Система обучения и тестирования для выполнения сосудистой реконструкции в Vitro

Резюме

Здесь мы представляем систему обучения и тестирования, где стажер может завершить ручную сосудистую реконструкцию in vitro индивидуально с помощью магнитной техники крепления. Система также может быть использована для проверки качества реконструкции.

Аннотация

Обучение ручной сосудистой реконструкции имеет важное значение для начинающего хирурга. Однако оптимальная система обучения для реконструкции сосудов in vitro еще не разработана. В этом исследовании мы внедряем систему обучения и тестирования in vitro с использованием магнитной техники крепления, с помощью которой стажер может практиковать ручную сосудистую реконструкцию индивидуально. Кроме того, эта система также может быть использована для проверки качества реконструкции. Описанная система включает в себя сосудистую реконструкцию тренажера, магнитных тракторов, и магнитный шов тягач. В этой рукописи мы подробно сквозной анастомоз вены с использованием свиной правой и левой подвздошной вены. Для выявления потенциального повреждения, вызванного магнитным шовным шкивом на шве, мы создали три группы с шестью сегментами 4-0 полипропиленовых швов каждый: контрольная группа без вмешательства на полипропиленовый шов, группа, в которой полипропиленовый шов вручную вытащил с стерильными перчатками 20x, и магнитной группы шкив, в котором магнитный шкив вытащил полипропиленовый шов 20x. Эти группы были проверены с помощью световой микроскопии и нарушения испытаний прочности, и влияние реконструкции была оценена. В тесте на световую микроскопию контрольная группа с меньшей вероятностью была повреждена (p qlt; 0.05), а количество поврежденных точек группы ручных и магнитных выдвижений было одинаковым (p sgt; 0.05). Результаты теста на прочность были сопоставлены между группами, и никакой существенной разницы не наблюдалось (р.г.; 0,05). С помощью этой системы обучения был успешно выполнен сквозной анастомоз свиных подвздошных вен, а реконструированные вены могли подвергаться давлению перфузии 2,0 кПа. Используя эту систему обучения и тестирования, стажер может практиковать ручную сосудистую реконструкцию in vitro индивидуально с помощью магнитных тракторов и магнитного шовного тягача, а качество реконструкции можно проверить.

Введение

Сосудистая реконструкция является основным навыком, необходимым для хирургов. Хотя Obora¹ и Holt² изобрели несколько методов механической реконструкции для упрощения реконструкции мелких сосудов (диаметры lt;10 мм), эти методы обычно не применяются при макроваскулярном анастомозе. Ручной сосудистый анастомоз по-прежнему выполняется во многих операциях, включая сосудистую хирургию^3,неотложную операцию⁴и трансплантацию твердых органов^5. Таким образом, хирургам необходимо практиковать ручной сосудистый анастомоз. Тем не менее, оптимальная система обучения для сосудистой реконструкции in vitro является редкостью, и неопытные хирурги должны пройти значительную подготовку в vivo на крупных животных^6, прежде чем они смогут освоить технику. Потому что отказ неизбежен во время первоначальной тренировки, много животных правоподобны для того чтобы умереть сосудистых усложнений, которые относительно животного благосостояния. Далее, во время процедуры сквозной сосудистой реконструкции, чтобы избежать ошибок в швах или рыхлых швах, хирургу нужен как минимум один помощник, чтобы разоблачить заднюю сосудистую стенку и вытащить шов. Таким образом, реконструкция сосудов обычно не может быть выполнена хирургом индивидуально, а эффективность подготовки обычно ограничивается квалификацией ассистента.

Магнитная хирургия якоря стала темой интереса в последние годы^7,8,9,10,11. Клинические испытания Rivas et al.⁷ показали, что с его магнитным хирургическим инструментом и по принципу магнитного якоря хирурги могут выполнять лапароскопическую холецистэктомию с пониженным портом. Использование этого инструмента также позволяет уменьшить роль помощника во время открытой хирургии. Через магнитное поле магнитное устройство адсорбируется на точку крепления. Это магнитное устройство крепления может выступать в качестве механической руки, захватив и втягивая ткани или органа, подвергая хирургическое поле, и упрощая операцию. Основываясь на этом обосновании, мы изобрели магнитные тракторы для втягивания сосудистой стенки и шва, а также магнитный шовный тягач для вытягивания полипропиленовых швов.

