Сварка живых тканей

Особенностью разработанной сварочной  технологии с применением указанных  ранее сварочных комплексов является универсальность их применения в хирургии. Так, в отличие от оборудования LigaSure фирмы Vallay Lab, открывается возможность, используя один сварочный комплекс, осуществлять коагуляцию, перекрытие сосудов до 17 мм, пересечение тканей, в том числе мышечной, жировой, сосудистой, паренхиматозной, легочной, связок и т.д. с минимальными кровопотерями, но так же получать герметичные и достаточно прочные соединения разрезов ткани продольными и кольцевыми сварными швами с помощью пинцетов, а так же одно- или двухмоментно с помощью специальных зажимов.

Клиническое применение этого способа  и оборудования нашло применение, как в хирургической эндоскопии, так и лапароскопии. При этом в  ряде случаев операции проходят без  применения лигатур и клипс. Этот способ сварки уже нашел применение при операциях в общей хирургии, гинекологии, пульмонологии, нейрохирургии, риоренгологии.

При этом следует отметить тот факт, что новая хирургическая технология может найти широкое применение при операциях посттравмотических при наличии здоровой, но травмированной ткани, так и при хронических заболеваниях, когда необходима пластика или реконструирование органов после удаления пораженных болезнью участков ткани.  
Накопленный опыт показывает, что применение сварочной технологии обеспечивает получение внешне привлекательного шва, тонкого, ровного, изящного, не деформирующего орган, не уменьшающего просвет полых органов. 
Достигается полная герметизация соединения в месте сварного шва и обеспечивается асептичность. Применение сварочной технологии обеспечивает упрощение техники выполнения хирургической операции.

При применении нового сварочного медицинского оборудования в хирургических операциях  достигается бездымная технология в отличие от применения известного коагуляционного оборудования. Это  положительно сказывается на здоровье хирурга особенно при работе с инфицировнными пациентами.

В качестве примеров методических приемов  проведения хирургических операций с использованием сварочной технологии с положительными результатами в  эксперименте на крупных животных и  в клинических условиях (в начале на удаленных и удаляемых органах, а затем непосредственно на человеке) могут быть приведены следующие операции на человеке:

• достигается возможность производить пластику маточных труб, выполнять восстановительные операции;
• обеспечивается возможность быстро и надежно получать гемостаз в подкожной клетчатке, парацервикальной клетчатке, при рассечении спаек, связок маточных труб без применения хирургических зажимов, игл, лигатур;
• при закрытии просвета в мочеточнике обеспечивается получение прочного соединения с идеальной герметичностью, что предотвращает рефлюкс (заброс мочи из мочевого пузыря) и развития мочевых затеков;
• обеспечивается возможность наложение надежного герметичного шва на желудок. Возможно быстро, без кровопотери проводить выделение желудка, резекцию сальника, герметически сваривать и отсекать желудок и двенадцатиперстную кишку без угрозы попадания инфицированного содержимого из их просвета в брюшную полость;
• при аппендоктомии выполняется одномоментная сварка без прошивания и перевязывания, производится гемостаз и обработка культи отростка. Это позволяет провести операцию без кровопотери, исключает такие осложнения как инфильтраты, образующиеся при легировании остающихся коллатерарий;
• при холицестоктомии позволяет провести операцию без кровопотери и желчеистечении;
• с помощью сварного шва одной манипуляцией достигается быстрая и надежная герметизация дефекта в разрушенной стенке желчного пузыря, т.е. ее восстановление.

Предотвращается попадание желчи  в брюшную полость во время лапароскопической операции. Исключается просачивание желчи и крови с краев раны;

• возможно сваривать кишечник герметично, в том числе, с получением заглушки;
• специальный сварочный инструмент позволяет при операциях в полости носа и горла производить восстановление непрерывности слизистой носовой перегородки, а так же удаление гланд.

Результаты клинического применения способа сварки говорят о возможности  уменьшения послеоперационных болей, простоте и безопасности применения разработанного оборудования, значительном сокращении времени операции (в некоторых случаях до 60 мин) после которой выздоровление наступает быстрее и легче.

За счет применения сварочной технологии значительно сокращаются кровопотери. Так при экстирпации матки  отмечается уменьшение кровопотери на 200-300 мл. Операции производятся на "сухом" операционном поле. 
Очевидные экономические преимущества. Практически не используется шовный материал, клипсы, поскольку соединение происходит за счет родного материала свариваемого органа. Уменьшение времени операции и восстановительного периода, приводят к уменьшению расходов на лекарственные препараты, в том числе и на наркотические средства.

 

Схема процесса соединения костных тканей.

В зону соединения подается жидкий этил – α-цианакрилат (циакрин), смешанный с костной стружкой и другими компонентами. Специальным устройством – волноводом ультразвуковых колебаний – вводится ультразвуковая энергия в подаваемую смесь. Это активизирует сложные физико-химические процессы: ускоряет проникновение присадочной смеси в костную ткань, химическое взаимодействие компонентов смеси с коллагеном кости, а также полимеризацию циакрина. В результате образуется твердый сварной шов, причем без существенного нагрева тканей.

