ОПТИМІЗАЦІЯ СТИСНЕННЯ ТКАНИНИ ЯК УМОВА КОНТРОЛЬОВАНОЇ ЗМІНИ ІМПЕДАНСУ ПРИ СТВОРЕННІ ЕЛЕКТРОЗВАРНОГО МІЖКИШКОВОГО АНАСТОМОЗУ

S. S. Podpriatov, G. S. Marinsky, V. A. Tkachenko, O. V. Chernets, K. G. Lopatkina, V. A. Vasylchenko, N. A. Chvertko

Анотація


Неоднорідність стінок кишок спричинює нерівномірність структури електрозварного з’єднання та, відповідно, потребу у посиленому стисненні задля гомогенізації щільності та електропровідності. Але при цьому величина стиснення є близькою до руйнівної для стінки кишки, оскільки менші величини є неефективними.
Мета: створити оптимальний засіб врівноваження та розподілу зусилля щодо стиснення тканини в моделі електрозварного міжкишкового анастомозу задля досягнення цим способом стабільності відпрацьовування алгоритму високочастотного зварювання стінок кишки.
Матеріал та методи. Здійснили 348 досліджень програмованого подавання на тканину органокомплексу свині радіочастотної електричної напруги до 200 В з контрольованою зміною імпедансу після прикладення на електроди тиску від 2,0 Н/мм2 до 3,9 Н/мм2. Тканину складали вдвічі в прототипі інструменту, моделюючи міжкишковий анастомоз. Змінювали типи електродів: пласкі площею 247 мм2 (група 1); рельєфні 280 мм2 (група 2); пласкі 254 мм2 з обмежувачами їх зближення (група 3).
Результати. В групі 1 ми спробували, з кроком 0,1 Н/мм2, підібрати величину тиску між електродами як точку рівноваги механічних та електричних властивостей. У 7,5% досліджень спостерігали недосягнення базових параметрів, у 42,5% — значне відхиленням швидкості зростання, у 7,5% — критичне зниження імпедансу.
В групі 2 досліджували запобігання можливого зміщення електродів шляхом застосування різних конфігурацій рельєфу електродів. У цій серії досліджень зросла частота досягнення базових параметрів зниження імпедансу до 82,5%, але в наступній фазі раптове падіння спостерігали у 30% досліджень. Також у 32,5% проб відбувалися значні коливання імпедансу. В групі 3 досліджували обмеження зближення електродів на відстані від 0,03 мм до 0,3 мм. Застосування обмежувачів виявилося найефективнішим при співвідношенні висоти обмежувача до товщини тканин між електродами в моделі анастомозу як 1:40. Критичне падіння імпедансу спостерігали лише в 2,5% досліджень.
Висновки. Зменшення тиску електродів на тканину посилює відхилення величини імпедансу від цільової. Застосування їхньої рельєфної форми підвищує електропровідність і покращує стартову частину електрозварного впливу, але посилює нерівномірність в його кінцевій частині через флуктуацію імпедансу. Застосування обмежувачів зближення електродів забезпечує повнотривале відпрацювання алгоритму електрозварного впливу за всіх досліджених величин оптимального та субкритичного стиснення.
Обговорення та перспективи подальших досліджень. Отримані дані покликані слугувати основою технологічних рішень у створенні відповідних елементів робочої частини спеціалізованого інструменту для формування електрозварних анастомозів. Їх технологічне впровадження надасть можливість додатково наростити встановлені переваги електрозварного міжкишкового з’єднання над шовним. Цей технологічний засіб може також бути ефективним для підвищення ефективності зварювання інших біологічних тканин.


Ключові слова


тиск; тканина; електричне зварювання; анастомоз; кишка; свиня; інструмент; імпеданс

Повний текст:

PDF

Посилання


Podpriatov, S. S., Podpryatov, S. E., Makarov, A. V., Marinsky, G. S., Tkachenko, V. A., Chernets, O. V., … & Lopatkina, K. G. (2018). Vstanovlennya pervinnikh vimog do eksperimental'nikh zasobіv doslіdzhennya ta umov stvorennya elektrozvarnogo z’ednannya stіnok kishechniku [Establishing the first requirements in experimental equipment for investigations and creation conditions of electric welding intestinal connection]. Shpital'na khіrurgіya (Hospital Surgery). Journal named by L. Ya. Kovalchuk, 2, 56–60. doi 10.11603/2414-4533.2018.2.9230. [In Ukrainian].

Podpriatov, S.S., Podpryatov, S. E., Marinsky, G. S., Chernets, O. V., Tkachenko, V. A., Bielousov, I. O., … Serdyuk, V. K. (2017). Modelne eksperymentalne doslidzhennya mekhanichnoyi rezystentnosti stinky kyshky lyudyny pid tyskom v prototypi elektrozvaryuvalnoho instrumentu [Model experimental research of human intestine walls mechanical resistance under the pressure inside biologic welding instrument prototype]. Problemy viyskovoyi okhorony zdorovya (Problems of military health). 2, 325–331. [In Ukrainian].

Paton, B. E., Tkachenko, V. A., Marins'kii, G. S., Podpryatov, S. E., Chernets', O. V., Chvertko, N. A., … & Matvіichuk, G. M. (2014). Sposіb z’ednannya zvaryuvannyam bіologіchnikh tkanin lyudei і tvarin z vikoristannyam visokochastotnogo strumu [The method of connecting the welding of biological tissues of people and animals using high-frequency current]. Ukraine Patent No. 106513. Bul. No. 17. [In Ukrainian].

Jørgensen, C. S., Dall, F. H., Jensen, S. L. & Gregersen, H. (2013). A new combined high-frequency ultrasound-impedance planimetry measuring system for the quantification of organ wall biomechanics in vivo. Int. Wound J., 10(4), 411–417. doi: 10.1016/0021-9290(95)95275-A

Holmer, C., Winter, H., Kröger, M., Nagel, A., Jaenice, A., Lauster, R., … & Ritz, J.P. (2011). Bipolar radiofrequency-induced thermofusion of intestinal anastomoses — feasibility of a new anastomosis technique in porcine and rat colon. Langenbecks Arch. Surg., 396(4), 529–533. doi: 10.1007/s00423-011-0756-0

Sánchez-De Pedro, F., Moreno-Sanz, C., Morandeira-Rivas, A., Tenías-Burillo, J. M., & Alhambra-Rodríguez De Guzmán, Cr. (2014). Colorectal anastomosis facilitated by the use of the LigaSure® sealing device: comparative study in an animal model. Surg. Endosc., 28(2), 508–514. doi: 10.1007/s00464-013-3194-y

Bosmans, J. W., Jongen, A. C., Bouvy, N. D., & Derikx, J. P. (2015). Colorectal anastomotic healing: why the biological processes that lead to anastomotic leakage should be revealed prior to conducting intervention studies. BMC Gastroenterology, 15(1), 180. doi: 10.1186/s12876-015-0410-3

Han, S., Cai, Z., Ning, X., He, L., Chen, J., Huang, Z., … Li, Z. (2015). Comparison of a new high-frequency electric welding system for intestinal closure with hand-sewn in vivo pig model. J. Laparoendosc. Adv. Surg. Tech. A, 25(8), 662–667. doi: 10.1089/lap.2015.0101.

Ho, Y.-H., & Ashour, M. A. T. (2010). Techniques for colorectal anastomosis. World Journal of Gastroenterology, 16(13), 1610–1621. doi.org/10.3748/wjg.v16.i13.1610.




DOI: http://dx.doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2018.2.9296

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


##submission.copyrightStatement##