Еще одной вехой в этом исследовании стало использование учебно-тренировочного аппарата по реконструкции сосудов. Он состоит из операционного пола и панели управления: сосудфикс фиксируется на рабочем полу, и стажер может практиковаться на нем. После анастомоза, стажер может установить параметры перфузии на панели управления, чтобы проверить качество анастомоза. По сравнению с предыдущими системами обучения сосудов^6,12,13,14,использование этой системы обеспечивает два основных преимущества: Во-первых, магнитные устройства могут быть использованы для разоблачения хирургического поля, так что стажеры могут практиковать на нем индивидуально. Во-вторых, стажер может проверить эффект анастомоза с помощью перфузионного теста.

В настоящем исследовании мы внедряем систему обучения и тестирования, в которой стажер может завершить ручную сосудистую реконструкцию in vitro индивидуально с помощью магнитной техники крепления и качество реконструкции также может быть проверено. Ограниченная конструкцией и размерами воды ввода и розетки воды на рабочем этаже, система обучения может выполнять только сквозную реконструкцию на сосудах с диаметром 5 мм.

протокол

Протокол был проведен в соответствии с Руководящими принципами по уходу и использованию лабораторных животных и был одобрен Комитетом по этике экспериментов на животных Университета Сиань Цзяотун, Сиань, провинция Шэньси, Китай.

1. Подготовка перед тренировкой

ПРИМЕЧАНИЕ: Сосудистая реконструкция тренажера показана на рисунке 1. Он состоит из панели управления и операционного пола.

1. Нажмите кнопку Clean на панели управления, чтобы очистить и слить остаточную жидкость с операционного пола.
2. Нажмите кнопку Add Liquid на панели управления и добавьте 0,9% сольящих в машину с операционного пола до тех пор, пока на панели управления не появится подсказка"Тестируемая жидкость адекватна".
3. Подготовка магнитного трактора, который состоит из кругового постоянного магнита диаметром 20 мм и толщиной 1 мм, акрилонитрила бутадиена стирола (ABS) пластиковый корпус, спиральный пружинный, 30 см нейлоновой тяги проволоки, и зажим из нержавеющей стали с пластиком рукава или сосудистый зажим.
   1. Клей круговой магнит и пластиковый корпус вместе с помощью акрилата клей. Сила тяги увеличится с удлинением тягового провода. Используйте универсальный испытательный аппарат для проверки связи между длиной тягового провода и силой тяги(рисунок 2).
   2. Закрепите зажим и пластиковый корпус на верхнем держателе и нижнем держателе универсальной испытательной машины, соответственно. Постепенно поднимите верхний держатель, чтобы растянуть тяговую проволоку между двумя держателями. Проверьте прочность тягового провода во время его растягивания.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Магнитный шов трактора и магнитного сосудистого трактора показаны на рисунке 3.
4. Подготовьте магнитный шовный тягач.
   1. Используйте квазиовальную доску по полилактической кислоте толщиной 2 мм, диаметр основной оси 10 см, незначительную ось диаметром 2 см, три магнитных шара диаметром 5 мм и три магнитных цилиндра диаметром 5 мм и высотой 5 мм.
   2. Пронизать три отверстия диаметром 3 мм и глубиной 0,5 мм на полилактической кислотной доске, чтобы магнитные шары могли цепляться за доску магнитной силой притяжения от магнитных цилиндров под доской.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Магнитный шов шкив шкив анатизм показан на рисунке 4.
5. Закрепите шов под магнитным шаром после одного стежка. Это играет роль шовного шкива, предотвращая ослабление предыдущего шва. Извлеките конец с шовной иглой силой около 0,3 Н, тесно параллельно с полилактической кислотной доской, и продолжить следующий стежок.
6. Лигейт все ветви вены с помощью 3-0 шелковые швы, чтобы избежать утечки после анастомоза. Используйте ножницы для обрезки кончиков вен и очистить избыток ткани на стенке вен, чтобы сделать вены гладкими.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Сосуды, используемые в этом исследовании, включали в себя правую и левую подвздошные вены (диаметром 10 мм), собранные из свиней Бамы весом 50–60 кг. Для упрощения реконструкции было собрано лишь несколько ветвей подвздошных вен, а две вены были одинаковы по размеру. Сосуды держали при -20 градусов по Цельсию. Перед тренировкой он был погружен в 0,9% сольник при комнатной температуре.

