Шовные материалы в ортопедии

Обзор статьи: Najibi S, Banglmeier R, Matta J, Tannast M. Material properties of common suture materials in orthopaedic surgery. Iowa Orthop J. 2010;30:84-88.

Вступление

Первые упоминания об использовании шовного материала датированы более 4 тыс. лет назад. Так в китайском медицинском трактате впервые описан кишечный шов, который был выполнен нитью растительного происхождения. Позднее, в Папирусе Эдвина Смита (приблизительно 1500 лет до н.э.), было описано применение льняных хирургических швов древними египтянами. Далее происходило стремительное развитие медицинских технологий. И с начала XX столетия началось производство синтетических хирургических нитей, которые удивляли вариативностью своих свойств (далее рассмотрим подробней). До нашего времени сохранилось только два вида натуральных хирургических нитей: шелк и кетгут (в ЕС запрещен из-за высокого риска аллергической реакции).

Таким образом, перед медицинскими специалистами открылся широкий выбор шовного материала ввиду большого его разнообразия, ведь не стоит напоминать, что правильный выбор хирургических нитей имеет огромное значение для восстановления тканей. Так в ортопедии важно предотвратить хирургические осложнения, такие как расхождение раны, повторный разрыв мышц, сухожилий и связок, послеоперационные грыжи, несостоятельность восстановления капсулы сустава и потерю стабильности костных фрагментов при репозиции переломов.

В процессе детального изучения литературы о шовном материале было обнаружено, что информации о биомеханических свойствах хирургических нитей для использования в ортопедии крайне мало. Однако мы хотим представить вашему вниманию обзор на статью наших американских коллег. Авторы статьи в своем вступлении поставили 4 ключевых вопроса, на которые и постарались дать ответ. Какая возможная максимальная нагрузка нити на разрыв (maximum load to failure)? Какое возможное растяжение (strain) хирургической нити? Какая прочность (stiffness) шовного материала? И в каком месте нити происходит разрыв (location of material failure)?

В обзоре вы узнаете качественные показатели по выбранным критериям для отобранных видов шовного материала, используемого в ортопедии.

Материалы и методы

В таблице 1 вы найдете перечень шовных материалов, которые авторы использовали в своем исследовании для тестирования. Также в таблице кратко указаны такие характеристики, как размер, способность к биодеструкции и материал, из которого изготовлена нить. Были протестированы три типа плетеного нерассасывающегося материала и один тип плетеного рассасывающегося шовного материала различного калибра (всего 11 образцов).    

Образцы:

•    FiberWire (производитель ARTHREX) - состоит из нескольких небольших отдельных нитей биосовместимого полиэтилена, покрытых плетеным полиэфирным шовным материалом. 

•    Ethibond (ETHICON) - изготовлен из плетеного полиэстера и покрыт полибутилатом для облегчения завязывания. 

•    TiCron (COVIDIEV) - изготовлен из плетеного полиэтилена, покрытого силиконом. 

•    Vicryl (ETHICON) - это плетеный шовный материал, полученный путем сополимеризации лактида и гликолида.

Диаметр всех образцов шовного материала был измерен и записан с помощью цифрового штангенциркуля (Таблица 1). 

Для оценки проскальзывания узлов, все узлы были завязаны одним хирургом и одним способом. Шовный материал был помечен на месте узла, чтобы обнаружить любое проскальзывание. Готовые шовные материалы с узлами загружали в сервогидравлическую машину Instron модели 8501M (Instron, Canton, MA), предварительно натягивали до 10 N (Ньютон, Н) и давали максимальную нагрузку до разрыва со скоростью 1 мм в секунду.

Таким образом, каждый образец хирургических нитей (n = 77) тестировали по следующим критериям: 

• максимальная нагрузка нити на разрыв (maximum load to failure);

• растяжение (strain);

• прочность (stiffness);

• место разрыва нити (location of material failure).

Результаты замеров всех трех непрерывных переменных были проанализированы с помощью коэффициента внутриклассовой корреляции (intraclass correlation coefficient, ICC): значение коэффициента 0.99 (95% доверительный интервал 0.99-0.99) для максимальной нагрузки до разрыва, 0.88 (95% доверительный интервал 0.73-0.96) для растяжения и 0.97 (95% доверительный интервал 0.95-0.99) для жесткости. Для оценки повторяемости места разрыва использовался Kаппа коэффициент (Kappa coefficient) , который составил 1.0 для разрыва в узле. Для оценки нормального распределения трех непрерывных переменных использовался критерий Колмогорова-Смирнова.

