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Il presente protocollo illustra un metodo per valutare ex vivo le proprietà biofisiche delle riparazioni tendinee. Un materiale di sutura in politetrafluoroetilene (PTFE) è stato valutato con questo metodo e confrontato con altri materiali in condizioni diverse.
Con l'evoluzione dei materiali di sutura, c'è stato un cambiamento nei paradigmi nella riparazione dei tendini primari e secondari. Le proprietà meccaniche migliorate consentono una riabilitazione più aggressiva e un recupero precoce. Tuttavia, affinché la riparazione resista a richieste meccaniche più elevate, è necessario valutare tecniche di sutura e annodatura più avanzate in combinazione con tali materiali. In questo protocollo, è stato studiato l'uso del politetrafluoroetilene (PTFE) come materiale di sutura in combinazione con diverse tecniche di riparazione. Nella prima parte del protocollo, sono stati valutati sia la resistenza alla tensione lineare che l'allungamento dei filamenti annodati contro fili non annodati di tre diversi materiali utilizzati nella riparazione del tendine flessore. I tre diversi materiali sono polipropilene (PPL), polietilene ad altissimo peso molecolare con una camicia intrecciata di poliestere (UHMWPE) e politetrafluoroetilene (PTFE). Nella parte successiva (esperimenti ex vivo con tendini flessori cadaverici), il comportamento del PTFE utilizzando diverse tecniche di sutura è stato valutato e confrontato con PPL e UHMWPE.
Questo esperimento comprende quattro fasi: raccolta dei tendini flessori da mani cadaveriche fresche, transezione dei tendini in modo standardizzato, riparazione dei tendini con quattro diverse tecniche, montaggio e misurazione delle riparazioni dei tendini su un dinamometro lineare standard. L'UHMWPE e il PTFE hanno mostrato proprietà meccaniche comparabili ed erano significativamente superiori al PPL in termini di resistenza alla trazione lineare. Le riparazioni con tecniche a quattro e sei fili si sono dimostrate più forti delle tecniche a due fili. La manipolazione e l'annodatura del PTFE sono una sfida a causa dell'attrito superficiale molto basso, ma il fissaggio della riparazione a quattro o sei fili è relativamente facile da ottenere. I chirurghi utilizzano abitualmente materiale di sutura PTFE in chirurgia cardiovascolare e chirurgia del seno. I filamenti di PTFE sono adatti per l'uso nella chirurgia dei tendini, fornendo una robusta riparazione del tendine in modo che possano essere applicati regimi di movimento attivo precoce per la riabilitazione.
Il trattamento delle lesioni del tendine flessore della mano è stato oggetto di controversie per oltre mezzo secolo. Fino al 1960, l'area anatomica tra la falange media e la palma prossimale era chiamata "terra di nessuno", per esprimere che i tentativi di ricostruzione del tendine primario in quest'area erano inutili, producendo risultati molto scarsi1. Tuttavia, nel 1960, la questione della riparazione del tendine primario è stata rivisitata introducendo nuovi concetti per la riabilitazione2. Nel 1970, con i progressi delle neuroscienze, potrebbero essere sviluppati nuovi concetti di riabilitazione precoce, comprese le stecche dinamiche3, ma in seguito si potrebbero ottenere solo miglioramenti marginali. Recentemente, sono stati introdotti nuovi materiali con stabilità integrale significativamente migliorata4,5 in modo che siano stati messi a fuoco problemi tecnici diversi dal guasto dei materiali di sutura, tra cui il cablaggio del formaggio e l'estrazione6.
Fino a poco tempo fa, il polipropilene (PPL) e il poliestere erano ampiamente utilizzati nelle riparazioni dei tendini flessori. Un filamento 4-0 USP (United States Pharmacopeia) di polipropilene corrispondente ad un diametro di 0,150-0,199 mm presenta una resistenza alla trazione lineare inferiore a 20 Newton (N)6,7, mentre i tendini flessori della mano possono sviluppare in vivo forze lineari fino a 75 N8. Dopo traumi e interventi chirurgici, a causa di edema e aderenze, la resistenza del tessuto avanza di più9. Le tecniche classiche di riparazione dei tendini includevano configurazioni a due fili che dovevano essere rinforzate con ulteriori suture epitendinee 3,10. I nuovi materiali polimerici polimiscelati con resistenza lineare sostanzialmente più elevata hanno portato a sviluppi tecnici4; un singolo filo di poliblend con un'anima di polietilene a catena lunga ad altissimo peso molecolare (UHMWPE) in combinazione con una camicia intrecciata di poliestere dello stesso diametro del PPL può sopportare forze lineari fino a 60 N. Tuttavia, le tecnologie di estrusione possono produrre filamenti polimerici monofilamentosi che presentano proprietà meccaniche comparabili6.
