Физико-математическая модель дубликатурного шва

водящем к парезу кишечника и гибели животных. За счет использования протектора при операции нам удалось добиться гораздо лучшей выживаемости животных.

Использование простых, но информативных методов мониторинга развития экспериментальной Ах — взвешивания и баллонометрического измерения давления в пищеводе позволило выявить у животных развитие симптомов снижения моторики пищевода и повышения тонуса НЭС. Разработанная нами операция может быть успешно использована для создания экспериментальной модели Ах на крысах. Вместе с тем необходимо учитывать и ограниченную применимость данной модели, поскольку у людей данное заболевание развивается в течение многих лет, т. е. гораздо дольше, чем в предложенной нами модели. Усовершенствованная нами модель Ах пищевода является адекватной и перспективной для дальнейшего изучения этиологии, патогенеза и разработки подходов к лечению данного заболевания.

Работа поддержана грантом «Ведущие научные школы» № НШ-3368.2008.4.

ЛИТЕРАТУРА

1. Василенко В.Х., Суворова Т.А., Гребенев А.Л. Ахала-зия кардии. — М.: Медицина, 1976.

2. Шулутко А. М., Моисеев А.Ю., Казарян А.М. Эндо-

УДК 617.55-089.844

скопическая хирургия в лечении Ахалазии пищевода // Эндоскопическая хирургия. — 2001. — Т. 5. — С.16-21.

3. Castagliuolo I., Brun P., CostantiniM. et al. Esophageal achalasia: is the herpes simplex virus really innocent? // J. Gastrointest Surg. — 2004. — Vol.8, № 1. — P. 24-30.

4. Farrokhi F., VaeziM.F. Idiopathic (primary) achalasia // Orphanet J. Rare Dis. — 2007. — Vol. 26, № 2. — P.38.

5. Goldblum J.R., Whyte R.I., OrringerM.B., Appelman H.D. Achalasia. A morphologic study of 42 resected specimens // Am. J. Surg. Pathol. — 1994. — Vol. 18, № 4 — P.327-337.

6. Goto S., Grosfeld J.L. The effect of a neurotoxin (benzalkonium chloride) on the lower esophagus // J. Surg. Res. — 1989. — Vol.47, № 2. — P. 117-119.

7. Niwamoto H., Okamoto E., Fujimoto J. et al. Are human herpes viruses or measles virus associated with esophageal achalasia? // Dig. Dis. Sci. — 1995. — Vol.40, № 4. — P. 859-864.

8. Sachdev A., Sandhu B.S., D'cruz S. et al. Achalasia cardia in mother and son // Indian J. Gastroenterol.—2004. — Vol.23, № 3. — P.109.

Поступила 09.12.08.

MODIFICATION OF THE METHOD OF

EXPERIMENTAL ACHALASIA IN RATS AND ANALYSIS OF ITS EFFECTIVENESS

A.G. Sabirov, M.V. Burmistrov, M.A. Mukhamedyarov, M.M. Nasrullaev, A.L. Zefirov, M.N. Nasrullaev, I.S. Raginov

Summary

Developed was a method of experimental achalasia in rats, which allowed reducing significantly the mortality in the early postoperative period compared with the methods described previously in the literature. Proposed were methods of evaluation of the course of experimental achalasia.

Keywords: esophagus; achalasia; experimental model; inferior esophageal sphincter.

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДУБЛИКАТУРНОГО ШВА

Абрамов Владимир Александрович2, Мухин Алексей Станиславович2, Измайлов Александр Геннадьевич'

'Кафедра общей хирургии (зав. — проф. С.В. Доброквашин) Казанского государственного медицинского университета, 2кафедра факультета повышения квалификации (зав. — докт. мед. наук А.С. Мухин) Нижегородской государственной медицинской академии

Реферат

Представлены результаты разработки и исследования физико-математической модели предлагаемого дубликатурного шва и его аналога — способа Сапежко. Анализ показал преимущество дубликатурного шва: величина напряжения, возникающего при его применении, достоверно меньше, чем при использовании способа Сапежко.

Ключевые слова: физико-математическая модель, дубликатурный шов.

Несмотря на то что на сегодняшний день предложено множество способов ушивания передней брюшной стенки и

герниопластик, проблема послеоперационных вентральных грыж продолжает оставаться весьма актуальной. Многие из современных способов либо достаточно сложны и требуют определённой подготовки и временных затрат, либо необходимо применение специальной, как правило, дорогостоящей аппаратуры или материалов, что снижает их преимущества и резко ограничивает использование в большинстве стационаров, особенно в ургентной хирургии. Поэтому нами был

разработан дубликатурный шов (патент РФ №2180552, приоритет от 24.07.2000г), не имеющий, на наш взгляд, этих недостатков, применимый как для профилактики, так и для лечения грыж в экстренной и плановой хирургии.

