Un système de formation et d'essai pour effectuer la reconstruction vasculaire in Vitro

Résumé

Ici, nous présentons un système de formation et d'essai où un stagiaire peut terminer la reconstruction vasculaire manuelle in vitro individuellement en utilisant une technique d'ancrage magnétique. Le système peut également être utilisé pour tester la qualité de la reconstruction.

Résumé

La formation manuelle de reconstruction vasculaire est essentielle pour un chirurgien débutant. Cependant, un système de formation optimal pour la reconstruction vasculaire in vitro n'a pas encore été développé. Dans cette étude, nous introduisons un système de formation et d'essai in vitro utilisant une technique d'ancrage magnétique avec laquelle un stagiaire peut pratiquer la reconstruction vasculaire manuelle individuellement. En outre, ce système peut également être utilisé pour tester la qualité de la reconstruction. Le système décrit comprend une machine de formation à la reconstruction vasculaire, des tracteurs magnétiques et un pulleur à suture magnétique. Dans ce manuscrit, nous détaillons une anastomose veineur de bout en bout à l'aide de veines iliaques porcines droites et gauches. Pour identifier les dommages potentiels causés par un pulleur de suture magnétique sur la suture, nous avons créé trois groupes avec six segments de sutures de polypropylène 4-0 chacun : un groupe témoin sans intervention sur la suture de polypropylène, un groupe dans lequel la suture de polypropylène est tiré manuellement avec des gants stériles 20x, et un groupe de traction magnétique dans lequel le puller magnétique tiré la suture de polypropylène 20x. Ces groupes ont été testés par microscopie légère et tests de résistance de rupture, et l'effet de la reconstruction a été évalué. Dans le test de microscopie légère, le groupe témoin était moins susceptible d'être endommagé (p 'lt; 0.05) et le nombre de points endommagés du groupe manuel et du groupe de traction magnétique étaient semblables (p 'gt; 0.05). Les résultats de l'essai de force de rupture ont été comparés entre les groupes et aucune différence significative n'a été observée (p 'gt; 0.05). L'anastomose de bout en bout des veines iliaques porcines a été réalisée avec succès à l'aide de ce système de formation, et les veines reconstruites pourraient subir une pression de perfusion de 2,0 kPa. Grâce à ce système de formation et d'essai, le stagiaire peut pratiquer la reconstruction vasculaire manuelle in vitro individuellement à l'aide de tracteurs magnétiques et d'un pulleur à suture magnétique, et la qualité de la reconstruction peut être testée.

Introduction

La reconstruction vasculaire est une compétence de base requise pour les chirurgiens. Bien qu'Obora¹ et Holt² aient inventé plusieurs méthodes de reconstruction mécanique pour simplifier la reconstruction de petits vaisseaux (diamètres de 10 mm), ces méthodes ne sont pas couramment appliquées dans l'anastomose macrovasculaire. L'anastomose vasculaire manuelle est toujours exécutée dans beaucoup d'opérations, y compris la chirurgie vasculaire^3,chirurgie d'urgence^4,et la transplantation pleine d'organe^5. Ainsi, il est essentiel pour les chirurgiens de pratiquer l'anastomose vasculaire manuelle. Cependant, un système optimal de formation pour la reconstruction vasculaire in vitro est rare, et les chirurgiens inexpérimentés doivent subir une formation considérable in vivo sur de grands animaux⁶ avant qu'ils puissent maîtriser la technique. Parce que l'échec est inévitable lors de la formation initiale, de nombreux animaux sont susceptibles de mourir de complications vasculaires, ce qui est préoccupant en ce qui concerne le bien-être animal. En outre, pendant la procédure de reconstruction vasculaire de bout en bout, pour éviter des erreurs dans des positions de point ou des sutures lâches, le chirurgien a besoin d'au moins un assistant pour exposer la paroi vasculaire postérieure et tirer la suture. Ainsi, la reconstruction vasculaire ne peut généralement pas être effectuée par le chirurgien individuellement, et l'efficacité de la préparation est généralement limitée par la compétence de l'assistant.

La chirurgie d'ancrage magnétique est devenue un sujet d'intérêt ces dernières années^7,8,9,10,11. L'essai clinique de Rivas et^{coll. 7} a montré qu'avec son instrument chirurgical magnétique et suivant le principe de l'ancrage magnétique, les chirurgiens peuvent effectuer une cholécystectomie laparoscopique à port réduit. L'utilisation de cet instrument permet également un rôle réduit pour l'assistant lors d'une chirurgie ouverte. Par le biais du champ magnétique, le dispositif magnétique est adsorbed sur un point d'ancrage. Ce dispositif d'ancrage magnétique peut agir comme un bras mécanique, saisissant et rétractant le tissu ou l'organe, exposant le champ chirurgical, et simplifiant l'opération. Sur la base de cette justification, nous avons inventé des tracteurs magnétiques pour rétracter la paroi vasculaire et la suture, et un puller de suture magnétique pour tirer les sutures de polypropylène.

