УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ ВНЕРАНЕВОГО ВСТАВОЧНОГО РОСТА ПРИ ЛЕЧЕНИИ ОБШИРНЫХ ГРАНУЛИРУЮЩИХ РАН
DEVICE FOR STIMULATION OF EXTRA-WOUND INTERCALATED GROWTH IN TREATMENT OF VAST GRANULATING WOUNDS

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для лечения ран.
Известно два механизма закрытия раневого дефекта: раневая контракция и внераневой вставочный рост [3].
Раневая контракция заключается в выраженном уменьшении размеров раны вследствие равномерного ее сужения миофибробластами. Контракция раны начинается с 4-5-х суток после ранения и клинически наиболее ярко проявляется в конце 2-й - начале 3-й фазы заживления. Внераневой вставочный рост является одним из составных компонентов регенерации кожи. Этот процесс был открыт в 50-х годах XX века. По мнению большинства исследователей внераневой вставочный рост возникает в ответ на длительное натяжение кожи, вызванное контракцией раны. Внераневой вставочный рост - это увеличение количества митозов в окружающей рану коже и увеличение таким образом площади кожи. Известно, что количество митозов увеличивается при натяжении кожи [8]. Постоянное натяжение кожи при помощи специальных приспособлений позволяет закрывать рану не только за счет натяжения имеющегося запаса кожи, но и за счет увеличения абсолютной площади окружающей кожи.
Известен способ дозированного растяжения мягких тканей [1], заключающийся в том, что после полноценной ранней хирургической обработки выполняют мобилизацию краев раны в виде кожно-жировых, кожно-фасциальных и кожно-мышечных лоскутов. Вдоль раны с двух сторон на расстоянии 1,5-2 см от края субдермально путем вкола проводят спицы Киршнера. Обойдя спицы, с помощью лигатур входят через толщу кожи в полость раны. Одним концом лигатуры на противоположном краю раны захватывают вторую спицу и равномерно подтягивают края раны. Растяжение тканей постепенно продолжают до соприкосновения краев раны. Темп тракции определяется состоянием кожных покровов и объективными критериями жизнеспособности растянутой кожи. Показанием к дозированному растяжению тканей является необходимость закрытия обширной раневой поверхности. Установлено, что растяжение кожи стимулирует пролиферативные процессы в ней; это выражается в увеличении количества сосудов и клеточных элементов, в первую очередь фибробластов [8].
Известно устройство для сближения краев раны, взятое нами за прототип [7], содержащее две бранши, реечно-винтовой привод и спицы с возможностью их фиксации сборными браншами, выполненными из двух пластин с рифлением на внутренних поверхностях, при этом одна из пластин съемная, бранши имеют возможность фиксации рейками между собой. При помощи данного устройства возможно длительное растяжение кожи краев раны для закрытия раневого дефекта - дозированная дермотензия.
Однако данное устройство имеет следующие недостатки.
1. После этапа растяжения кожи невозможно контролировать степень растяжения тканей в периоды между перевязками.
2. Невозможно объективно контролировать степень натяжения кожи краев раны. Сила, воздействующая на края раны со стороны спиц, статична, не зависит от степени растяжимости тканей, ввиду чего возможен временной промежуток, когда после адаптации кожи натяжение ослабевает и стимуляции роста кожи не происходит.
3. Возможно превышение критической величины усилия сближения краев раны, что может повлечь за собой образование некрозов.
Целью предлагаемого изобретения является ускорение заживления раны путем повышения эффективности воздействия на внераневой вставочный рост клеток кожи перивульнарной области.
Поставленная цель достигается тем, что добиваются постоянного усилия растяжения перивульнарных тканей в пределах заданных параметров и постоянной стимуляции внераневого вставочного роста путем использования специально разработанного устройства и системы регистрации параметров, сопровождающих сближение краев раны.
Устройство состоит из спиц, бранш, соединительных реек, пружины. Спицы проводят подкожно, параллельно краям раны, фиксируют в браншах, выполненных из двух пластин с рифлением на внутренних поверхностях, при этом одна из пластин съемная. Контракция бранш производится за счет силы пружины, установленной на одной из бранш и сближающей бранши путем вытягивания соединительной рейки через паз. На устройстве имеется система регистрации, которая предназначена для синхронной регистрации параметров, сопровождающих процесс сближения краев раны. К данным параметрам относятся
1) усилие растяжения тканей, с которым происходит сближение краев раны;
2) температура в контрольных точках - точки вкола и выкола спиц.
По литературным данным усилие, прикладываемое к краям раны при их сближении, не должно превышать 15 Н [9], что предупреждает ишемические расстройства в перивульнарных тканях.
