Efficacy and safety of local hemostatic solution in reconstructive operations on the aorta in laboratory animals (an experimental study)
AbstractBackground. Most open operative interventions in vascular surgery are performed in conditions of systemic hypocoagulation, thus additionally complicating the achievement of hemostasis. A reliable level of hemostasis in the reconstruction zone is achieved at the expense of observing a series of factors. Frequently, when the traditional methods of hemostasis are not enough for the purpose, the use of local hemostatic agents becomes absolutely necessary.
Objective. Our study was aimed at investigating the efficacy and safety of using the hemostatic agent “Hemoblock” to achieve hemostasis during reconstructive operations on the aorta in combination with synthetic materials in a laboratory experiment on animals.
Materials and methods. The study included 80 mongrel cats divided into 4 equal groups by blind randomization: 2 experimental groups and 2 control groups. In the vivarium under general anesthesia, the animals underwent surgery – alloplasty of the abdominal aorta. Dacron patches, being woven and knitted prosthetic grafts made of polyester fiber (n=40), and PTFE patches (n=40) were used as the material for alloplasty.
Results and discussion. The mean volume of blood loss volume in group 2A (Dacron) and in group 1A (Dacron + Hemoblock) amounted to 15.69 ml and 14.6 ml, respectively, with no significant difference between the groups (p=0.24). The volume of blood loss in group 2B, using PTFE as a plastic material, was 20.12 ml, and in group 1B (PTFE + Hemoblock) it was 14.2 ml. Statistical analysis demonstrated significantly better values obtained with the additional use of Hemoblock (p=0.03). The mean bleeding time in group 2A (Dacron) was 265.8 s and in group 1A (Dacron + Hemoblock) it was 240.6 s, which was a statistically better time to achieve hemostasis (p<0.001). In group 2B (PTFE), the bleeding time was 285 s and in group 1B (PTFE + Hemoblock) it was 259.2 s, with a statistically significant between-group difference in favor of the additional use of Hemoblock (p<0.001).
Conclusion. Applying the hemostatic solution Hemoblock made it possible to significantly improve the results of surgical interventions in terms of such parameters as reducing blood loss by 29.4% when using PTFE and by 6.9% when using Dacron, as well as to decrease the bleeding time by 9% when using PTFE patches and by 9.5% when using Dacron patches. During the experiment, there were no complications associated with the use of the local hemostatic solution Hemoblock.
Keywords: local hemostasis; Dacron; polytetrafluoroethylene; hypocoagulation; bleeding; vascular surgery; hemostatic solution; Hemoblock
Funding. The study had no financial support.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Authors’ contribution. Study conception and design – Kalinin R.E., Suchkov I.A.; data collection and handling – Krylov A.A., Bazaev S.B., Gerasimov A.A.; statistical processing – Krylov A.A., Bazaev S.B.; draft manuscript preparation – Suchkov I.A., Krylov A.A., Bazaev S.B.; manuscript revision – Kalinin R.E., Suchkov I.A.
