Введение к работе
Актуальность темы. В середине 80-х годов прошлого столетия в хирургическую практику был внедрен видеоэндохирургический метод, который вскоре получил широкое распространение из-за малой травматичности, а, следовательно, хорошего функционального результата, высокого качества послеоперационного периода и косметичности (Емельянов СИ. с соавт., 1998, 2000; Кубышкин В.А. с соавт., 1998). Быстрый рост популярности и опыт первых видеоэндохирургических операций (холецистэктомия, аппендектомия, герниопластика) побудил многих хирургов к попыткам выполнения операций высшей степени сложности, таких как фундопликация, резекция желудка, экстирпация пищевода, гемиколэктомия (Луцевич О.Э. с соавт., 1996,2003; Сажин В.П. с соавт., 1998; Егиев В.Н. с соавт., 1997,1999; Тимошин А.Д. с соавт., 1998; Федоров И.В. с соавт., 1997,2000). В ходе первых больших эндоскопических операций, включавших мобилизацию больших массивов тканей, лигирование сосудов в них в труднодоступных местах хирурги столкнулись со значительными трудностями. Это требовало использования инструментов измененной конструкции и хорошего владения техникой ручного шва, что, в свою очередь, является трудоемкой и продолжительной манипуляцией, существенно удлиняющей операцию (Емельянов СИ. с соавт., 1998; Cuschieri А., 2000; FerenczyA., 2001; Mitchell I, 2002).
Как отмечает большинство хирургов-исследователей, сведение к минимуму трудностей лапароскопического лигирования и сшивания тканей, возможно достичь двумя путями: разработкой принципиально новых специальных устройств и адаптацией ортодоксальных хирургических приемов ( Матвеев Н.В. соавт., 1999; Сажин А.В. с соавт., 2001; Феденко В.В. с соавт., 2001; Arregui М.Е.,1999; Fitzgibbons R.,2000; Araki Y., 2001).
Разработка новых специальных устройств реализуется в настоящее время через конструирование и промышленное производство разнообразных безопасных аппаратов для наложения механического и лигатурного швов, а также клипирования. Все более широкое применение в медицине находят сплавы с памятью формы. Вне конкуренции остаются сплавы на основе никелида титана (ТІМ), поскольку обладают высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах и биологической совместимостью с тканями организма человека. Применяемые в медицине изделия из сплавов на основе никелида титана можно разделить на две группы. К первой группе относятся изделия, при применении которых используются эффект запоминания формы и сверхупругость - имплантаты. Ко второй - изделия, характеризующиеся только сверхупругостью - медицинские инструменты. (Гюнтер В.Э. с соавт., 1999; Прокошкин С.Д. с соавт., 2001; Корнилов И.И. с соавт.,2000; Myazaki S., 1999). Такие свойства этих сплавов, как сверхупругость и способность запоминать и восстанавливать форму, открывают возможность создания имплантатов, обладающих принципиально новыми функциональными свойствами. Изготовленные из таких сплавов имплантаты могут быть использованы для выполнения различных функций. При нагреве, восстанавливая свой первоначальный вид, они обеспечивают надежную фиксацию и создают необходимую компрессию ( Закревский И.Г. с соавт., 1999; Гюнтер В.Э. с соавт., 2000; Ильин А.А. с соавт., 1999). Поскольку сплавы на основе никелида титана относятся к новым специальным материалам, число примеров применения их в хирургической практике в настоящее время незначительно. Конкретные конструкции изделий из никелида титана требуют специального выбора сплавов с определенными характеристиками эффекта запоминания формы в соответствии с медико-техническими требованиями.
Нельзя не отметить также, что с накоплением опыта большого числа видеоэндохирургических операций, стали чаще выявляться осложнения, специфичные для метода видеоэндохирургии: клипирование общего желчного протока, правой печеночной артерии, неадекватная фиксация сетчатого трансплантата при герниопластике. (Федоров А.В. с соавт., 1998; Шаак ВА с соавт., 2000; Тимошин А.Д. с соавт., 1999; Прикупец В.Л. с соавт.,2001; Лапкин КВ. с соавт.,2000; Афендулов С.А с соавт., 1999; Бебуришвили А.Г. с соавт., 2002). Общее количество осложнений составляет, по данным различных авторов, от 0,1-0,2 % до 4-5%; некоторые авторы приводят цифры от 25 до 40% (Балалыкин А. С с соавт.1999; Бебуришвили А.Г. с соавт.,1996; Галлингер Ю.И. с соавт.,1996; Кубышкин В.А. с соавт.,1995). Основными предпосылками к возникновению осложнений считаются отсутствие пространственного (трехмерного) изображения на экране видеомонитора, невозможность использования хирургом традиционных мануальных навыков, трудности в создании экспозиции, ошибочная интерпретация результатов ревизии органов брюшной полости в условиях плохой видимости (кровотечение, желчеистечение). В этой связи, актуальным аспектом представляется разработка нового инструментария и комплексных мер по обеспечению безопасности выполнения операций (Сажин А.В. с соавт.,1999; Федоров АВ. с соавт.,1999; Емельянов СИ. с соавт., 2000; Facchin М., 2001; Bessell J., 2000; Maddern G., 2001).