2. Зафиксировать вены на операционном полу

1. Свяжите две вены на входе воды и выходе воды тренажера с 2-0 шелковыми швами.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Это исследование использует двухточечный сосудистый анастомоз⁵.
2. Отрегулируйте длину розетки воды тренажера и убедитесь, что концы двух вен не имеют напряжения в параллельном направлении.
3. Выпрямите вены и положите два 4-0 полипропиленовых тяговых швов на 6 часов и 12 часов.
4. Вставьте иглу тяговых швов с внешней стороны вены, а затем вставьте изнутри другой вены.
5. Влажные хирургические перчатки и швы, чтобы избежать повреждения швов. Аккуратно завязать не менее пяти узлов, чтобы не рвать стенки вен.
6. Используйте два зажима из нержавеющей стали трактора с магнитным швом, чтобы схватить тяговые швы и привлечь круговые магниты тракторов с магнитным швом на ферромагнитный нержавеющей стали операционного пола. Отрегулируйте положение магнитного притяжения и убедитесь, что концы двух вен растягиваются в вертикальном направлении.
7. Используйте два сосудистых зажима магнитного сосудистого трактора для зажима передней стенки вен и привлечения круглых магнитов магнитных сосудистых тракторов на операционном полу. Отрегулируйте положение притяжения и убедитесь, что передние стены вен ы убраны, а задние стенки вен четко выставлены.

3. Анастомоз задних стен

1. Используйте два зажима из нержавеющей стали трактора с магнитным швом, чтобы схватить тяговые швы и привлечь круговые магниты магнитных шовных тракторов на ферромагнитном операционном полу из нержавеющей стали. Оставьте хвостовой сегмент полипропиленового шва на 12-часовом положении для тягового шва и используйте сегмент с иглой для непрерывного шва.
2. Обеспечить контакт между двумя венами интима-интима.
3. Вставьте первый шов с внешней стороны вены внутрь.
4. В последующих швах вставьте иглу из внутренней вены, а затем вставьте с внешней стороны другой вены.
5. Убедитесь, что швы не свободны.
6. После одного шва убедитесь, что полигепропиленовый шов висят на магнитном шове шкива шкива и потяните полипропилен осторожно, пока магнитный шар не надавит на полипропилен.
7. Извлекайте конец с помощью иглы шва силой около 0,3 Н, тесно параллельно с полилактической кислотной доской, и продолжайте следующий стежок.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Используя эту технику, хвост полипропиленового шва будет достаточно плотным. По мере продолжения швов пополипропиленовый шов станет короче. По длине шва выберите наиболее подходящий из трех магнитных шариков, а затем вручную нажмем шов под ним.
8. Вставьте последний шов из внутренней стороны вены на улицу, чтобы обеспечить контакт интима к интиме между двумя венами.
9. Избегайте стеноза после анастомоза двумя средствами: Держите то же самое, надлежащее поле и иглы интервалпри сшивание, и сохранить "фактор роста"¹⁵ при завязани.
   ПРИМЕЧАНИЕ: "фактор роста" является зарезервированное пространство от стены судна при связывании первого узла после анастомоза, так что сосуды могут оставаться гибкими, а не стеноз.
   1. Поддержание той же маржи шва и интервалов между иглой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании использовались подвздошные вены диаметром около 10 мм, поэтому запас шва и интервал иглы составляли около 1 мм.
   2. Держите "фактор роста"¹⁵ при связывая узлы. После анастомоза задних стен, связать конец шва и хвостовой сегмент шва на 6 часов позиции вместе от стенки вены, с тем чтобы предотвратить стеноз швы. Используйте стандартный метод для завязывания узлов.

