RU2234868C2 - Surgical suture material - Google Patents
Surgical suture material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234868C2 RU2234868C2 RU2002129869/14A RU2002129869A RU2234868C2 RU 2234868 C2 RU2234868 C2 RU 2234868C2 RU 2002129869/14 A RU2002129869/14 A RU 2002129869/14A RU 2002129869 A RU2002129869 A RU 2002129869A RU 2234868 C2 RU2234868 C2 RU 2234868C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- suture material
- stress
- suture
- thread
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической технике.The invention relates to medicine, namely to surgical technique.
Для соединения разрозненных тканей организма в настоящее время широко используется издревле известный способ сшивания с использованием нитяного шовного материала. При этом успех операции во многом зависит от качества шовного материала и, конкретно, от таких его технических характеристик, как прочность на разрыв, прочность в узлах в сухом и мокром состоянии, пластичность и эластичность, травматичность, гидрофильность, биохимическая и биомеханическая совместимость, а также ряд других характеристик. Обилие и важность требований обусловливают отдельный и пристальный интерес пользователей и актуальную задачу исследователей-материаловедов и разработчиков.To connect the disparate tissues of the body is currently widely used since ancient times, the well-known method of stitching using filament suture. Moreover, the success of the operation largely depends on the quality of the suture material and, specifically, on its technical characteristics such as tensile strength, strength in nodes in the dry and wet state, ductility and elasticity, trauma, hydrophilicity, biochemical and biomechanical compatibility, as well as a number of other characteristics. The abundance and importance of requirements determine the separate and intense interest of users and the urgent task of material researchers and developers.
В уровень указанной техники должно включить широко используемый шовный хирургический материал в виде нити из коллагеновых волокон животного происхождения - кетгут [1]. Значительная примесь неколлагеновых белков оказывает на окружающие ткани аллергизирующее действие, что является существенным недостатком кетгута. Кроме того, по всем другим характеристикам кетгут не удовлетворяет необходимым требованиям. Высокий модуль Юнга свидетельствует о жесткости его, низких манипуляционных характеристиках, способности прорезывать ткани.The level of the specified technique should include the widely used suture surgical material in the form of a thread of collagen fibers of animal origin - catgut [1]. A significant admixture of non-collagenic proteins has an allergenic effect on surrounding tissues, which is a significant disadvantage of catgut. In addition, for all other characteristics, the catgut does not satisfy the necessary requirements. A high Young's modulus indicates its rigidity, low handling characteristics, and the ability to penetrate tissue.
Сходные недостатки имеет нерассасывающийся шовный материал из шелковых волокон [1]. Вокруг шелковой нити развивается фибробластическая реакция, формируется зона обширного фиброза и воспаления. Материал сложно дезинфицировать.Similar disadvantages are non-absorbable suture material from silk fibers [1]. A fibroblastic reaction develops around the silk thread, an area of extensive fibrosis and inflammation is formed. The material is difficult to disinfect.
Известны более совершенные шовные материалы, полученные на основе синтеза полимеров [1], а также способами металлургической технологии. Последнее направление составило заметный прогресс этой области техники в связи с разработкой медицинских сплавов на основе никелида титана, дифференцированных для различных хирургических нужд.Known more advanced suture materials obtained on the basis of the synthesis of polymers [1], as well as methods of metallurgical technology. The latter area was a significant progress in this field of technology in connection with the development of medical alloys based on titanium nickelide, differentiated for various surgical needs.
