НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого

Технология получения хирургического шовного материала

В настоящее время существует ряд новых нерассасывающихся шовных материа-лов, отвечающих высоким требованиям современной хирургии. Однако в связи с высокой стоимостью потребность республики в такой высокотехнологичной продукции удовле-творяется лишь частично. В общей хирургии наиболее распространенными шовными материалами остаются капрон, лавсан и реже используется шелк. Основным преимуществом данных материалов является их низкая стоимость и легкость стерилизации. Из недостатков необходимо отметить достаточно выраженную реактогенность, травматичность и гидрофильность, что повышает вероятность инфицирования раны. Связи с этим нами начата работа по модификации имеющегося дешевого шовного материала с целью получения продукта, который, с одной стороны, отвечал бы высоким требованиям современной хирургии, а с другой стороны, имел бы низкую стоимость. Суть работы состоит в формиро-вании на серийно выпускаемых нитях сверхтонких покрытий из поли-п-ксилилена. (ППК). 

ППК является уникальным полимером в технологии тонких пленок. Он позволяет формировать конформные покрытия на любых доступных для газовой среды поверхно-стях: узких щелях, капиллярах, острых кромках. Процесс идет в вакууме. При полимеризации отсутствует дополнительное энергетическое воздействие на объект и само покрытие, что исключает деградацию их физико-механических свойств. В мире технологией ППК занимается около десятка научных организаций и фирм в США, Канаде, Англии, Германии, России. Основное назначение покрытий – защита изделий электроники, аэро-космической техники, музейных экспонатов, раритетных книг. В 90-е годы расширилось применение ППК-покрытий в медицинской технике для обеспечения биосовместимости протезов, имплантатов, катетеров, зондов и других изделий, контактирующих с биотканями. Единственной организацией в Беларуси, владеющей ППК-технологией, является ИММС НАНБ. Мы поддерживаем контакты с большинством специалистов по ППК и знаем направления их работы. До настоящего времени модификацией шовного материала с помощью ППК в мире никто не занимался. 

Использованы нити разного типа и номеров производства СНГ – крученый капрон, шелк и плетеный полиэтилентерефталат (лавсан). Определяли фрикционно-механические характеристики: прочность нитей при растяжении до и после модификации, капиллярные свойства; биоинертность и совместимость с живыми тканями in vivo. Кроме того, давалась субъективная оценка манипуляционных характеристик нитей при работе хирурга. На лабораторном этапе эксперимента была произведена имплантация крысам чистого ППК в виде пленок, покрытого шовного материала и не покрытые образцы нитей. 

Формирование ППК-покрытия (1…4 мас.%) на хирургических нитях несколько, в целом незначительно, повышает их прочность в сухом состоянии. Исключение составляют нити из лавсана, что, вероятно, вызвано их трикотажным плетением. Для всех видов нитей в сухом состоянии на 20...50% снижается среднее усилие трения и усилие страгивания. Это является важным с точки снижения травматичности шовного материала и является одним из критериев качества последнего. Облегчается работа с нитью, в частности, завязывание узлов. Поверхность нитей становится гидрофобной. Поэтому прочность мокрых нитей возрастает значительно больше и практически не отличается от прочности сухих. Особенно выражен этот эффект для шелка, потеря прочности которого при намо-кании превышает 25%. Существенно, в 1,5…2 раза, снижается сила трения во влажном состоянии. 

Нить более легко проходит через ткани, вызывая минимум повреждений. Это прямо связано со снижением среднего усилия трения, пилящего эффекта и, самое главное, снижением усилия страгивания. Покрытый шовный материал имеет ряд преимуществ при работе с металлическим инструментарием:
1. Нити более легко скользят по инструменту. 
2. Нити значительно реже разволокняются при контакте с иглой и прохождении через ткань (касается нитей используемых без атравматической иглы). 
3. Нити более прочные и реже рвутся в местах контакта с инструментом. 