Цель исследования. Оптимизировать методику
видеоэндохирургических операций, связанных с необходимостью лигирования мягкоэластичных анатомических трубчатых структур и сшивания тканей, путем разработки имплантатов, выполненных из никелид титана - сплава с памятью формы.
Задачи исследования.
1. Разработать имплантаты с памятью формы для клипирования анатомических мягкоэластичных трубчатых структур и сшивания тканей. Обосновать возможность применения имплантатов с памятью формы в эндохирургической практике.
2. В эксперименте и стендовых испытаниях исследовать эксплуатационно- технические параметры имплантатов с памятью формы.
3. Изучить оптимальные условия деактивации имплантата за счет свойства обратимого эффекта памяти формы. Разработать методику деактивации имплантата, позволяющую атравматично извлечь его с клипируемой структуры.
4. Оценить возможность использования типового электрокоагулятора, как источника теплового воздействия, в качестве активирующего фактора имплантата. Определить безопасные параметры его применения для этих целей.
5. Изучить морфологические изменения биологических тканей в зоне наложения имплантата, при его активации электрокоагулятором.
6. Оценить в эксперименте эффективность клипирования сосудов различного диаметра и надежность фиксирования тканей с использованием разработанных имплантатов с памятью формы и программируемыми характеристиками.
Научная новизна. Впервые в видеоэндохирургической практике разработаны имплантаты с памятью формы, выполненные из сплава никелида титана (нитинола), позволяющие эффективно лигировать (клипировать) мягкоэластичные трубчатые анатомические структуры, сшивать (фиксировать) ткани между собой. Разработаны и обоснованы эксплутационно-технические параметры имплантатов, которые обеспечивают постоянно действующую по величине силы и площади компрессию за счет проявления функционального свойства сплава. Сила компрессии тканей имплантатом определяется его заданными параметрами, исключающими, как показано экспериментальными исследованиями, возможность механического и термического разрушения тканей или неполной обтурации просвета клипируемой структуры. Доказана эффективность применения имплантата, обоснованы параметры физического (теплового) воздействия с целью активации имплантата.
Показано, что одним из наиболее существенных достоинств разработанного имплантата, является возможность атравматичного его перемещения или извлечения при манипуляциях на жизненно важных анатомических структурах и тканях за счет обратимого эффекта памяти формы (патент РФ на изобретение № 2213529 от 10 октября 2003 г по заявке № 2001126238. Приоритет от 26.09.2001 г. «Способ клипирования сосудов, мягкоэластических трубчатых структур и фиксирования тканей и клипса для его осуществления»).
Практическая значимость. Разработан имплантат с памятью формы, обеспечивающий эффективное клипирование мягкоэластичных анатомических трубчатых структур и фиксирования тканей, который при необходимости, за счет свойства, обратимого эффекта памяти формы, может быть атравматично снят со структуры.
На основании стендовых и экспериментальных исследований, разработана методика клипирования имплантатом сосудистых и других структур.
Использование обратимого эффекта памяти формы имплантата позволяет предположить большие перспективы в профилактике ятрогенных интраоперационных осложнений в разных разделах клинической хирургии.
Апробация диссертации. Основные положения работы доложены на III конгрессе Ассоциации хирургов имени Н.И.Пирогова (Москва, 2001); международной конференции по металлам с памятью формы (ЕСОМАТ-2002) (Финляндия, 2002).
По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, получено 1 авторское свидетельство на патент Российской Федерации.
В завершенном виде материалы диссертации доложены и обсуждены на совместной научной конференции хирургических кафедр ГОУ ВПО Московского государственного медико-стоматологического университета МЗ РФ (Москва, 2004).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, состоящего из 73 работ отечественных и 73 работ зарубежных авторов, иллюстрирована 10 таблицами и 16 рисунками.