Кожная температура, являясь интегральным показателем ряда физиологических процессов в поверхностных и внутренних тканях, находится в прямой зависимости от количества крови, притекающей к тканям за единицу времени, и определяется физиологическим состоянием артерий и артериол. На ведущую роль скорости кровотока в поддержании температуры кожи указывают многие авторы [4, 5, 6]. Динамики изменений температуры кожи и объемного кровотока, измеренного реоплетизмографически при холодовой пробе, совпадают [2], что позволяет судить о состоянии кровотока в коже по ее температуре. Таким образом, использование термометрии является информативным методом контроля кровоснабжения перивульнарных тканей.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ
Механическая часть
Механическая часть системы регистрации кожной температуры и усилия растяжения кожи при сближении краев раны (далее - система регистрации) состоит из двух тензометрических датчиков усилия сближения краев раны, которые крепятся в центральной части соединительных реек устройства. Тензометрические датчики (далее - датчики усилия сближения краев раны) преобразуют механические деформации реек в электрические сигналы, позволяя регистрировать усилие сближения краев раны. Снаружи место крепления датчиков покрыто двойной фторопластовой оболочкой для тепловой и электрической изоляции датчиков.
Электрическая часть
Электрическая часть системы регистрации состоит из следующих частей.
1. Датчики:
a) усилия сближения краев раны - тензометрические датчики растяжения на соединительных рейках;
b) температуры.
2. Модуль контроллера, состоящий из контроллера и устройств оцифровки данных.
3. ЭВМ. Необязательная составляющая, необходимая для анализа и обработки измеренных данных.
Модуль контроллера состоит собственно из самого контроллера, трех модулей АЦП (аналого-цифровой преобразователь) для регистрации сигналов нагрузки и температуры, усилителей сигналов, блока питания датчиков и интерфейсного модуля RS-232.
Блок питания датчиков обеспечивает подачу питания на тензометрические мосты датчика усилия сближения краев раны. Усилители предназначены для усиления и согласования сигналов с датчиков и измерительных цепей. Три модуля АЦП производят оцифровку сигналов с частотой дискретизации до 10 Гц. Контроллер обеспечивает синхронизацию запуска отдельных устройств, прием команд от ЭВМ и выдачу измеренных данных на ЭВМ через порт RS-232.
Система сбора данных
При подключении измерительной системы к персональному компьютеру имеется возможность проводить сбор и отображение данных на экране ЭВМ. Для этих целей служит программный комплекс «система сбора данных». Функции программного комплекса:
- Отображение параметров, сопровождающих процесс сближения краев раны.
- Ведение базы данных учета пациентов.
В дополнение к встроенным средствам системы регистрации система сбора данных позволяет отображать точные числовые значения параметров усилия сближения краев раны и температуры. Кроме этого выдается графическое представление этих параметров, которое динамически меняется при изменении натяжения пружины устройства для сближения краев раны. Данная функция дает врачу дополнительные возможности для более точной оценки усилия, прилагаемого к краям раны.
База данных учета пациента представляет собой базу, в которой фиксируются все контрольные замеры, проводимые врачом за курс лечения.
База содержит следующие параметры:
1. Данные пациента.
2. Данные контрольного замера:
a) дату и время контрольного замера;
b) значение параметров температуры и усилия сближения краев раны до коррекции;
c) значение параметров температуры и усилия сближения краев раны после коррекции.
Измерение усилия сближения краев раны и температуры производится с заданной периодичностью, например каждые 10 мин. При этом происходит регистрация параметров усилия сближения краев раны мягких тканей в процессе сближения краев раны и температуры кожных покровов в точках выведения спиц аппарата. Весь интервал допустимых значений усилия сближения краев раны и температуры разбит на три участка: низкое, оптимальное, повышенное. Индикатор контроллера отображает, в каком из диапазонов находится контролируемый параметр.
Пороговыми уровнями считают
1) снижение кожной температуры в контрольных точках более чем на 0,5°С, или ее повышение более чем на 1°С;
2) величину усилия, действующего на края раны менее 5 и более 15 Н.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом (см. чертеж).
Устройство содержит две сборные бранши А и В, имеющие в верхней части пазы для соединительных реек и выполненные из двух пластин 1 и 2 с рифлениями 3 на внутренних поверхностях, одна из пластин (2) съемная; пластины 1 и 2 каждой бранши соединяются между собой при помощи винтовых фиксаторов 4, зажимая и фиксируя спицу 5. На поверхности пластин 1 имеются пазы 6, в которые входят рейки 7. В бранше А рейки фиксированы своими концами. На рейках установлены датчики усилия сближения краев раны 8, определяющие прилагаемое усилие. Кроме того, на рейках 7 имеются отверстия 9 для съемных шипов 10. На конце реек имеются пружины 11, передающие усилие на браншу В. Точки фиксации пружины: шипы 10 на рейках 7, наружная сторона бранши В - 12. Датчики температуры (ТД) расположены на коже над проведенными подкожно спицами в области их вкола и выкола и соединены с модулем конроллера.
