Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,578

RATIONALIZATION OF THE INSTRUMENTS FOR MICROVASCULAR SURGERY

Shchudlo N.A. 1 Shchudlo M.M. 1 Shchurova E.N. 1
1 FSBI «Russian Ilizarov Scientific Center “Restorative Traumatology and Orthopaedics”» (RISC RTO) of the RF Ministry of Health
In order to rationalize the microsurgical operations instrumental support the ultrathin hooks (the working part – 0.05 mm in diameter) were сustomized and the serial microsurgical forceps were adjusted (the working part diameter of the original forceps – 0,3 mm, of the refined – 0,1 mm). The instruments were tested in 24 experiments for dissection and anastomosis of rats arteries with 0,5-0,7 mm external diameter. The patency of repaired vessels was assessed with clinical tests and laser Doppler flowmetry in the first 20 minutes and in 1 month after surgery. Comparison of the obtained results with published data on the rat femoral arteries anastomoses patency indicates well precision of designed tools.
supermicrosurgery
instruments
microvascular anastomosis
flowmetry

Термин «микрососудистая хирургия» введён J.H. Jacobson & E.L. Suarez [5]. Применяя микроскоп, прецизионные инструменты и ультратонкий шовный материал, авторы добились стопроцентной проходимости анастомозов артерий с наружным диаметром от 1,4 до 3,2 мм в опытах на лабораторных животных. Внедрение микрососудистой хирургии в клинику существенно расширило возможности реконструктивно-восстановительной и пластической хирургии.

В последние годы получает распространение супермикрохирургия – техника диссекции и анастомозирования сосудов с наружным диаметром от 0,5 до 0,8 мм [6], которая требует специального оснащения: шовного материала калибра 12-0 и ультратонких пинцетов с диаметром рабочей части 0,1 мм [9]. Области её применения – лимфатико-венулярные анастомозы в лечении лимфедемы, реплантации у детей и взрослых при отчленении пальцев на уровне дистальных и средних фаланг, лоскуты на кожно-мышечных перфорантах. Распространённость перфорантов обеспечивает широкий выбор лоскутов, а малый диаметр исключает связанные с иссечением крупных сосудов осложнения.

Разнообразные инструменты для микрохирургии выпускаются в странах Европы, в CША, Японии и России, однако оснащение микрохирургических операций составляет значительную проблему для многих учреждений. Общеизвестны высокая стоимость этих инструментов и быстрая утрата прецизионных качеств – иногда при однократном использовании [2], поэтому предложены специальные приёмы их реставрации, включающие тонкую ручную шлифовку. В доступной литературе мы не встретили данных о применении аналогичного подхода для получения инструментов для супермикрохирургии.

Цель исследования – рационализация и доклинические испытания утончённых инструментов для микрососудистой хирургии.

Материалы и методы исследования

На первом этапе исследования созданы ультратонкие инструменты двух типов.

1. Пинцеты для супермикрохирургии с диаметром рабочей части 0,1 мм. Исходные изделия – повреждённые и вышедшие из употребления пинцеты для микрохирургии фирмы Aesculap и Казанского завода «Мединструмент», имеющие диаметр рабочей части 0,3 мм. Ультратонкие пинцеты получены доводкой тонким ручным шлифованием на мокром природном точильном камне (зелёный карбид кремния) с применением оптического увеличения бинокулярного микроскопа МБС-10. Одна из сторон камня отполирована на зеркале.

2. Микрохирургические крючки-дилататоры с диаметром рабочей части 0,05 и 0,75 мм. Исходное изделие (заготовка) – микрохирургические иглы фирмы Ethicon соответствующего диаметра. Гибка рабочей части крючка и её пайка к рукоятке осуществлялась также с применением оптического увеличения.

На втором этапе проведены опыты на 24 крысах линии Вистар обоего пола в возрасте от 8 до 12 месяцев. Животные содержались в виварии, оперативные вмешательства и эвтаназию осуществляли в соответствии с требованиями Министерства здравоохранения Российской Федерации к работе экспериментально-биологических клиник, а также «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей».