Anche le tecniche di riparazione si sono evolute nell'ultimo decennio. Le tecniche di riparazione dei tendini a due filamenti hanno lasciato il posto a configurazioni più elaborate a quattro o sei fili11,12. Con l'uso di una sutura ad anello13, il numero di nodi può essere diminuito. Combinando materiali più recenti con tecniche più recenti, è possibile ottenere una resistenza lineare iniziale di oltre 100 N4.
Un regime di riabilitazione individualizzato dovrebbe essere sostenuto in ogni caso, tenendo conto degli attributi speciali del paziente e delle tecniche di riparazione dei tendini. Ad esempio, i bambini e gli adulti che non sono in grado di seguire istruzioni complesse per lungo tempo dovrebbero essere sottoposti a mobilizzazione ritardata. Le riparazioni meno forti dovrebbero essere mobilitate dal solo movimento passivo14,15. Altrimenti, i primi regimi di movimento attivo dovrebbero essere lo standard d'oro.
L'obiettivo generale di questo metodo è valutare un nuovo materiale di sutura per la riparazione del tendine flessore. Per lodare il razionale del protocollo, questa tecnica è un'evoluzione di protocolli precedentemente convalidati trovati in letteratura 4,10,12,16 come mezzo di valutazione dei materiali di sutura in condizioni che assomigliano alla routine clinica. Utilizzando un moderno sistema di prova dei materiali servoidraulici, è possibile impostare una velocità di trazione di 300 mm/min simile alle sollecitazioni in vivo, a differenza dei protocolli precedenti che utilizzavano 25-180 mm/min 4,10, tenendo conto delle limitazioni nel software e nelle apparecchiature di misura. Questo metodo è adatto per studi ex vivo sulle riparazioni dei tendini flessori e, in senso più ampio, per la valutazione dell'applicazione di materiali di sutura. Nelle scienze dei materiali, tali esperimenti sono abitualmente utilizzati per valutare polimeri e altre classi di materiali17.
Fasi dello studio: Gli studi sono stati eseguiti in due fasi; Ognuno è stato diviso in due o tre fasi successive. Nella prima fase, sono stati confrontati un filamento di polipropilene (PPL) e un filamento di politetrafluoroetilene (PTFE). Entrambi i filamenti USP 3-0 e 5-0 USP sono stati utilizzati per imitare le reali condizioni cliniche. Le proprietà meccaniche dei materiali stessi sono state studiate per la prima volta, sebbene siano dispositivi medici, questi materiali sono già stati ampiamente testati. Per queste misurazioni, N = 20 fili sono stati misurati per la resistenza alla trazione lineare. Sono stati studiati anche i fili annodati poiché l'annodatura altera la resistenza alla tensione lineare e produce un potenziale punto di rottura. La parte principale della prima fase riguardava la verifica delle prestazioni dei due diversi materiali in condizioni cliniche. Inoltre, sono state eseguite e testate riparazioni del nucleo 3-0 (due fili Kirchmayr-Kessler con le modifiche di Zechner e Pennington) per la resistenza lineare. Per un'ulteriore ala dell'indagine, una sutura epitendinea 5-0 è stata aggiunta alla riparazione per ulteriore forza18,19.
In una fase successiva, è stato eseguito un confronto tra tre materiali di sutura, tra cui PPL, UHMWPE e PTFE. Per tutti i confronti, è stato utilizzato un filo USP 4-0, corrispondente a un diametro di 0,18 mm. Per un elenco completo dei materiali utilizzati, fare riferimento alla Tabella dei materiali. Per la fase finale, è stata eseguita una riparazione del nucleo Adelaide20 o M-Tang21 come descritto in precedenza.