Известен хирургический шовный материал в виде нити [2] из сплава на основе никелида титана, принятый за прототип. В нем технологическими мерами реализованы критические значения напряжения знакопеременной деформации изгиба 50÷150 МПа в интервале рабочих температур +10÷+45°С. На языке графических представлений деформационных свойств материала это означает симметрию верхней и нижней ветвей гистерезисной диаграммы “напряжение-деформация” в условиях знакопеременного напряжения в мартенситном сплаве при температурах ниже фазового перехода (фиг.1, кривая 2). При несоблюдении указанного условия диаграмма несимметрична (фиг.1, кривая 1), что означает на практике относительную жесткость материала (неудобство для хирургических манипуляций) и низкую деформационную циклостойкость. Таким образом, достоинствами шовного материала [2] являются одинаковая в обоих направлениях деформации и малая по величине жесткость (ощущение мягкости нити при ее осязании), а также высокая - до 106 циклов - циклостойкость, т.е. возможность многократно деформироваться без разрушения.Known surgical suture material in the form of a thread [2] from an alloy based on titanium nickelide, adopted as a prototype. It used technological measures to realize critical stress values of alternating bending deformation of 50 ÷ 150 MPa in the range of operating temperatures + 10 ÷ + 45 ° С. In the language of graphical representations of the deformation properties of the material, this means the symmetry of the upper and lower branches of the hysteresis stress-strain diagram under alternating stress conditions in a martensitic alloy at temperatures below the phase transition (Fig. 1, curve 2). If this condition is not met, the diagram is asymmetric (Fig. 1, curve 1), which means in practice the relative stiffness of the material (inconvenience for surgical procedures) and low deformation cycle resistance. Thus, the advantages of the suture material [2] are the same stiffness in both directions of deformation and low stiffness (the feeling of softness of the thread when it is felt), as well as high resistance to 10 6 cycles - cycle resistance, i.e. the ability to repeatedly deform without destruction.
Недостаток этого аналога - низкая, в ряде случаев, относительно практических нужд эластичность. Эта характеристика существенно важна для качества выполненного шва, особенно при больших ранах, скорейшего заживления раны. Эластичная нить позволяет оптимизировать компрессию стягиваемых краев раны и, тем самым, облегчить результаты ошибок хирурга, приводящие к ишемическим последствиям (при чрезмерном стягивании) или несостоятельности шва (при недостатке усилий). Также неблагоприятно для процесса заживления ослабление натяжения нити при снижении отека тканей. Эластичный шовный материал призван компенсировать указанные недостатки субъективного и объективного характера.The disadvantage of this analogue is low, in some cases, elasticity relative to practical needs. This characteristic is essential for the quality of the suture, especially for large wounds, the speedy healing of the wound. The elastic thread allows you to optimize the compression of the contracted edges of the wound and, thereby, facilitate the results of surgeon errors, leading to ischemic consequences (with excessive constriction) or failure of the suture (with a lack of effort). It is also unfavorable for the healing process to weaken the thread tension while reducing tissue swelling. Elastic suture material is designed to compensate for these shortcomings of a subjective and objective nature.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эластичности шовного материала.The technical result of the invention is to increase the elasticity of suture material.
Указанный технический результат достигается тем, что в хирургическом шовном материале в виде нити из сплава на основе никелида титана с равными критическими напряжениями знакопеременной деформации в интервале рабочих температур +10÷+45°С выбраны критические напряжения знакопеременной деформации 250÷400 МПа.The specified technical result is achieved by the fact that in the surgical suture material in the form of a filament of an alloy based on titanium nickelide with equal critical stresses of alternating deformation in the range of operating temperatures + 10 ÷ + 45 ° C, critical stresses of alternating deformation of 250 ÷ 400 MPa are selected.
Картина трансформации кристаллической решетки в процессе мартенситных превращений определена авторами предложения в результате научных исследований, достаточно сложна и не представляется наглядной для доказательства причинно-следственной связи “признак - технический результат”. Облегченной альтернативой ей может служить качественная интерпретация процесса на основе сравнительного анализа диаграмм “напряжение-деформация” известного и предлагаемого материалов.The picture of the transformation of the crystal lattice in the process of martensitic transformations was determined by the authors of the proposal as a result of scientific research, it is rather complicated and does not seem obvious to prove the cause-effect relationship “sign - technical result”. A lightweight alternative to it can be a qualitative interpretation of the process based on a comparative analysis of stress-strain diagrams of known and proposed materials.