Крыс оперировали в асептических условиях операционной под общей анестезией, которая достигалась внутримышечным введением гидрохлорида ксилазина (0,8 мг на 100 г веса тела) и тилетамина/золазепама (0,4 мг/100 г). С использованием восьмикратного увеличения операционного микроскопа (OPMI-6, Германия) осуществляли доступ к общему бедренному сосудисто-нервному пучку проксимальнее трифуркации бедренной артерии. Бедренную артерию выделяли из окружающих тканей на протяжении 1–2 см, измеряли её наружный диаметр с помощью тарированной клипсы, пережимали на двух уровнях сдвоенной клипсой и пересекали прямыми микроножницами. Концы артерии орошали тёплым физиологическим раствором с добавлением гепарина (10000 ед. на 100 мл). С помощью утончённого пинцета и специально изготовленного микрокрючка с диаметром рабочей части 0,05 мм визуализировали просвет артерии, аккуратно сдвигая адвентицию и мышечную оболочку артерии с каждого из её концов. Верифицировали измерение наружного диаметра с помощью картонной шкалы с ценой деления 0,125 мм.

pic_19.tif

Рис. 1. Этап микрососудистого анастомоза. Соединение концов клипированной артерии установочными швами. Цена деления клипсы 0,5 мм. Фото в режиме макросъёмки

Затем концы артерии анастомозировали с помощью отдельных узловых либо непрерывных швов. Для установочных швов использовали нити 10-0, для остальных 11-0 на атравматических иглах (фирма Ethicon, диаметр игл 75 и 50 мкм). Следует отметить, что швы 11-0 имеют такой же диаметр иглы, как рекомендуемый японскими авторами материал для супермикрохирургии 12-0. После первого затягивания первого установочного шва переходили на 16–20-кратное увеличение операционного микроскопа. Развороты сосуда осуществляли с помощью держалочных швов, а не клипс. Включение кровотока осуществляли путём поочерёдного снятия клипс (вначале дистальной, затем проксимальной).

Оценка герметичности анастомоза. Методом экспертных оценок в баллах оценивали выраженность кровотечения из межшовных промежутков: 0 баллов – кровотечения из межшовных промежутков нет; 1 балл – кровотечение останавливается спонтанно в течение минуты; 2 балла – кровотечение останавливается после прижатия тупфером в течение 100 секунд; 3 балла – для остановки кровотечения требуется повторное наложение проксимальной клипсы и дополнительных герметизирующих узловых адвентициальных швов.

Оценка проходимости анастомоза. В ближайшие 10–20 минут после выполнения анастомоза оценивали выраженность горизонтальной пульсации артерии и результаты двухпинцетной пробы (немедленное энергичное заполнение анастомозированной артерии либо частичное заполнение на уровне анастомоза или дистальной клипсы).

Через 2, 3 или 4 недели после операции проходимость анастомоза оценивали после повторной наркотизации животных и хирургического доступа к зоне анастомоза путём биомикроскопии оперированной артерии. Оценивали выраженность горизонтальной пульсации самой артерии и её ветвей, её внешний вид и наружный диаметр. Дополнительное подтверждение проходимости анастомоза получали после перерезки артерии дистальнее анастомоза, оценивая характер и интенсивность кровотечения.

Флоуметрический контроль. Контроль проходимости анастомозов дополняли измерением объёмной скорости кровотока дистальнее анастомоза. Ультразвуковую допплеровскую флоуметрию проводили в начале и в конце опыта под комбинированным внутривенным наркозом. В начале опыта регистрировали объёмную скорость кровотока в неповреждённой артерии (до её перерезки) и затем сравнивали полученное значение с объёмной скоростью кровотока в уже анастомозированной артерии, располагая датчик прибора дистальнее анастомоза. В конце опыта регистрировали соответствующие параметры на оперированной и контралатеральной артериях. Использовали ультразвуковой флоуметр T101 (Transonic Systems Inc., США). Тщательно выделив участок артерии остро-тупым путём под операционным микроскопом, помещали её в датчик прибора, убеждаясь, что стенка сосуда прилежит ко дну рефлектора. Нанесением на сосуд тёплого физиологического раствора удаляли пузырьки воздуха из пространства рефлектора и в течение 10–20 минут проводили флоуметрию. Для количественной оценки интралюминального стеноза определяли разницу объёмной скорости кровотока в контралатеральной артерии и скорости кровотока в анастомозированной артерии, выраженную в процентах.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено, что применение микрокрючков с диаметром рабочей части 0,1 мм упрощает выделение артерии и её ветвей из окружающих тканей. В малом операционном поле ультратонкие пинцеты с изогнутой под углом истончённой до 0,1 мм рабочей частью и закруглёнными концами оказались наиболее удобными при их использовании в качестве дилататоров просвета артерии, а также в качестве приспособления для противодавления при проведении швов калибра 11-0. Микрокрючки диаметром 0,05 мм (рис. 2) удобно использовать для открытия просвета сосуда в случаях его выраженного спадения после завязывания первого установочного шва.