Questo articolo non contiene studi con partecipanti umani o animali eseguiti da nessuno degli autori. L'uso del materiale umano era nel pieno rispetto della politica universitaria per l'uso di cadaveri e parti del corpo riconoscibili, Istituto di Anatomia, Università di Erlangen.
1. Raccogliere i tendini flessori
2. Trasezione del tendine (Figura 1)
3. Riparazione del tendine
4. Prova di trazione uniassiale
Riparazioni dei tendini: quando è stata utilizzata una tecnica Kirchmayr-Kessler a due fili da sola, si è verificato un alto tasso di slittamento con riparazioni che hanno raggiunto una forza lineare di circa 30 N (Figura 2 e Figura 5A)5. In vivo, il tendine del flessore digitorum profundus può sviluppare una trazione lineare fino a 75 N8. In condizioni post-traumatiche, questo valore p...
In questa linea di esperimenti, un filamento di PTFE è stato valutato come materiale di sutura per la riparazione del tendine flessore. Il protocollo riproduce condizioni che sono come la situazione in vivo in tutti gli aspetti tranne due. In primo luogo, i carichi applicati in vivo sono ripetitivi, quindi un tipo di carico ripetuto ciclicamente potrebbe essere più adatto. In secondo luogo, nelle prime 6 settimane postoperatorie, il significativo passaggio dalla biomeccanica alla biologia man mano che...
Gli autori dichiarano di non avere alcun conflitto di interessi. Non esiste una fonte di finanziamento.
Lo studio è stato condotto con fondi dell'ospedale Sana Hof. Inoltre, gli autori vogliono ringraziare la signora Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) per il suo instancabile aiuto con gli esperimenti.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chirobloc | AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH | CBM | Hand Fixation |
Cutfix Disposable scalpel | B. Braun Medical Inc, Germany | 5518040 | Safety one use blade |
Coarse paper/ Aluminium Oxide Rhynalox | Indasa | 440008 | abrasive with a grit size of ISO P60 |
Fiberloop 4-0 | Arthrex GmbH | AR-7229-20 | Ultra-high molecular weight polyethylene with a braided jacket of polyester 4-0 |
G20 cannula Sterican | B Braun | 4657519 | 100 Pcs package |
Isotonic Saline 0.9% Bottlepack 500 mL | Serag Wiessner GmbH | 002476 | Saline 500 mL |
KAP-S Force Transducer | A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH | AK8002 | Load cell |
Metzenbaum Scissors (one way, 14 cm) | Hartmann | 9910846 | |
Screw grips, Type 8133, Fmax 1 kN | ZwickRoell GmbH & Co. KG, | 316264 | |
Seralene 3-0 | Serag Wiessner GmbH | LO203413 | Polypropylene Strand 3-0 |
Seralene 4-0 | Serag Wiessner GmbH | LO151713 | Polypropylene Strand 4--0 |
Seralene 5-0 | Serag Wiessner GmbH | LO103413 | Polypropylene Strand 5-0 |
Seramon 3-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO201714 | Polytetrafluoroethylene 3-0 |
Seramon 4-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO151714 | Polytetrafluoroethylene 4-0 |
Seramon 5-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO103414 | Polytetrafluoroethylene 5-0 |
testXpert III testing software (Components following) | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | See following points for components | testing software |
Results Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035615 | |
Layout Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035617 | |
Report Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035620 | |
Export Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035618 | |
Organization Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035614 | |
Virtual testing machine VTM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035522 | |
Language swapping | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035622 | |
Upload/download | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035957 | |
Traceability | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035624 | |
Extended control mode | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035959 | |
Video Capturing | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035575 | |
Plus testControl II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033655 | |
Temperature control | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035623 | |
HBM connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035532 | |
National Instruments connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035524 | |
Video Capturing multiCamera I | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035574 | |
Video Capturing multiCamera II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033653 | |
Measuring system related measuring uncertainty to CWA 15261-2 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1053260 | |
Zwick Z050 TN servohydraulic materials testing system | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 58993 | servohydraulic materials testing system |
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