L'utilisation d'une machine de formation de reconstruction vasculaire était une autre étape dans cette étude. Il se compose d'un plancher d'opération et d'un panneau de contrôle : la vascularisation est fixée sur le plancher d'opération, et le stagiaire peut s'y exercer. Après l'anastomose, le stagiaire peut définir les paramètres de perfusion sur le panneau de commande afin de tester la qualité de l'anastomose. Par rapport aux précédents systèmes de formation à l'anastomose vasculaire^6,12,13,14, l'utilisation de ce système offre deux principaux avantages: Tout d'abord, les dispositifs magnétiques peuvent être utilisés pour exposer le champ chirurgical, afin que les stagiaires puissent s'y exercer individuellement. Deuxièmement, le stagiaire peut vérifier l'effet de l'anastomose à l'aide d'un test de perfusion.

Dans la présente étude, nous introduisons un système de formation et d'essai où le stagiaire peut terminer la reconstruction vasculaire manuelle in vitro individuellement en utilisant une technique d'ancrage magnétique et la qualité de la reconstruction peut également être testée. Limité par la conception et la taille de l'inlet d'eau et de la sortie d'eau sur le plancher d'exploitation, le système de formation ne peut effectuer la reconstruction de bout en bout sur les navires d'un diamètre de 5 mm.

Protocole

Le protocole a été réalisé conformément aux Lignes directrices pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire et a été approuvé par le Comité sur l'éthique des expériences animales de l'Université Xi'an Jiaotong, Xi'an, province du Shaanxi, Chine.

1. Préparation avant la formation

REMARQUE : La machine d'entraînement à la reconstruction vasculaire est montrée à la figure 1. Il se compose d'un panneau de contrôle et d'un plancher d'opération.

1. Cliquez sur le bouton Clean sur le panneau de commande pour nettoyer et drainer le liquide résiduel du plancher d'opération.
2. Cliquez sur le bouton Ajouter liquide sur le panneau de commande et ajouter 0,9% salin dans la machine à partir du plancher d'exploitation jusqu'à ce que l'invite"Le liquide d'essai est adéquat" apparaît sur le panneau de contrôle.
3. Préparer le tracteur magnétique, qui se compose d'un aimant circulaire permanent d'un diamètre de 20 mm et d'une épaisseur de 1 mm, d'un boîtier en plastique en plastique en plastique en acier butadéien acrylonitrile (ABS), d'un ressort en spirale, d'un fil de traction en nylon de 30 cm et d'une pince en acier inoxydable en plastique manches ou une pince vasculaire.
   1. Coller l'aimant circulaire et le boîtier en plastique ensemble à l'aide d'un adhésif acrylate. La force de traction augmentera avec l'allongement du fil de traction. Utiliser une machine d'essai universelle pour tester l'association entre la longueur du fil de traction et la force de traction (figure 2).
   2. Fixer la pince et le boîtier en plastique sur le support supérieur et le support inférieur de la machine d'essai universelle, respectivement. Élever graduellement le support supérieur pour étirer le fil de traction entre les deux supports. Testez la résistance du fil de traction pendant qu'il est étiré.
      REMARQUE : Le tracteur à suture magnétique et le tracteur vasculaire magnétique sont représentés dans la figure 3.
4. Préparer un pullde à suture magnétique.
   1. Utilisez une planche d'acide polylactique quasi-ovale d'une épaisseur de 2 mm, un diamètre d'axe majeur de 10 cm, un diamètre d'axe mineur de 2 cm, trois boules magnétiques d'un diamètre de 5 mm et trois cylindres magnétiques d'un diamètre de 5 mm et d'une hauteur de 5 mm.
   2. Perforez trois trous d'un diamètre de 3 mm et d'une profondeur de 0,5 mm sur la planche d'acide polylactique, de sorte que les boules magnétiques puissent s'accrocher à la planche par la force d'attraction magnétique des cylindres magnétiques sous la planche.
      REMARQUE : Le pulleur de suture magnétique est représenté dans la figure 4.
5. Fixer la suture sous la boule magnétique après un point. Cela joue le rôle d'un puller suture, empêchant la suture précédente de se desserrer. Extraire la fin avec l'aiguille de suture avec une force d'environ 0,3 N, en parallèle à la planche d'acide polylactique, et continuer le point suivant.
6. Ligate toutes les branches veineuses en utilisant 3-0 sutures de soie pour éviter les fuites après l'anastomose. Utilisez des ciseaux de tissu pour couper les extrémités des veines et effacer l'excès de tissu sur la paroi des veines pour rendre les veines lisses.
   REMARQUE : La vascularisation utilisée dans cette étude comprenait les veines iliaques droites et gauches (diamètre de 10 mm) récoltées chez des porcs Bama pesant de 50 à 60 kg. Pour simplifier la reconstruction, seules quelques branches des veines iliaques ont été cueillies, et les deux veines étaient de taille similaire. La vascularisation a été maintenue à -20 oC. Avant l'entraînement, il était immergé dans une salin de 0,9 % à température ambiante.