4. Анастомоз передних стен

1. После анастомоза задних стен, удалить магнитный сосудистый трактор, оставить хвост в качестве тягового шва, и использовать сегмент с иглой в положении 6 часов для анастомоза передних стен.
2. Вставьте иглу с внешней стороны вены, а затем вставьте изнутри другой вены.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Методы, используемые в анастомоз задних стен для обеспечения интима-интима контакт между двумя венами (шов не свободно и избежать стеноза после анастомоза) были продолжены в анастомоз передних стен^{5 ,15}.
3. После анастомоза передних стен, отрезать два тяговых швов с помощью швов ножницами.

5. Проверить эффект анастомоза

1. Установите параметры теста.
   1. Установите давление перфузии как 2.0 kPa на панели управления.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Нормальное давление вены не превысит 2,0 кПа.
   2. Установите продолжительность пикового давления как 5 с на панели управления.
   3. Установите температуру в 25 градусов по Цельсию на панели управления.
   4. Установите отклонение давления в размере 0,1 кПа на панели управления.
2. Нажмите кнопку Test и наблюдайте за временем и давлением на панели управления и ли реконструированные утечки вен.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если вена не протекает во время пикового давления, анастомоз успешен. Если обнаружены утечки, позиция утечки должна быть расположена и зашиваться, а затем тест должен быть выполнен снова. Результаты теста в этом видео показаны на рисунке 5.

6. Проверка безопасности магнитного шовного шкива

ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы проверить, поврежден ли магнитный шовный шовный шов, выполните испытания на прочность и световую микроскопию. В этом эксперименте были протестированы три группы с шестью сегментами 4-0 полипропиленовых швов в каждой: контрольная группа без вмешательства на полипропиленовый шов, ручная группа, в которой полипропиленовый шов вручную вытягивался из стерильных перчаток 20x, и магнитная группа тягов, в которой магнитный тягач вытащил полипропиленовый шов 20x.

1. Проверьте прочность полипропиленового шва на универсальной испытательной машине. Закрепите два конца полипропиленового шва на верхнем держателе и нижнем держателе универсальной испытательной машины. Постепенно поднимите верхний держатель. Проверьте прочность полипропиленового шва во время его растягивания. Установите силу разрыва в качестве силы напряжения, когда шов щелкает. Сравните силу разрыва между тремя группами и выполните парные сравнения.
2. Обратите внимание на повреждение полипропиленового шва под легким микроскопом. Определите количество точек повреждения как количество волокнисто-грубых или грубых точек перелома, видимых при увеличении в 200 раз. Сравните количество точек повреждения между тремя группами и выполните парные сравнения.

Результаты

Тренировочная машина для сосудистой реконструкции показана на рисунке 1 и включает в себя две основные части: операционный пол и панель управления. Рабочий этаж состоит из водозабора, розетки и бассейна для хранения воды. Два конца сосуды привязаны к входе воды и выходу ...

Обсуждение

С помощью магнитных тракторов и магнитного шовного тяга, стажер может завершить анастомоз вены индивидуально и точно. Магнитные тракторы тянут ткань, которая блокирует поле анастомоза и обеспечивают подходящую прочность для растяжения вен в вертикальном направлении, тем самым достиг...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Circular permanent magnet	Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD	20*1mm	Magnetic tractor
Magnetic balls	Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD	5mm	Magnetic suture puller
Magnetic cylinders	Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD	5*5mm	Magnetic suture puller
Polypropylene suture	Johnson and Johnson	PROLENE 4-0	Used for anastomosis
Silk suture	SILK	2-0，3-0	Used for fixing vascular and ligation
Surgical insturments	Jinzhong Shanghai	JZ-2018	Suture scissors, tissue scissors， forceps, needle and needle holder
Universal testing machine	Zwick GmbH&Co	Z010	Used for testing the association between the length of traction wire and the traction force