Макроскопическая картина

При применении модифицированного шовного материала местная воспалительная реакция менее выражена. Анализировалась длительность и выраженность послеоперационной воспалительной реакции, нагноение тканей и скорость заживления раны на ранних сроках после операции, присутствие лигатурных свищей в более поздние сроки. Полученные нами данные (табл.) указывают на то, что наиболее выраженную воспалительную реакцию вызывает применение чистого шелка, несколько меньше - чистого капрона и еще меньше - лавсана. Реакция, которую вызывают покрытые образцы мы расценили как слабую.

Воспалительная реакция на шовный материал

Название материала

1 день

3 дня

7 дней

14 дней

1 мес.

3 мес.

6 мес.

Шелк

++++

++++

+++

++

++

++

+

Шелк-ППК

++++

+++

++

+

+

+

-

Капрон

++++

+++

+++

++

+

+

+

Капрон-ППК

++++

+++

++

+

-

-

-

(+) обозначена активность воспалительной реакции. В поздние сроки об активности воспаления судилось по наличию в группе оперированных крыс лигатурных свищей и других гнойных осложнений.

(-) отсуствие или не выраженность воспалительной реакции.

Микроскопическая картина препаратов
с покрытым и непокрытым капроном:

В первые сутки на всех препаратах отмечается картина прямого травматического некроза, дистрофии, лейкоцитарной инфильтрации, чуть меньше она выражена у покрытого капрона. 

К 3 дню воспалительная реакция значительно уменьшается в микропрепаратах с покрытым капроном, появляются поля грануляционной ткани. В меньшей мере эти изме-нения выражены в микропрепаратах с чистым капроном. На микропрепаратах с чистым капроном в этот период обнаруживается наличие острых микроабсцессов.

К 7 дню воспалительная реакция не выражена, а к 14 дню практически отсутствует на микропрепаратах с покрытым капроном. В то же время на препаратах с чистым ка-проном она сохраняется до 14 дня. 

В настоящее время проводятся дальнейшие исследования, в том числе гистологические исследования тканей. 

Предварительные расчеты показывают, что увеличение стоимости нити на этапе нанесения ППК составит несколько центов на погонный метр, что на порядок меньше стоимости импортных нитей близкого качества. Возможно нанесение покрытия не только на саму нить, но и на нить с иглой в сборе.

Работа является основой для дальнейших исследований. Она позволит создать новое поколение тканых или вязаных протезов, сеток и др. имплантантов из ниток.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:

покрытие медицинских объектов (нити, зонды, протезы, инструменты) для снижения трения и придания биосовместимости.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА:

  • нить приобретает гидрофобность, подавляется капиллярный эффект и фитильность, исключается потеря прочности при намокании и инфицирование через шов
  • в 1,5-2 раза снижается коэффициент трения нити о биологическую ткань
  • уменьшается воспалительная реакция в области шва
  • формируется мягкий и эластичный послеоперационный рубец
  • удорожание нити при модификации составляет несколько центов за метр, что обеспечивает конкурентоспособность материала

 

Отдел № 2 « Физика и механика композиционных систем»

Контакты:
ИВАНОВ Л.Ф.
Тел: +375 (232) 34 06 24

Описание разработки

Формирование покрытия из поли-п-ксилилена (ППК) (1…4 мас.%) на хирургических нитях  повышает их прочность   в сухом состоянии. Для всех видов нитей в сухом состоянии на 20...50% снижается среднее усилие трения и  усилие страгивания. Это является важным с точки снижения травматичности шовного материала. Облегчается работа с нитью, в частности, завязывание узлов. Поверхность  нитей становится  гидрофобной.   Поэтому прочность мокрых нитей возрастает значительно больше и практически  не отличается от прочности сухих. Особенно выражен этот эффект для шелка, потеря прочности которого при намокании  превышает 25%. Существенно, в 1,5…2 раза, снижается сила трения во влажном состоянии.

В настоящее время ведется работа по освоению серийного производства, проводятся дальнейшие исследования по созданию нового поколения тканых или вязаных протезов, сеток и др. имплантантов из ниток.

 Назначение

Комплектация медучреждений.

Форма сотрудничества

Передача технологии, лицензионное соглашение.

Другие разработки отдела