Результаты

В Таблице 2 указаны полученные в ходе тестирования данные. Американские авторы наблюдали статистически значимую разницу при максимальной нагрузке до разрыва в 11 образцах (p <0,001). Таким образом, более сильную нагрузку до разрыва нити выдерживают FiberWire № 5 и FiberWire № 2. Самая низкая нагрузка до разрыва была у Ethibond Excel №0.

Наибольшая способность к растяжению наблюдается у FiberWire №5, за которым следует TiCron №5. Самый низкий показатель растяжения у Ethibond Excel №0.

Самая большая жесткость была рассчитана для FiberWire № 5, за которым следует FiberWire № 2. Самая низкая жесткость была у Vicryl №2-0. 

Из 77 протестированных образцов шовного материала все разрывы произошли в узле. Ни в одном из образцов не было проскальзывания узлов.

На выбор для использования в практике различных шовных материалов влияет множество факторов: свойства шовного материала и восстанавливаемых тканей, желаемую жесткость конструкции и возможность биологической абсорбции. Авторы предлагают рассмотреть несколько практических примеров по использованию шовных нитей в зависимости от клинического случая. Один из примеров показывает, что в случае четырехкомпонентного перелома проксимального отдела плечевой кости, когда большой и малый бугорки требуют восстановления, но жесткая фиксация винтами невозможна, идеально подходят нерассасывающиеся шовные материалы с высокой нагрузкой на разрыв и большим диаметром (то есть подходят FiberWire №5 в сочетании с Ethibond №5).

Другим примером является восстановление мягких тканей (подкожных слоев фасций и сухожилий). Например, повторное прикрепление мышц живота к гребню подвздошной кости, восстановление широкой фасции или восстановление ахиллова сухожилия. В этих случаях рассасывающийся шовный материал более желателен по сравнению с нерассасывающимся шовным материалом эквивалентной прочности и жесткости, так как нерассасывающиеся шовные материалы и узлы могут пальпироваться, быть источником воспаления или инфекции. Неожиданным открытием для авторов статьи стало то, что Vicryl № 1 по силе эквивалентен Ethibond № 2 и TiCron № 2. Биоабсорбируемое свойство Vicryl является преимуществом в вышеупомянутых применениях. Более того, выбор подходящего шовного материала и диаметра нити важны для избежания возможных осложнений. Авторы статьи упоминают об одном исследовании, в котором сообщается о таких осложнениях как, абдоминальные грыжи после повторного прикрепления брюшных мышц к гребню подвздошной кости с помощью Vicryl № 2-0. Этого потенциально можно было бы избежать, используя Vicryl №1 для этой задачи.

При сравнении нитей FiberWire, Ethibond и TiCron в одинаковом размере (№5), самая высокая нагрузка на разрыв и прочность были зафиксированы у FiberWire №5. Исследователи провели сравнительный анализ хирургических нитей и проволоки из нержавеющей стали 18 калибра (нагрузка на разрыв 910 N, прочность 320 N/мм). Наиболее схожие физические свойства показала нить FiberWire №5. Этот шовный материал можно использовать для напряженного остеосинтеза переломов (tension band), таких как перелом локтевого сустава или надколенника, без необходимости удаления металлических конструкций в будущем. Кроме того, FiberWire № 5 имеет еще одно преимущество по сравнению с нержавеющей проволокой – оказывает меньшее раздражительное воздействие на подкожные ткани.

Обсуждение

Выбор шовного материала является важной задачей для оперирующего доктора. На этот выбор влияют многие факторы: свойства и строение восстанавливаемых тканей (фасции, сухожилия или кости), локализация (поверхностная или глубокая), а также свойства самого шовного материала (диаметр, способность к биодеструкции, растяжение, прочность). Врачу необходимо сопоставить свойства тканей организма, метод оперативного лечения со свойствами шовного материала для выбора наиболее подходящих образцов для применения в каждом конкретном случае. Представленные полученные данные должны помочь ортопеду или хирургу другой специальности в выборе наиболее подходящего варианта хирургической нити для поставленной задачи.

Таблица 1

Свойства шовного материала

Данные статьи: Najibi S, Banglmeier R, Matta J, Tannast M. Material properties of common suture materials in orthopaedic surgery. Iowa Orthop J. 2010;30:84-88.

Таблица 2 

Результаты

Данные статьи: Najibi S, Banglmeier R, Matta J, Tannast M. Material properties of common suture materials in orthopaedic surgery. Iowa Orthop J. 2010;30:84-88.