Деформационно-прочностные свойства материалов, применяемых для формирования анастомозов при реконструкции грудного отдела аорты

• Бобыльков В.А.
• Дарвиш Д.М.
• Марченко С.П.
• Авагян К.Л.
• Буненков Н.С.
• Васильева В.В.
• Поляков Л.Г.
• Финк М.А.
• Хубулава Г.Г.

Резюме

Введение. Одной из причин кровотечений из анастомозов при протезировании грудной аорты является прорезывание монофиламентных нитей. Герметичность анастомоза зависит от таких составляющих, как состояние свертывающей системы крови, наличие асептического воспаления сосудистой стенки, а также от хирургической техники и свойств материалов, применяемых для формирования анастомоза (фетр, перикард).

Цель исследования - изучение деформационно-прочностных свойств материалов, применяемых при реконструкции грудного отдела аорты. Изучались такие параметры, как разрывное напряжение, разрывное удлинение, начальный модуль жесткости. Для изучения достижения цели проводились испытания и оценивались изменения, возникающие при действии нагрузки на различные виды анастомозов с нормальной и дилатированной аортой.

Материал и методы. Испытание механических свойств материалов проводилось в режиме одноосного растяжения на универсальной установке Instron 1122. При изучении свойств аорты было сформировано 2 группы. В 1-ю группу включены анастомозы с нормальной аортой (n=38), во 2-ю - с дилатированной аортой (n=30). Сравнение между группами проводилось по следующим параметрам: разрывное напряжение (σ_max), разрывное удлинение (ε_max) и начальный модуль жесткости (Е_нач). Эти же параметры были изучены для группы человеческого перикарда (n=30) и медицинского фетра (n=10).

Результаты и обсуждение. Показано, что разрывное напряжение (σ_max) нормальной аорты как в продольном, так и в поперечном направлении более чем в 2 раза превосходит разрывное напряжение дилатированной аорты. В то же время характер деформирования как нормальной, так и измененной аорты схож, что иллюстрируется близкими значениями начального модуля жесткости (Е_нач). Перикард обладает схожими с аортой прочностными характеристиками, а также имеет сопоставимое с аортой значение начального модуля жесткости. Деформирование медицинского фетра происходит совершенно иным образом, модуль жесткости фетра в начальной фазе растяжения превышает модуль жесткости биологических объектов в 10 раз. Подобное отличие в деформационно-прочностных свойствах фетра и аорты может повлечь прорезывание среднего слоя анастомоза (аорты) и диссекцию интимы.

Оценка прочности стенки аорты в экспериментах на прорезывание монофиламентными нитями показала, что нарушение целостности укрепленных трехслойных анастомозов с фетром происходит вследствие диссекции интимы (при нагрузках, не приводящих к прорезыванию остальных слоев анастомоза). Перикард имеет большую устойчивость к прорезыванию по сравнению с аортой, так как представляет гомогенную по структуре серозную оболочку. В отличие от перикарда, слои аорты имеют разное гистологическое строение и соответственно разную устойчивость к прорезыванию.

Заключение. При формировании анастомозов грудной аорты по типу "сэндвич" (трехслойный анастомоз) с использованием фетра и монофиламентных нитей целостность стенки аорты нарушается вследствие диссекции интимы при нагрузках, не приводящих к прорезыванию остальных слоев анастомоза.

Перикард обладает схожими с аортой деформационно-прочностными свойствами и с большей вероятностью будет способствовать оптимальному распределению нагрузки на линию анастомоза по сравнению с медицинским фетром.

Снижение прочностных свойств дилатированной аорты в области анастомоза не носит критического характера, а следовательно, она может продолжать выполнять свою функцию после укрепления ее стенки вспомогательными материалами (перикард, фетр).

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Хубулава Г.Г., Марченко С.П., Дарвиш Д.М.; сбор данных, хирургическая обработка образцов - Бобыльков В.А.; проведение экспериментов - Бобыльков В.А., Васильева В.В., Поляков Л.Г., Финк М.А.; забор кадаверного материала - Авагян К.Л.; статистическая обработка данных - Буненков Н.С.; написание статьи - Бобыльков В.А.; редактирование - Дарвиш Д.М., Бобыльков В.А.

Для цитирования: Бобыльков В.А., Дарвиш Д.М., Марченко С.П., Авагян К.Л., Буненков Н.С., Васильева В.В., Поляков Л.Г., Финк М.А., Хубулава Г.Г. Деформационно-прочностные свойства материалов, применяемых для формирования анастомозов при реконструкции грудного отдела аорты. Ангиология и сосудистая хирургия. Журнал имени академика А.В. Покровского. 2023; 29 (4): 120-129. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2023-29-4-120-129

Ключевые слова:анастомозы аорты; реконструкция аорты; механические свойства аорты; механические свойства перикарда; механические свойства фетра; прорезывание хирургической нитью; дилатированная аорта; нормальная аорта