С целью изучения прочностных характеристик дубликатурного шва и их сопоставления с таковыми ранее известного способа Сапежко нами совместно с кафедрой начертательной геометрии, машинной графики и САПР Нижегородской государственной архитектурно-строительной академии (зав. — проф. С.И. Ротков) была разработана физико-математическая модель обоих вариантов хирургического шва, основанная на построении и изучении вызываемых нагрузкой напряжений в отдельных элементах методики ушивания послеоперационной раны.

Мышечно-апоневротический слой брюшной стенки представляет собой комплекс, состоящий из двух видов биологической ткани: поперечно-полосатой мышечной ткани и соединительнотканного компонента, представленного фасциями и сухожилиями. Жесткость мышечного волокна в полной мере может быть описана законом Гука о линейной зависимости между упругой деформацией твёрдого тела и приложенным к этому телу механическим усилием [3]. В опытах на крысах было доказано, что зависимость продольной деформации соединительной ткани от величины приложенной нагрузки носит линейный характер, т.е. подчиняется закону Гука [1]. Таким образом, к тканям мышечно-апоневротического слоя, относящимся к биологическим, применимы основные законы механики.

При растяжении материала происходит его удлинение, т.е. первоначальная длина ! увеличивается на величину ДЬ При сжатии имеет место укорочение на величину Д1. Изменение длины материала на Д1 при воздействии силы называется абсолютной деформацией: абсолютным удлинением при растяжении и абсолютным укорочением при сжатии. Относительную деформацию е получают путем деления абсолютной деформации Д1 на первоначальную длину !

е =Д Щ.

Относительная деформация е изме-

ряется в отвлечённых единицах. Р. Гук опытным путём установил линейную зависимость между напряжением 8 при растяжении и относительной деформацией е:

8=Ее,

где Е — коэффициент пропорциональности (модуль упругости, модуль Юнга).

Касательное напряжение т, согласно третьей теории прочности (теория наибольших касательных напряжений), составляет 0,5 [8] — нормального напряжения. Согласно этой теории, предельное по прочности состояние материала достигается тогда, когда наибольшее касательное напряжение для элемента тела в сложном напряжённом состоянии достигает величины касательного напряжения, опасного при осевом растяжении или сжатии. Причём наибольшее напряжение при деформации возникает по площадке, наклонённой под углом 45о [2].

Общая формула для расчёта напряжения:

т = F/2H•S, где S — ширина участка, H — длина участка, на котором происходит взаимодействие; F — сила, с которой нить действует на материал. Различные участки (элементы) шва одновременно испытывают воздействие нескольких различных видов деформации (сдвига, растяжения, сжатия), т.е. находятся в сложном напряжённом состоянии.

Г, \ а / Гг я

Рис. 1. Деформация, ведущая к отрыву элемента.

Выделяют два основных вида деформации. Деформация, ведущая к отрыву элемента (рис.1), описывается следующей формулой:

т = Fr/2•H•S, где S — толщина апоневроза; Fr — результирующая сил F1 и F2, действующих на материал; т1 — касательное напряжение; а=45°, H — длина участка, на котором происходит взаимодействие.

Деформация, вызывающая прорезание нити (рис.2), рассчитывается по следующей формуле:

т 2 = 0,5 8 =0,5*Рг/(Н*0*^ а), где О — диаметр нити; Гг — результирующая сил и Б2, действующих на материал; а=45°; т2 — касательное напряжение, Н — длина участка, на котором происходит взаимодействие

Рис. 2. Деформация, вызывающая прорезание нити.

Таким образом, используя приведённые данные, мы можем вычислить величину напряжения на каждом участке шва и установить преобладающий вид деформации (рис.3, 4).

Дубликатурный шов

т=Рг-^а/(2.Ь^) + Бг.^ а /(2.^) + +Гг.^а/(2.Ь3^)+0,5.рг/(Ь4.а.^а), где Ь1,Ь2,Ь3,И4 — длина участков взаимодействия; 8 — толщина апоневроза; О — диаметр нити; Бг — результирующая сил, действующих на материал; 8 — толщина апоневроза; а=45°; т — касательное напряжение.

Рис. 3. Схема распределения различных видов деформации по элементам дубликатурного шва. — участок с преобладанием прорезания,

участок с преобладанием отрыва.

По тем же принципам построим схему для метода Сапежко и составим физико-математическую модель для сравнения с дубликатурным швом.

Шов Сапежко

т=Рг.4/(Ь1.О) + (Ц.О), где И1, И2 — длина участков взаимодействия; О — диаметр нити; Бг — результирующая сил, действующих на материал; т — касательное напряжение.

ь2

Ег

\ /

Л-1 ь,

Рис. 4. Схема распределения различных видов деформации по элементам шва Сапежко. Щ — участок с преобладанием отрыва,

ЩЛ — участок с преобладанием прорезания.

Подставляя в формулы различные параметры, мы можем видеть, как меняются в зависимости от них прочностные характеристики швов (рис. 5; табл.1).