Модуль контроллера состоит собственно из самого контроллера, модулей АЦП (аналого-цифрового преобразователя) для регистрации сигналов нагрузки и температуры, усилителей сигналов (У), блока питания датчиков и интерфейсного модуля RS-232. Блок питания датчиков обеспечивает подачу питания на тензометрические мосты датчиков усилия сближения краев раны и датчиков температуры. Усилители предназначены для усиления и согласования сигналов с датчиков и измерительных цепей. Три модуля АЦП производят оцифровку сигналов с частотой дискретизации до 10 Гц. Контроллер обеспечивает синхронизацию запуска отдельных устройств, прием команд от ЭВМ и выдачу измеренных данных на ЭВМ через порт RS-232.
Устройством работают следующим образом. Параллельно краям раны проводят спицы 5 таким образом, чтобы концы спиц выступали над кожей. После чего поочередно на спицы накладывают пластины 1 и 2 и зажимают их при помощи винтовых фиксаторов 4. Рейки 7 фиксируют в бранше А и проводят через паз бранши В. Пружину 11 с усилием сжимают и фиксируют за шипы 10 в рейках 7. Усилие передается на рейки 7 и противоположную браншу. Бранши А и В стремятся сблизиться с заданным усилием. При сближении бранш, а значит удлинении выступающей части рейки 7, пружину 11 вновь сжимают и фиксируют за шип 10 рейки 7. Измеренные значения сигналов с датчиков усилия сближения краев раны и температуры перивульнарных тканей сравниваются с предельно допустимыми пороговыми и при превышении или занижении заданного уровня выдается диагностическое сообщение. Ориентируясь на эти сообщения, врач увеличивает или уменьшает натяжение пружины таким образом, чтобы температура краев раневого дефекта всегда находилась в пределах заданных параметров. При этом снижение кожной температуры в месте проведения спиц рассматривают как признак локальной критической ишемии тканей. Таким образом добиваются постоянного растяжения окружающей рану кожи в заданных параметрах и стимуляции внераневого вставочного роста. После сведения краев раневого дефекта и ушивания раны снятие устройства производится при показаниях усилия сближения краев раны не более 10 Н.
Предложенное устройство имеет следующие преимущества.
1. Степень растяжения перивульнарных тканей постоянно контролируется путем измерения усилия сближения краев раны и коррекции сжатия пружины и растяжения бранш устройства.
2. Растяжение тканей происходит постоянно, без «мертвых временных промежутков».
3. Дозированное динамическое растяжение тканей перивульнарной области происходит в условиях «обратной связи» с ответом растягиваемой кожи. При растяжении кожи и уменьшении усилия сближения краев раны происходит ручное подтягивание пружины и таким образом стимуляция внераневого вставочного роста продолжается постоянно, весь период нахождения устройства на ране.
Способ применен в клинике у 4 больных, что позволило закрыть обширные раны с применением дозированного растяжения кожи краев раны и избежать возникновения гнойных осложнений.
Источники информации
1. Амирасланов Ю.А. Пластика дефектов мягких тканей методом дозированного тканевого растяжения / Ю.А.Амирасланов, Д.С.Саркисов, Е.Г.Колокольчикова и др. // Врач. - 1993. - №2. - С.25-27.
2. Бочаров М.И. Фазовый анализ сосудистых терморегуляторных реакций при прессо-холодовой пробе / М.И.Бочаров, А.А.Сорокин // Физиология человека. - 1992. - №2. - С.144-148.
3. Ефимов Е.А. Посттравматическая регенерация кожи. - М.: Медицина, 1975. - 168 с.
4. Стручков В.И. Гнойная рана / В.И.Стручков, А.В.Григорян, В.К.Гостищев. - М.: Медицина, 1975. - 311 с.
5. Харченко В.Г. Оценка эффективности метода активного хирургического лечения гнойно-некротических заболеваний мягких тканей / В.Г.Харченко, Н.Ф.Витвицкий, И.А.Ашимов // Клин. хир. - 1986. - №1. - С.67-68.
6. Харченко В.Г. Электротермометрический контроль заживления гнойной раны после ее хирургической обработки / В.Г.Харченко, Н.Ф.Витвицкий. // Хирургия. - 1988. - №4. - С.28-30.
7. Устройство для сближения краев раны. Патент на изобретение №2214797. Заявлено 08.01.2002. Опубл. 27.10.2003. Бюлл. №30 С.Г.Измайлов, В.В.Бесчастнов, А.А.Бодров, М.Н.Киселев, М.Н.Кудыкин.
8. Argenta L. Advances in tissue expansion / L.Argenta, M.W. Marks, K.A. Pasyk // Clin Plast Surg. - 1985. - №12. - P.159-171.
9. Hirshowitz B. A skin-stretching device for the harnessing of viscoelastic properties of skin / В. Hirshowitz, E. Lindenbaum, Y.Har-shai // Plast Reconstr Surg. - 1993. - №92. - P.260-270.