Mechanické testování šlach po sutuře nově vyvinutým biomateriálem

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62157124%3A16170%2F20%3A43878449" target="_blank" >RIV/62157124:16170/20:43878449 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/00064173:_____/20:N0000153

Výsledek na webu

<a href="http://www.achot.cz/detail.php?stat=1126" target="_blank" >http://www.achot.cz/detail.php?stat=1126</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Mechanické testování šlach po sutuře nově vyvinutým biomateriálem

Popis výsledku v původním jazyce

Zranění šlachy jsou i nadále velmi aktuálním problémem. Výzkum a klinické činnosti v této oblasti mají za cíl dosáhnout optimální opravy poškozené šlachy. Takový steh se vyznačuje maximální pevností v tahu, odolností proti mezerám v místě opravy, zachováním hladkého povrchu, prevencí adhezí a usnadněním rychlé rehabilitace a aktivního pohybu šlachy. Steh jako takový je vyžadován zejména k prokázání mechanické odolnosti. Za optimální je považováno použití jádrového stehu šlachy v kombinaci s epitendinózním stehem. Skupina vědců již několik let zkoumá nové materiály. Mohou přispět k lepší rovnováze mezi přiměřenou mechanickou pevností stehu a biologickou podporou hojení. MATERIÁLY A METODY Studie byla provedena jako experiment ex vivo na modelech šlachy prasat. Segment šlachy byl získán z poražených zvířat a úplné prasknutí šlachy bylo napodobeno ostrým řezem jeho střední části. Následně byla šlacha opravena stehem Adelaide pomocí potaženého pleteného polyesteru (Ethibond) a dvou typů nových stehů na bázi polyamidu 6 (PA6). První šicí materiál byl navržen jako nevstřebatelné polyesterové jádro (PES hedvábí) obklopené vstřebatelnými nanovlákny PA6. Druhý šicí materiál byl vytvořen spletením hedvábné příze PES a dvou viskózových přízí s nanovlákny PA6 do kompozitního chirurgického šicího materiálu. Součástí studie byla také zkoumaná pevnost stehu v tahu s použitím dalších stehů, vliv tvaru hrotu jehly na pevnost v tahu stehu a účinek zajištěného peritendinního stehu matrace. Pevnost stehu v tahu byla testována až do porušení a bylo sledováno dosažené maximální zatížení. VÝSLEDEK Příze jádra PES s opletením z nanovláken PA6 vykazovala nižší pevnost v tahu (28,5 - 5,2 N) než příze opletená z jedné PES příze a dvou viskózových přízí s nanovlákny PA6 (45,7 - 6,7 N). Oba nově vyvinuté stehy však nedosahují pevnosti v tahu Ethibondu (100,3 - 19,1 N). V případě stehu Ethibond používajícího různé typy stehů byla nejnižší pevnost v tahu pozorována u McLarney 4-pramenného jádrového stehu (68,8 - 18,7 N). Vyšší pevnosti v tahu bylo dosaženo 4-pramenným stehem Adelaide (83,6 - 11,2 N). Nejvyšší pevnost v tahu byla pozorována u 6vláknového šicího materiálu Savage (147,4 - 22,7 N). Když byl testován účinek typu jehly, byl pozorován statisticky významný rozdíl mezi jehlou s kuželovým bodem (72,0 - 7,0 N) a jehlou s obráceným řezáním (63,3 - 9,6 N). V případě stehu McLarney epitendinózní steh zvýšil pevnost v tahu o 46,2% a v případě stehu Adelaide o 48,3%. ZÁVĚRY U švu jádra šlachy se zdá vhodnější použití stehů s více podélnými segmenty. Epitendózní šev může značně posílit základní nosný šev. Rovněž nebyl pozorován zanedbatelný vliv profilu jehly na výslednou pevnost stehu v tahu. V námi vyvinutých materiálech se jeví vhodnější návrh splétání vstřebatelných nanovláken nosnou nevstřebatelnou přízí. I když je mechanická pevnost v tahu nových materiálů nižší, očekávají se výhody v podobě biologické podpory hojení. Kromě toho lze nanovlákna použít jako nosič biologických a terapeutických látek. Další zlepšení mechanických vlastností nově vyvinutého biomateriálu lze předpokládat, pokud dojde ke změně materiálu nosné nevstřebatelné příze nebo změně poměru nosné příze a nanovláken. Tato pilotní studie použije zjištění pro další vývoj a modifikaci nových materiálů v základním výzkumu a také ověří biologické aspekty a průběh hojení ve studiích in vivo.