Таблица 1

Зависимость напряжения от силы натяжения

Сила натяжения, Н Диаметр нити, м Напряжение, Н/м2

дубликат. шов шов Сапежко

2 0,0005 162595,4 200000

4 0,0005 325190,8 400000

6 0,0005 487786,3 600000

8 0,0005 650381,7 800000

10 0,0005 812977,1 1000000

12 0,0005 975572,5 1200000

14 0,0005 1138168 1400000

16 0,0005 1300763 1600000

18 0,0005 1463359 1800000

20 0,0005 1625954 2000000

22 0,0005 1788550 2200000

24 0,0005 1951145 2400000

26 0,0005 2113740 2600000

28 0,0005 2276336 2800000

30 0,0005 2438931 3000000

Данные рис.5 и табл.1 показывают преимущества дубликатурного шва перед швом Сапежко. При увеличении силы натяжения нити в шве повышается напряжение в тканях. Однако, как видно из приведённых данных, величина напряжения, возникающего при использовании дубликатурного шва, меньше, чем при использовании шва Сапежко, на 27,0 ± 2,5% (р<0,001) и соответственно меньше травматизация тканей. Для статистической обработки результатов

2 10000000 1 я

I 100000 -I-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,

Я 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Сила натяжения, Н

Рис. 5. Зависимость напряжения от силы натяжения.

Обозначения: _ дубликатурный шов,----- шов

Сапежко.

использовался критерий Стьюдента.

Таким образом, дубликатурный шов имеет существенное преимущество, ибо создаёт значительно меньшее напряжение в тканях и, следовательно, вызывает меньшую их травматизацию, чем шов Са-пежко, что уменьшает риск прорезания и частоту образования некрозов.

УДК 616.74-089.8-07

ЛИТЕРАТУРА

1. Александер Р. Биомеханика: Пер. с англ. — М.: Мир, 1970. — 240 с.

2. Снитко Н.К. Сопротивление материалов. — Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1975. — 368 с.

3. Ford L.E., Huxley A.F., Simmons R.M. Mechanism of early tension recovery after a quick release in tetanized muscle fibres // J. Physiol. — 1976. — Vol. 240. — P. 42-43.

Поступила 25.12.08.

PHYSICAL AND MATHEMATICAL MODEL OF DOUBLE-LAYER SUTURE

V.A. Abramov, A.S. Mukhin, A.G. Izmailov

Summary

Presented were the results of development and investigation of a physical and mathematical model of the proposed double-layer suture and its analogue — Sapezhko method. The analysis revealed the advantages of the double-layer suture: the tension value which occurs during its application is significantly less than in the Sapezhko method by 27%.

Keywords: physical and mathematical model; double-layer suture.

ИНТРАОПЕРАЦИОННАЯ ОЦЕНКА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ МЫШЕЧНОЙ

ТКАНИ

Владимир Матвеевич Дерюжов

ФГУ "361-й ВГ ПУрВО" (начальник — доц. Л.А. Ахметянов) МО РФ, г. Казань, кафедра военно-полевой хирургии (зав. — доц. У.С. Беслекоев) Самарского военно-медицинского института

Реферат

Предложен количественный метод интраопера-ционной диагностики жизнеспособности мышечной ткани с использованием инфракрасных лучей.

Ключевые слова: мышечная ткань, жизнеспособность, интраоперационная диагностика.

Среди важных проблем современной хирургии лечение механических повреждений занимает одно из центральных мест. Вместе с тем число пострадавших от автоаварий, на производстве и в быту все еще остается значительным. Наиболее сложным при лечении повреждений является определение жизнеспособности травмированных тканей. Любое механическое повреждение тканей сопровождается образованием в ране ишемизированных тканей с той или иной степенью жизнеспособности. Прогрессирующая неустраненная ишемия тканей ведет ко вторичному, отсроченному по времени их некрозу. Неудаленные некротические мышечные ткани чреваты опасными осложнениями, в первую очередь, инфекционными. Нередко пострадавшие с тяжелыми механическими повреждениями погибают не от шока

и кровопотери, а от присоединившихся общих и местных инфекционных осложнений [1-4]. При хирургической обработке травмированной мышечной ткани (МТ) опытные хирурги удаляют, как правило, большее количество поврежденной ткани, а хирурги с небольшим опытом в той же ситуации более консервативны. Однако и те, и другие ориентируются на общепринятые, субъективные признаки жизнеспособности мышц (сократимость, цвет, консистенция, кровоточивость).

Существующие в настоящее время методы диагностики жизнеспособности МТ, особенно во время проведения оперативных вмешательств, носят трудоемкий характер, сложны в эксплуатации или требуют специально обученного медицинского персонала. Интерпретация полученных результатов с помощью дорогой аппаратуры часто затруднена или пригодна только для научных, а не прикладных целей [2, 5-7].

Настоящее исследование посвящено анализу результатов, полученных при использовании инфракрасной абсорбци-

287