For citation: Kalinin R.E., Suchkov I.A., Krylov A.A., Bazaev S.B., Gerasimov A.A. Efficacy and safety of local hemostatic solution in reconstructive operations on the aorta in laboratory animals (an experimental study). Аngiology and Vascular Surgery. 2023; 29 (2): 116–23. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2023-29-2-116-123 (in Russian)
References
1. Daud A., Kaur B., McClure G.R., et al. Fibrin and Thrombin Sealants in Vascular and Cardiac Surgery: A Systematic Review and Meta-analysis. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2020; 60 (3): 469–478. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2020.05.016
2. Shander A. Financial and clinical outcomes associated with surgical bleeding complications. Surgery. 2007; 142 (4 Suppl): S20–25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.surg.2007.06.025
3. Rady M.Y., Ryan T., Starr N.J. Perioperative determinants of morbidity and mortality in elderly patients undergoing cardiac surgery. Critical Care Medicine. 1998; 26 (2): 225–35. DOI: https://doi.org/10.1097/00003246-199802000-00016
4. Marietta M., Facchini L., Pedrazzi P., et al. Pathophysiology of bleeding in surgery. Transplantation Proceedings. 2006; 38 (3): 812–814. DOI: https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2006.01.047
5. Stokes M.E., Ye X., Shah M., et al. Impact of bleeding-related complications and/or blood product transfusions on hospital costs in inpatient surgical patients. BMC Health Services Research. 2011; 11: 135. DOI: https://doi.org/10.1186/1472-6963-11-135
6. Allotey J.K., King A.H., Kumins N.H., et al. Systematic review of hemostatic agents used in vascular surgery. Journal of Vascular Surgery. 2021; 73 (6): 2189–2197. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2020.10.081
7. Agarwal S., Abdelmotieleb M. Viscoelastic testing in cardiac surgery. Transfusion. 2020; 60 (Suppl 6): S52–S60. DOI: https://doi.org/10.1111/trf.16075
8. Saha S.P., Muluk S., Schenk W. 3rd, et al. A prospective randomized study comparing fibrin sealant to manual compression for the treatment of anastomotic suture-hole bleeding in expanded polytetrafluoroethylene grafts. Journal of Vascular Surgery. 2012; 56 (1): 134–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2012.01.009
9. Moldovan H., Antoniac I., Gheorghită D., et al. Biomaterials as Haemostatic Agents in Cardiovascular Surgery: Review of Current Situation and Future Trends. Polymers. 2022; 14 (6): 1189. DOI: https://doi.org/10.3390/polym14061189
10. Jia Y., Zhai G., Wang E., Li P. Efficacy of local hemostatic agents after endoscopic submucosal dissection: a meta-analysis. Minimally invasive therapy & allied technologies. 2022; 31 (7): 1017–1025. DOI: https://doi.org/10.1080/13645706.2022.2111217
11. Zemlyanoy A.B. Local hemostatic agent — fluid active hemostatic matrix. Khirurgiya. Zhurnal im. N.I. Pirogova. 2019; 5: 104–115. DOI: https://doi.org/10.17116/hirurgia2019051104. (in Russian)
12. Kolesov S.V., Grin A.A., Slinyakov L.Y., et al. Efficiency of using polyacrylic acid silver salt in decompression and stabilization surgery on the lumbar spine involving 1 to 3 segments. Hirurgia Pozvonochnika (Spine Surgery). 2019; 16 (2): 73–80. DOI: https://doi.org/10.14531/ss2019.2.73–80. (in Russian)
13. Plotkin A.V., Pokrovsky E.Zh., Voronova G.V., Menglet K.A. Evaluation of the effectiveness of the hemostatic action of the drug “Hemblock” in abdominal and laparoscopic interventions. Multicenter clinical trials. Bulletin of Modern Clinical Medicine. 8 (1): 56–61. (in Russian)
14. Andreev A.I., Ibragimov R.A., Kuznetsov M.V., et al. Clinical experience of using “Haemoblock” hemostatic solution in surgical practice. Kazan Medical Journal. 2015; 96 (3): 451–455. DOI: https://doi.org/10.17750/KMJ2015-451 (in Russian)
15. Degovtsov E.N., Kolyadko P.V., Kolyadko V.P. Using local hemostatic to prevent seromas in patients with large incisional hernias randomized controlled trial. Hernia. 2021; 25 (2): 441–448. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-020-02251-1
16. Kalinin R.E., Suchkov I.A., Bazaev S.B., Krylov A.A. Local Hemostatic Agents in Surgical Practice. Russian Sklifosovsky Journal «Emergency Medical Care». 2021; 10 (2): 337–346. DOI: https://doi.org/10.23934/2223-9022-2021-10-2-337-346 (in Russian)
При сравнительном анализе объема кровопотери в группе 2А (дакрон) объем кровопотери составил 15,69 мл, а в группе 1А (дакрон + Гемоблок) - 14,6 мл, при этом достоверного различия между данными группами не наблюдалось (p=0,24). Объем кровопотери в группе 2Б с использованием в качестве пластического материала ПТФЕ был равен 20,12 мл, а в группе 1Б (ПТФЕ + Гемоблок) составил 14,2 мл. При статистическом анализе данных значений были получены достоверно лучшие показатели при дополнительном использовании Гемоблока (р=0,03). Данные по сравнению объема кровопотери во всех группах представлены на рис. 8.