pic_20.tif

Рис. 2. Сравнение толщины рабочей части коммерчески доступного крючка фирмы Aesculap (150 мкм) и кустарно изготовленного крючка (50 мкм). Цена деления шкал 1 и 0,125 мм. Инструментальное увеличение 10х

Диаметры артерий, на которых были апробированы инструменты, варьировали от 0,5 до 0,7 мм. Герметичность анастомозов достигалась различным количеством стежков – от 5 до 11. Время выполнения анастомоза варьировало от 12 до 40 минут. В течение 20 минут после включения кровотока прослежена проходимость всех анастомозов, дефекты заполнения артерии на уровне анастомоза и дистальной культи выявлены в 4 случаях из 24. Усреднённые характеристики анастомозов представлены в таблице.

Характеристики анастомозированных артерий

Параметр

M ± m

Средний диаметр артерии (мм)

0,56 ± 0,2

Герметичность (баллы от 1 до 3)

1,43 ± 0,27

Время анастомоза (мин.)

15,6 ± 1,2

Количество швов

8,3 ± 0,4

Частота ( %) дефектов заполнения зоны анастомоза или дистальной культи

16,7

Частота опытов ( %) с интраоперационной проходимостью анастомозов

100 %

После операции все крысы выжили и вернулись к активному образу жизни на второй день. В период от 1 до 4 недель после операции биомикроскопия анастомозированных артерий показала, что все анастомозы были проходимы, что доказывалось наличием пульсации самой артерии и её ветвей, а также кровотечением после перерезки дистальной культи, однако степень проходимости была разной. У большинства крыс (15 из 24) артерия имела нормальный сиренево-розовый цвет, блестящий вид, её наружный диаметр соответствовал дооперационному или превышал его, а объёмная скорость кровотока, регистрируемая при флоуметрии, находилась в одном диапазоне с контралатеральной артерией (от 8 до 10 мл/мин), что свидетельствовало о сохранении просвета. У девяти крыс анастомозированные артерии имели белёсый тусклый вид, определялась их спаянность с окружающими тканями и истончение по сравнению с артерий контрлатеральной стороны. Выраженность постанастомотического стеноза, оцененная с применением допплеровской флоуметрии, составила 20 %. Время анастомозов в этой подгруппе во всех случаях превышало 30 минут.

Для отработки и совершенствования техники анастомозирования сосудов малого диаметра в качестве биологической модели часто используют бедренную артерию крыс. На этапе выделения артерий малого диаметра из окружающих тканей развивается массивное слущивание эндотелиальных клеток и формирование тромбоцитарных агрегатов [8]. После клипирования, перерезки и анастомоза отмечены массивные некрозы интимального слоя и медии, частые прорезывания швов [1]. Реэндотелизация выражена через 7 дней после операции, но только через 30–60 дней область анастомоза покрывается эндотелием, субэндотелиальный фиброз и отложения фибрина, препятствующие кровотоку, определяются до 21–30 дней; в это же время формируется субинтимальное утолщение медии, сохраняющееся даже через 180 и 360 дней после анастомоза [7]. Только тщательно выполненные анастомозы позволяют восстановить и сохранить кровоток. В зависимости от методики анастомоза, проходимость анастомозов бедренных артерий крыс диаметром от 0,7 до 1 мм сохранялась в 93–100 % опытов [3]; применение микроангиографии и гистологического исследования не выявило признаков постанастомотического стенозирования. Для более тонких сосудов показатель снижается: до 80 % при среднем диаметре 0,7 мм [4] и до 70 % при диаметре 0,5 мм и менее [10], что определяет необходимость специального оснащения и прежде всего утончённых инструментов. В наших опытах в первые 20 минут после выполнения операции и в течение 1 месяца после неё достигнута 100 %-ная проходимость анастомозов артерий со средним диаметром 0,56 мм. Признаки фиброза и стенотического ремоделирования анастомозированных артерий, наблюдавшиеся в 25 % случаев, свидетельствуют о необходимости дальнейших разработок щадящих оперативных приёмов и патогенетически обоснованных терапевтических стратегий для оптимизации заживления анастомозированных артерий малого диаметра.

Заключение

Проведённое экспериментальное исследование показало, что самостоятельные доводка и изготовление ультратонких пинцетов и крючков позволяет уменьшить затраты на оснащение микрохирургических операций без потери их качества.

Работа поддержана программой Минздрава РФ в рамках государственного задания ФГБУ «РНЦ “ВТО” им. акад. Г.А. Илизарова» для выполнения НИР на 2015–2017 гг.