Полученное соединение является временным – оно удерживает биологические ткани на период естественных процессов их регенерации, вплоть до полного замещения новообразующейся тканью. Подобным же образом осуществляется и ультразвуковая наплавка костных тканей для восстановления их целостности и размеров. Ультразвуковая сварка мягких биологических тканей осуществляется без какого-либо присадочного материала.

При правильном выборе параметров ультразвуковых колебаний и методов их введения в зону соединения тканей получается сварной шов, обладающий достаточной механической прочностью, способный к последующей регенерации. Соединение образуется за счет протекания сложных физико-химических процессов, приводящих к коагуляции белковых коллагенов ткани.

Присоединяя к акустическому узлу волноводы в виде режущего инструмента нужной конфигурации (рис. 1.55), можно производить ультразвуковую резку биологических тканей всех видов. Инструмент совершает продольные возвратно-поступательные перемещения с частотой 20-30 кГц и амплитудой 30-60 мкм. Производительность ультразвукового резания значительно выше, и оно менее травмоопасно, чем традиционные методы.

Рис. 1.55. Схема процесса ультразвуковой сварки (а) и резки  костных тканей (б):  
1 – ультразвуковой генератор; 2 – акустический узел; 3 – волновод; 4 – подача сварочной смеси; 5 – костная ткань; 6 – инструмент для ультразвуковой резки

 

Лазерный скальпель.

Удивительные возможности в  области хирургии открывает новый  скальпель – плазменный, созданный в 90-е гг. ХХ в. инженером Смоленского авиационного завода А.С. Бересневым в содружестве с хирургами – академиком В.С. Савельевым и профессором Ю.И. Морозовым.

Специальный компактный плазмотрон, легко удерживаемый рукой человека, соединяется гибким шлангом с источником питания, баллонами с плазмообразующим газом и пультом управления. Тонкий лучик высокотемпературной плазмы вырывается из сопла плазмотрона. Диаметр струи – около миллиметра, а ее длина может регулироваться в пределах от 3 до 20 мм. Струя с температурой до 10000 ⁰С легко рассекает мягкие ткани, испаряя их, одновременно заваривая стенки сосудов, идеально дезинфицирует операционное поле, остающееся в течение операции практически сухим, «усыпляет» окончания нервных волокон, обезболивая процесс. После операции ускоренно затягиваются разрезы, пациент меньше страдает от боли.

Разработанный плазменный скальпель  работает без износа несколько тысяч  часов.

 

Применение лазерного  излучения.

Нельзя не упомянуть еще об одном  инструменте сварщиков – лазере, успешно применяемом медиками. Во многих клиниках лазерное излучение используется для диагностики и лечения различных болезней путем воздействия на биологически активные точки человека. Широко известно и применение миниатюрных лазерных установок для приварки отслаивающейся сетчатки глаза ко дну глазного яблока.

Этим способом сварки сохранено  зрение тысячам людей. ИЭС им. Е.О. Патона совместно с рядом медицинских  организаций Украины разработали  новую технологию соединения мягких тканей. Установлено, что при определенных условиях можно осуществить соединение разрезов тканей в результате тепловой денатурации белков, приводящей к их коагуляции. При этом используются безопасные для организма человека токи высокой частоты.

 

 

Аппарат для сварки мягких тканей.

Аппарат для сварки мягких тканей состоит из источника питания  и управляющего компьютера. Компьютер  не только управляет источником питания, но и адаптирует процесс сварки к  конкретным свойствам тканей соединяемых  участков разреза (рис. 1.56).

Схематически  основные явления, происходящие при  сварке мягких тканей, могут быть описаны  следующим образом. Соединяемые  слои ткани, при помощи сварочного инструмента, вводятся в соприкосновение своими поверхностными слоями. Далее, хирург сжимает свариваемый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварочного тока. После выполнения программы управления процессом сварки и отключения энергии, захваченная ткань освобождается и затем процесс должен повторяться до полного закрытия раны.

Действие способа  образования сварного соединения базируется на эффекте электротермической денатурации  белковых молекул.

 

Рис. 1.56. Оборудование и инструмент для сварки живых тканей: а – высокочастотный сварочный источник питания; б – медицинский сварочный пинцет; в – медицинский сварочный зажим; г – медицинский сварочный ланароскопический зажим

Таким образом, сварочная  наука, техника и технологии открыли новые перспективы в травматологии, ортопедии, хирургии, стоматологии, офтальмологии, рефлексотерапии и других направлениях медицины. Можно ожидать, что в дальнейшем сварка позволит создать новые хирургические приемы, изменить в лучшую сторону технику выполнения ряда сложных операций.