Эластичное (в быту “резиноподобное”) поведение материалов на основе сплава никелида титана при деформации характеризуется нелинейной, практически от нуля, зависимостью деформации с от нагрузочных напряжений (фиг.2, участок ОА), в отличие от линейной зависимости упругой деформации, подчиняющейся закону Гука. Как следует из графика, рост напряжения σ уменьшается с увеличением деформации, асимптотически приближается к критическому значению . Определение “критическое” означает предел обратимой деформации (дальше т.А. на графике пунктирная линия), за которой следует пластическая необратимая деформация, переходящая в разрушение материала. При снятии нагрузки возврат к исходной форме идет с меньшими напряжениями, реализуя в виде гистерезиса Δσ широко свойственный природе в целом закон запаздывания [3]. Обратимая ветвь АВО (фиг.2) диаграммы, которая является рабочим участком ВО для использованного (установленного в ране) шовного материала может иметь вид фиг.2. Отсутствие остаточной деформации на диаграмме фиг.2 свидетельствует о наличии эластичности в совершенном виде, тогда как материал-прототип мартенситно пластичен (величина остаточной деформации составляет существенную долю от общей деформации).The elastic (in life, “rubber-like”) behavior of materials based on titanium nickelide alloy during deformation is characterized by a non-linear, practically zero, dependence of deformation c on load stresses (Fig. 2, section OA), in contrast to the linear dependence of elastic deformation obeying Hooke’s law . As follows from the graph, the increase in stress σ decreases with increasing strain, asymptotically approaches a critical value . The definition of “critical” means the limit of reversible deformation (hereinafter referred to as A.A. on the graph a dashed line), followed by plastic irreversible deformation, which transforms into fracture of the material. When the load is removed, the return to the initial form occurs with lower voltages, realizing in the form of a hysteresis Δσ the law of delay, which is widely characteristic of nature as a whole [3]. The reversible branch ABO (figure 2) of the diagram, which is the working area BO for the used (installed in the wound) suture material can be in the form of figure 2. The absence of permanent deformation in the diagram of figure 2 indicates the presence of elasticity in perfect form, while the prototype material is martensitic plastic (the value of permanent deformation is a significant fraction of the total deformation).
Экспериментально выявлено, что повышение значений критических напряжений . до 250÷400 МПа приводит к нужной трансформации указанной зависимости, т.е. к повышению эластичности. Условия реализации указанных признаков разнообразны и сводятся к мероприятиям технологического характера.It was experimentally revealed that an increase in critical stress values . up to 250 ÷ 400 MPa leads to the desired transformation of this dependence, i.e. to increase elasticity. The conditions for the implementation of these characteristics are varied and are reduced to technological measures.
Уменьшение критических напряжений ниже 250 МПа сдвигает кривую деформационной зависимости из области эластичной деформации в область пластичности превращения. Увеличение критических напряжений выше 400 МПа приводит к активному развитию пластической деформации, связанной с дислокационными процессами в материале.A decrease in the critical stress below 250 MPa shifts the deformation dependence curve from the region of elastic deformation to the region of plasticity of the transformation. An increase in critical stresses above 400 MPa leads to the active development of plastic deformation associated with dislocation processes in the material.
Сущность предложения авторами не опубликована и в патентно-информационных источниках не обнаружена, что свидетельствует о его соответствии критерию “изобретательский уровень”.The essence of the proposal is not published by the authors and is not found in patent information sources, which indicates its compliance with the criterion of “inventive step”.
На иллюстрациях представлены:The illustrations show:
Фиг.1. Диаграмма “напряжение-деформация” для шовного материала - прототипа; 1 - несимметричная форма, 2 - симметричная форма.Figure 1. The stress-strain diagram for suture material is a prototype; 1 - asymmetric form, 2 - symmetric form.
Фиг.2. Диаграмма “напряжение-деформация” для предлагаемого шовного материала.Figure 2. Stress-strain diagram for the proposed suture material.
Фиг.3. Диаграмма “напряжение-деформация” конкретного материала.Figure 3. The stress-strain diagram of a particular material.
Фиг.4. Травмированная кисть правой руки перед операцией.Figure 4. Injured right hand before surgery.
Фиг.5. Травмированная кисть правой руки через 4 месяца после операции.Figure 5. Injured right hand 4 months after surgery.
Достижимость технического результата подтверждена сравнительными испытаниями, а также клиническими примерами использования предлагаемого шовного материала при осуществлении пластических операций в отделении микрохирургии г. Омска.Achievability of the technical result is confirmed by comparative tests, as well as clinical examples of the use of the proposed suture material in plastic surgery in the microsurgery department of Omsk.
Конкретный шовный материал получен следующим способом.Specific suture material obtained in the following way.