2. Fixer les veines sur le plancher d'opération

1. Attachez les deux veines sur l'escompte d'eau et la sortie d'eau de la machine d'entraînement avec 2-0 sutures de soie.
   REMARQUE : Cette étude utilise l'anastomose vasculaire à deux points^5.
2. Ajuster la longueur de la sortie d'eau de la machine d'entraînement et s'assurer que les extrémités des deux veines sont sans tension dans une direction parallèle.
3. Redresser les veines et poser deux sutures de traction en polypropylène 4-0 aux positions de 6 heures et 12 heures.
4. Insérez l'aiguille des sutures de traction de l'extérieur de la veine, puis insérez de l'intérieur de l'autre veine.
5. Mouillez le gant chirurgical et les sutures pour éviter d'endommager les sutures. Attachez délicatement au moins cinq noeuds pour éviter de déchirer les parois des veines.
6. Utilisez les deux pinces en acier inoxydable du tracteur à suture magnétique pour saisir les sutures de traction et attirer les aimants circulaires des tracteurs à suture magnétique vers le plancher d'exploitation en acier inoxydable ferromagnétique. Ajustez la position de l'attraction magnétique et assurez-vous que les extrémités des deux veines sont étirées dans une direction verticale.
7. Utilisez les deux pinces vasculaires du tracteur vasculaire magnétique pour serrer la paroi antérieure des veines et attirer les aimants circulaires des tracteurs vasculaires magnétiques sur le plancher d'opération. Ajustez la position d'attraction et assurez-vous que les parois antérieures des veines sont rétractées, et les parois postérieures des veines sont clairement exposées.

3. Anastomosis des murs postérieurs

1. Utilisez les deux pinces en acier inoxydable du tracteur à suture magnétique pour saisir les sutures de traction et attirer les aimants circulaires des tracteurs à suture magnétique sur le plancher d'exploitation en acier inoxydable ferromagnetic. Laissez le segment de la queue de la suture en polypropylène à la position de 12 heures pour la suture de traction et utilisez le segment avec l'aiguille pour la suture continue.
2. Assurer un contact intima-to-intima entre les deux veines.
3. Insérez la première suture de l'extérieur de la veine à l'intérieur.
4. Dans les sutures subséquentes, insérez l'aiguille de l'intérieur de la veine, puis insérez de l'extérieur de l'autre veine.
5. Vérifiez que les sutures ne sont pas lâches.
6. Après une suture, assurez-vous que la suture en polypropylène est accrochée sur le pulleur de suture magnétique et tirez doucement le polypropylène jusqu'à ce que la boule magnétique appuie sur le polypropylène.
7. Extraire la fin avec l'aiguille de la suture avec une force d'environ 0,3 N, en parallèle à la planche d'acide polylactique, et continuer le point suivant.
   REMARQUE : En utilisant cette technique, la queue de la suture en polypropylène sera suffisamment serrée. Au fur et à mesure que les sutures se poursuivent, la suture en polypropylène deviendra plus courte. Selon la longueur de la suture, sélectionnez la plus appropriée des trois boules magnétiques, puis appuyez manuellement sur la suture sous elle.
8. Insérez la dernière suture de l'intérieur de la veine vers l'extérieur pour assurer un contact intima-intima entre les deux veines.
9. Évitez la sténose après l'anastomose par deux moyens : Gardez la même marge et l'espacement approprié de l'aiguille lors de la couture, et gardez le « facteur de croissance »¹⁵ lors du noeud.
   REMARQUE : Le « facteur de croissance » est l'espace réservé à l'écart de la paroi du navire lorsqu'il est attaché le premier noeud après l'anastomose afin que les vaisseaux puissent rester flexibles plutôt que de la sténose.
   1. Maintenir la même marge de suture et l'espacement des aiguilles.
      REMARQUE : Dans cette étude, des veines iliaques d'un diamètre d'environ 10 mm ont été utilisées, de sorte que la marge de suture et l'espacement des aiguilles étaient d'environ 1 mm.
   2. Gardez le « facteur de croissance »¹⁵ lorsque vous attachez les noeuds. Après l'anastomose des parois postérieures, attachez l'extrémité de la suture et le segment de la queue de la suture à la position de 6 heures ensemble loin de la paroi veineuse afin d'empêcher la sténose de suture. Utilisez la méthode standard pour attacher les noeuds.