)
Нами также было проанализировано время достижения гемостаза при выполнении аллопластики аорты (см. табл. 2).
По времени достижения гемостаза применение Гемоблока позволило достичь более эффективных результатов. Среднее достижения гемостаза в группе 2А (дакрон) составило 265,8 с, а в группе 1А (дакрон + Гемоблок) - 240,6 с, что являлось статистически лучшим временем достижения гемостаза (р<0,001). В группе 2Б (ПТФЕ) достижения гемостаза было равно 285 с, а в группе 1Б (ПТФЕ + Гемоблок) - 259,2 с. При этом также было получено статистически достоверное различие между группами в пользу дополнительного использования Гемоблока (p<0,001). Данные сравнения времени кровотечения отображены на рис. 9.
Представленные данные свидетельствуют о том, что при выполнении оперативного вмешательства в группах с использованием Гемоблока выявлены наиболее эффективные результаты как по времени наступления гемостаза, так и по объему кровопотери, что ожидаемо, так как данные показатели всегда имеют прямую корреляционную связь. Иначе говоря, чем дольше осуществляется гемостаз, тем больше объем кровопотери и наоборот.
В ходе проведенного эксперимента было доказано, что использование гемостатического раствора Гемоблок при диффузных кровотечениях безопасно и не вызывает отрицательных изменений в ране. Основным преимуществом препарата Гемоблок является достижение быстрого гемостатического эффекта и уменьшения объема кровопотери на этапе гемостаза в области сосудистого шва, что, в свою очередь, приводит к снижению времени оперативного вмешательства, а также к снижению количества послеоперационных геморрагических осложнений. Кроме того, дополнительным преимуществом данного средства является его антисептическое действие за счет наличия в составе наночастиц серебра, обеспечивающих бактерицидный эффект, что снижает риск инфекционных осложнений. Подтверждение данной гипотезы требует проведения дальнейших исследований в клинической практике.
Заключение
Применение гемостатического раствора Гемоблок может достоверно улучшить результаты оперативного вмешательства:
· снизить объем кровопотери на 29,4% при использовании в качестве заплаты ПТФЕ;
· снизить объем кровопотери на 6,9% при использовании заплаты из дакрона;
· уменьшить время достижения гемостаза на 9% при использовании синантетических заплат из ПТФЕ;
· уменьшить время достижения гемостаза на 9,5% при использовании заплат из дакрона.
Без сомнения, требуется дальнейшее более углубленное изучение возможности использования данного препарата в сосудистой хирургии, в том числе и в клинической практике.
Ограничение. К ограничениям данного исследования следует отнести небольшую выборку животных, что обусловлено этическими нормами и рекомендациями биоэтического комитета исходя из целей исследования, возможные ошибки в оценке объема кровопотери, учитывая маленькую массу животного и небольшую выборку, а также невозможность достоверно оценить частоту инфекционных осложнений ввиду особенностей физиологии животных.