В состав шихты, приготовленной для плавки, включены основные ингредиенты сплава в содержании: титан - 49÷50 ат.%, никель - 50:51 ат.%, молибден - 1÷2 ат.%. Расплав, полученный методом индукционного нагрева [4], разлит в изложницы и сформован охлаждением в виде цилиндрических стержней диаметра 22 мм.The composition of the mixture prepared for melting includes the main ingredients of the alloy in the content: titanium - 49 ÷ 50 at.%, Nickel - 50:51 at.%, Molybdenum - 1 ÷ 2 at.%. The melt obtained by induction heating [4] is poured into molds and formed by cooling in the form of cylindrical rods with a diameter of 22 mm
Дальнейшая механическая обработка состояла в многоразовой постадийной ротационной ковке и последующем волочении через фильеры до конечного диаметра нити 0,095 мм. Снятая для полученного материала диаграмма “напряжение-изгибная деформация” представлена на фиг.3. Критическое напряжение (в расчете на однородную деформацию растяжения) для него составило 280 МПа, величина эластичной деформации - до 8%, среднее напряжение разгрузки - около 70 МПа. Пластическая деформация отсутствует.Further machining consisted of reusable stepwise rotational forging and subsequent drawing through spinnerets to a final thread diameter of 0.095 mm. The diagram “stress-bending deformation” taken for the obtained material is presented in FIG. 3. The critical stress (calculated for uniform tensile strain) for it was 280 MPa, the value of elastic deformation was up to 8%, and the average unloading stress was about 70 MPa. No plastic deformation.
По эластичности полученный шовный материал сопоставим с лучшим по этому показателю из известных - нитью “Dexon 5/0”, однако превосходит его по прочности при меньшей в 3-6 раз толщине последнего. Это обстоятельство позволяет создать большую концентрацию нити в тканях, соединение которых требует значительных усилий (например, при анастомозе сухожилий) при минимальной угрозе прорезывания.In terms of elasticity, the resulting suture material is comparable to the best known in this indicator - “Dexon 5/0” thread, but surpasses it in strength with a thickness of 3-6 times less. This circumstance allows you to create a large concentration of filaments in tissues, the connection of which requires considerable effort (for example, with tendon anastomosis) with a minimum risk of eruption.
Клиническая апробация предлагаемого материала проведена в наиболее жестких по требованиям к нему условиях неотложной реконструктивной пластики всех поврежденных в результате травмы анатомических структур: костей, сухожилий, сосудов, нервов, мягких и покровных тканей.Clinical testing of the proposed material was carried out in the most stringent conditions of emergency reconstructive plastic surgery of all the anatomical structures damaged by trauma: bones, tendons, blood vessels, nerves, soft and integumentary tissues.
Пример 1.Example 1
Больной М., доставлен в отделение микрохирургии с повреждениями кисти правой руки циркулярной пилой (фиг.4) через 2 часа после травматизации.Patient M., delivered to the microsurgery department with injuries of the right hand by a circular saw (Fig. 4) 2 hours after trauma.
Под проводниковой анестезией выполнена первичная хирургическая обработка раны, иссечены нежизнеспособные ткани и атравматично сшиты указанной нитью капсулы 2-го и 3-го пальцев, две подкожные вены (диаметр 0,5 и 0,8 мм), окружающие мягкие ткани и кожа.Under conduction anesthesia, the initial surgical treatment of the wound was performed, non-viable tissues were excised and capsules of the 2nd and 3rd fingers were sewn atraumatically with the specified thread, two saphenous veins (diameter 0.5 and 0.8 mm) surrounding soft tissues and skin.
Наблюдение через 2 месяца после операции выявило восстановление адекватного венозного оттока, хорошего объема движений в кисти, малозаметный косметический рубец (фиг.5)
Пример 2.Example 2
Больная Д., 16 лет, доставлена в отделение с резаной (стеклом) раной правой кисти, повреждением сухожилия 1-го пальца. Отсутствует активное разгибание пальца. Под проводниковой анестезией выполнена первичная обработка раны и анастомоз сухожилий. После трехнедельной шинной иммобилизации проведена разработка движений. Состояние через 2 месяца после операции - полное восстановление объема движений.Patient D., 16 years old, was taken to the department with a cut (glass) wound of the right hand, damage to the tendon of the 1st finger. There is no active extension of the finger. Under conduction anesthesia, primary wound treatment and tendon anastomosis were performed. After a three-week tire immobilization, movements were developed.