4. Anastomosis des murs antérieurs

1. Après l'anastomose des parois postérieures, enlevez le tracteur vasculaire magnétique, laissez la queue comme suture de traction, et utilisez le segment avec l'aiguille à la position de 6 heures pour l'anastomose des murs antérieurs.
2. Insérez l'aiguille de l'extérieur de la veine, puis insérez de l'intérieur de l'autre veine.
   REMARQUE : Les méthodes utilisées dans l'anastomose des murs postérieurs pour assurer le contact intima-to-intima entre les deux veines (la suture n'étant pas lâche et évitant la sténose après l'anastomose) ont été suivies dans l'anastomose des murs antérieurs^{5 ,15}.
3. Après l'anastomose des parois antérieures, couper deux sutures de traction à l'aide de ciseaux de suture.

5. Testez l'effet de l'anastomose

1. Définiz les paramètres de test.
   1. Définir la pression de perfusion comme 2.0 kPa sur le panneau de commande.
      REMARQUE : La pression veinenelle normale ne dépassera pas 2,0 kPa.
   2. Définir la durée de la pression de pointe à 5 s sur le panneau de commande.
   3. Définir la température à 25 oC sur le panneau de commande.
   4. Définir la déviation de pression comme 0.1 kPa sur le panneau de commande.
2. Cliquez sur le bouton Test et observez l'heure et la pression sur le panneau de commande et si la veine reconstruite fuit.
   REMARQUE : Si la veine ne fuit pas pendant la pression de pointe, l'anastomose est réussie. Si des fuites sont constatées, la position de fuite doit être localisée et suture, puis le test doit être effectué à nouveau. Les résultats du test dans cette vidéo sont affichés dans la figure 5.

6. Vérification de la sécurité du pulleur à suture magnétique

REMARQUE : Pour vérifier si le pull de suture magnétique a endommagé la suture en polypropylène, effectuez les tests de résistance de rupture et de microscopie légère. Dans cette expérience, trois groupes avec six segments de suture de polypropylène 4-0 dans chacun ont été testés : un groupe témoin sans intervention sur la suture de polypropylène, un groupe manuel dans lequel la suture de polypropylène a été manuellement tirée avec des gants stériles 20x, et un groupe magnétique de tireuse dans lequel le puller magnétique a tiré la suture de polypropylène 20x.

1. Testez la résistance de rupture de la suture en polypropylène sur la machine d'essai universelle. Fixez les deux extrémités de la suture en polypropylène sur le support supérieur et le support inférieur de la machine d'essai universelle. Élever graduellement le support supérieur. Testez la résistance de la suture en polypropylène pendant qu'elle est étirée. Définir la force de rupture comme force de tension lorsque la suture s'enclenche. Comparez la force de rupture entre les trois groupes et effectuez des comparaisons en deux.
2. Observez les dommages de la suture en polypropylène sous un microscope léger. Définissez le nombre de points de dommages comme le nombre de points de fracture fibreux ou grossiers visibles à 200x grossissement. Comparez le nombre de points de dégâts entre les trois groupes et effectuez des comparaisons en deux.

Résultats

La machine de formation à la reconstruction vasculaire est représentée à la figure 1 et comprend deux parties principales : le plancher d'opération et le panneau de commande. Le plancher d'exploitation se compose d'une inlet d'eau, d'une sortie d'eau et d'un bassin de stockage d'eau. Les deux extrémités de la vascularisation sont attachées à l'entrée d'eau et à la sortie d'eau pour tester l'effet de l'anastomose. La longueur de la prise d'eau est réglable, et nous réglons les pa...

Discussion

À l'aide de tracteurs magnétiques et d'un pulleur à suture magnétique, un stagiaire peut compléter l'anastomose veineuse individuellement et précisément. Les tracteurs magnétiques tirent le tissu qui bloque le champ d'anastomose et fournissent la force appropriée pour étirer les veines dans une direction verticale, réalisant ainsi l'exposition claire pour l'anastomose de veine. Dans l'anastomose manuelle traditionnelle, au moins un assistant est requis pour l'exposition chirurgicale. L'utilisation de tracteurs...

matériels

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