Литература
1. Daud A., Kaur B., McClure G.R., et al. Fibrin and Thrombin Sealants in Vascular and Cardiac Surgery: A Systematic Review and Meta-analysis. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2020; 60 (3): 469-478. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2020.05.016
2. Shander A. Financial and clinical outcomes associated with surgical bleeding complications. Surgery. 2007; 142 (4 Suppl): S20-25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.surg.2007.06.025
3. Rady M.Y., Ryan T., Starr N.J. Perioperative determinants of morbidity and mortality in elderly patients undergoing cardiac surgery. Critical Care Medicine. 1998; 26 (2): 225-35. DOI: https://doi.org/10.1097/00003246-199802000-00016
4. Marietta M., Facchini L., Pedrazzi P., et al. Pathophysiology of bleeding in surgery. Transplantation Proceedings. 2006; 38 (3): 812-814. DOI: https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2006.01.047
5. Stokes M.E., Ye X., Shah M., et al. Impact of bleeding-related complications and/or blood product transfusions on hospital costs in inpatient surgical patients. BMC Health Services Research. 2011; 11: 135. DOI: https://doi.org/10.1186/1472-6963-11-135
6. Allotey J.K., King A.H., Kumins N.H., et al. Systematic review of hemostatic agents used in vascular surgery. Journal of Vascular Surgery. 2021; 73 (6): 2189-2197. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2020.10.081
7. Agarwal S., Abdelmotieleb M. Viscoelastic testing in cardiac surgery. Transfusion. 2020; 60 (Suppl 6): S52-S60. DOI: https://doi.org/10.1111/trf.16075
8. Saha S.P., Muluk S., Schenk W. 3rd, et al. A prospective randomized study comparing fibrin sealant to manual compression for the treatment of anastomotic suture-hole bleeding in expanded polytetrafluoroethylene grafts. Journal of Vascular Surgery. 2012; 56 (1): 134-141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2012.01.009
9. Moldovan H., Antoniac I., Gheorghită D., et al. Biomaterials as Haemostatic Agents in Cardiovascular Surgery: Review of Current Situation and Future Trends. Polymers. 2022; 14 (6): 1189. DOI: https://doi.org/10.3390/polym14061189
10. Jia Y., Zhai G., Wang E., Li P. Efficacy of local hemostatic agents after endoscopic submucosal dissection: a meta-analysis. Minimally invasive therapy & allied technologies. 2022; 31 (7): 1017-1025. DOI: https://doi.org/10.1080/13645706.2022.2111217
11. Земляной А.Б. Средство местного гемостаза - текучая активная гемостатическая матрица. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2019; 5: 104-115. DOI: https://doi.org/10.17116/hirurgia2019051104
12. Колесов С.В., Гринь А.А., Слиняков Л.Ю. и др. Эффективность использования серебряной соли полиакриловой кислоты при декомпрессионно-стабилизирующих операциях на поясничном отделе позвоночника с захватом 1-3 сегментов. Хирургия позвоночника. 2019; 16 (2): 73-80. DOI: https://doi.org/10.14531/ss2019.2.73-80
13. Плоткин А.В., Покровский Е.Ж., Воронова Г.В., Менглет К.А. Оценка эффективности гемостатического действия препарата "Гемоблок" при полостных и лапароскопических вмешательствах. Mультицентровые клинические исследования. Вестник современной клинической медицины. 8 (1): 56-61.
14. Андреев А.И., Ибрагимов Р.А., Кузнецов М.В. и др. Опыт клинического применения гемостатического средства "гемоблок" в хирургической практике. Казанский медицинский журнал. 2015; 96 (3): 451-455. DOI: https://doi.org/10.17750/KMJ2015-451
15. Degovtsov E.N., Kolyadko P.V., Kolyadko V.P. Using local hemostatic to prevent seromas in patients with large incisional hernias randomized controlled trial. Hernia. 2021; 25 (2): 441-448. DOI: https://doi.org/10.1007/s10029-020-02251-1
16. Калинин Р.Е., Сучков И.А., Базаев С.Б., Крылов А.А. Локальные гемостатические средства в хирургической практике. Журнал им. Н.В. Склифосовского "Неотложная медицинская помощь". 2021; 10 (2): 337-346. DOI: https://doi.org/10.23934/2223-9022-2021-10-2-337-346
All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)
п?? GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems п?? including machine learning models and neural networks п?? is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.