Промышленная применимость предложения определена готовностью технологической базы и положительными отзывами хирургов-клиницистов.The industrial applicability of the proposal is determined by the readiness of the technological base and the positive feedback of clinician surgeons.
Источники, информацииSources of information
1. Вестник Российской ассоциации акушеров-гинекологов. Научно-практический журнал, № 1, март, 1966, с.30-39.1. Bulletin of the Russian Association of Obstetricians and Gynecologists. Scientific and practical journal, No. 1, March, 1966, p.30-39.
2. Патент РФ № 2164385 (прототип).2. RF patent No. 2164385 (prototype).
3. Биосовместимые материалы и имплантаты с памятью формы. Под ред. В.Э.Гюнтера. Томск. Нортхэмптон, МА, 2001, с.5-8.3. Biocompatible materials and shape memory implants. Ed. V.E. Gunther. Tomsk Northampton, MA 2001, pp. 5-8.
4. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. В.Э.Гюнтер, Г.Ц.Дамбаев и др. Изд. ТГУ, г. Томск, 1998, с.456.4. Medical materials and shape memory implants. V.E. Gyunter, G.Ts. Dambaev et al. TSU, Tomsk, 1998, p. 456.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129869/14A RU2234868C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Surgical suture material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129869/14A RU2234868C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Surgical suture material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002129869A RU2002129869A (en) | 2004-05-20 |
RU2234868C2 true RU2234868C2 (en) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002129869/14A RU2234868C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Surgical suture material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234868C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586781C2 (en) * | 2014-11-06 | 2016-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Microsurgical suture material |
WO2019151887A1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эластичные Титановые Имплантаты" | Composite surgical suture material based on polyfilamentous titanium thread and bioresorbable polymers |
-
2002
- 2002-11-06 RU RU2002129869/14A patent/RU2234868C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586781C2 (en) * | 2014-11-06 | 2016-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Microsurgical suture material |
WO2019151887A1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эластичные Титановые Имплантаты" | Composite surgical suture material based on polyfilamentous titanium thread and bioresorbable polymers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Narakas | The use of fibrin glue in repair of peripheral nerves | |
AU763085B2 (en) | Shape-memory, biodegradable and absorbable material | |
Pitta et al. | Use of Gore-Tex tubing as a conduit for inferior alveolar and lingual nerve repair: experience with 6 cases | |
Drosse et al. | Validation of a femoral critical size defect model for orthotopic evaluation of bone healing: a biomechanical, veterinary and trauma surgical perspective | |
JP2001526929A (en) | Bioabsorbable suture anchor | |
JP2002320623A (en) | Surgical clamp | |
JP2004531317A (en) | Microtraumatic surgical device for tissue treatment | |
JP2008515481A (en) | Intramedullary nail device and method for repairing long bones | |
Dattilo Jr | Knotless Bi-directional Barbed Absorbable Surgical Suture | |
Beris et al. | Microsurgical treatment of ring avulsion injuries | |
MacLeod et al. | Digital replantation: clinical experiences. | |
URBANIAK et al. | Management of bone in digital replantation: free vascularized and composite bone grafts | |
RU2234868C2 (en) | Surgical suture material | |
O'Brien | Replantation and reconstructive microvascular surgery. Part I. | |
Feldman et al. | Compatibility of autologous fibrin adhesive with implant materials | |
Melvin et al. | An artificial tendon to connect the quadriceps muscle to the Tibia | |
Bahm et al. | Tension in peripheral nerve suture | |
Melone et al. | Primary care of fingernail injuries | |
Borchiellini et al. | Development and characterization of biological sutures made of cell-assembled extracellular matrix | |
Huang | A Comparison of the Properties and Performance of Polyvinylidene Fluoride and Polypropylene Barbed Sutures in Tendon Repair. | |
JP6590337B2 (en) | Method for producing ligament gel and method for producing artificial ligament | |
CN207384289U (en) | A kind of novel vascular surgery vascular anastomosis device | |
Ihsan et al. | Effect of pre-strain on mechanical properties of CP-Ti and Ti-6Al-4V as medical implant materials | |
RU2639788C2 (en) | Method for obtaining of free split autodermic graft | |
MARIN et al. | Tips and Tricks in Experimental Nerve Defect Surgery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111107 |