Název v anglickém jazyce

Mechanical testing of tendons sutured with newly developed biomaterial

Popis výsledku anglicky

Tendon injuries continue to be a highly topical issue. Research and clinical activities in this area aim to achieve an optimal repair of the damaged tendon. Such suture is characterised by maximum tensile strength, resistance to gapping at the repair site, preservation of smooth surface, prevention of adhesions and facilitation of fast rehabilitation and active tendon movement. The suture as such is required to show mechanical resistance in particular. Considered optimal is the use of core suture of the tendon in combination with epitendinous suture. The group of researchers has for several years already been exploring new materials. They can contribute to better balance between adequate mechanical strength of the suture and biological support of healing. MATERIAL AND METHODS The study was carried out as an ex vivo experiment on porcine tendon models. A tendon segment was obtained from slaughtered animals and a total rupture of the tendon was imitated by sharp cutting of its central portion. Subsequently, the tendon was repaired by Adelaide suture using coated braided polyester (Ethibond) and two types of new polyamide 6 based (PA6) sutures. The first suture was designed as an unabsorbable polyester core (PES silk) surrounded by absorbable PA6 nanofibres. The second suture was created by braiding a PES silk yarn and two viscose yarns with PA6 nanofibres into a composite surgical suture. As a part of the study also examined was the tensile strength of suture with the use of other stitches, effect of the shape of the needle s point on the tensile strength of the suture and the effect of secured mattress peritendinous suture. The tensile strength of the suture was tested until failure and the achieved maximum load was monitored. RESULTS The PES core yarn with PA6 nanofibre braiding showed lower tensile strength (28.5 - 5.2 N) than the yarn braided from one PES yarn and two viscose yarns with PA6 nanofibres (45.7 - 6.7 N). Both newly developed sutures, however, fail to achieve the tensile strength of Ethibond (100.3 - 19.1 N). In case of Ethibond suture using various types of stitches, the lowest tensile strength was observed in McLarney 4-strand core suture (68.8 - 18.7 N). A higher tensile strength was achieved by Adelaide 4-strand core suture (83.6 - 11.2 N). The highest tensile strength was seen in 6-strand core Savage suture (147.4 - 22.7 N). When the effect of the type of needle was tested, a statistically significant difference between the taper point needle (72.0 - 7.0 N) and reverse cutting needle (63.3 - 9.6 N) was observed. In case of McLarney suture the epitendinous stitch increased the tensile strength by 46.2% and in case of Adelaide suture by 48.3%. CONCLUSIONS For tendon core suture, the use of sutures with multiple longitudinal segments seems more appropriate. The epitendinous suture can considerably reinforce the basic load-bearing core suture. Also observed was not an insignificant effect of the needle profile on the resulting tensile strength of the suture. In materials developed by us, more suitable seems to be the design of braiding of absorbable nanofibers with a load-bearing non-absorbable yarn. While the mechanical tensile strength of new materials is lower, the benefits are expected in the form of biological support of healing. Moreover, the nanofibers can be used as a carrier of biological and therapeutic substances. Further improvement of mechanical properties of the newly developed biomaterial can be foreseen if the material of the load-bearing non-absorbable yarn is changed or the load-bearing yarn and nanofibres ratio modified. This pilot study shall use the findings for further development and modification of new materials in basic research and shall also verify the biological aspects and the course of healing in in vivo studies.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

40301 - Veterinary science

Projekt

<a href="/cs/project/NV16-28637A" target="_blank" >NV16-28637A: Hojení rozsáhlých defektů kostí, šlach a vazů s využitím nových biomateriálů</a><br>

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Acta Chirurgiae Orthopaedicae et Traumatologiae Cechoslovaca

ISSN

0001-5415

e-ISSN

—

Svazek periodika

87

Číslo periodika v rámci svazku

3

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

5

Strana od-do

210-214

Kód UT WoS článku

000552453800010

EID výsledku v databázi Scopus

—