Účinnost EnSeal a tlak při roztržení v lidských cévách

Úvod

K provádění rychlejších a bezpečnějších operací se používá několik nových kauterizačních zařízení. Tato zařízení jsou schopna utěsnit cévy bez nutnosti spojování nebo doplňkových manévrů a produkovat minimální šíření tepla do sousedních tkání. Zjistili jsme, že EnSeal je spolehlivé, všestranné a účinné zařízení pro utěsnění nádob.

V současné době je EnSeal schválen pro nádoby o průměru až 7 mm. Na základě předchozích klinických zkušeností věříme, že EnSeal dokáže bezpečně utěsnit cévy o větším průměru. Současné údaje ukazují, že tlaky při prasknutí získané v 7mm cévách jsou pětinásobkem fyziologického normálního tlaku na zvířecích modelech.1, 2 Prokázali jsme, že všechny mezenterické cévy, se kterými se setkáváme při lidské kolektomii, lze bezpečně rozdělit pomocí EnSeal. Ani my, ani jiní vědci jsme však neměřili tlak při roztržení těchto těsnění u lidských pacientů.

Navrhujeme zkoumat tlaky při prasknutí cév odebraných v kolektomiích způsobem ex vivo. Poté, co použijeme EnSeal k rozdělení dolní mezenterické tepny v jejím počátku, použijeme vyhodnocení tlaku při prasknutí tohoto těsnění. Obdobně posoudíme i dolní mezenterickou žílu. Změříme průměr cév in vivo i ex vivo. Nakonec provedeme histopatologické vyšetření utěsněných cév, abychom určili účinky zařízení EnSeal na strukturu cév.

Pozadí

Se zvyšující se preferencí laparoskopické chirurgie jsou zapotřebí nové nástroje k bezpečné replikaci a tam, kde je to možné, ke zlepšení technik používaných v otevřené chirurgii. Vizualizace je nesmírně důležitá a závisí na mnoha faktorech, včetně krvácení a kouře z koagulace a kauterizace. Proto je vysoká poptávka po zařízeních, která dokážou bezpečně koagulovat tkáň při nízké teplotě a malém množství kouře. Resekce tkání bezpečným a hemostatickým způsobem v laparoskopické kolorektální chirurgii závisí na dobré kontrole mezenterických cév. V ideálním případě by tepelný rozptyl měl být minimální a měl by se pohybovat předvídatelným způsobem. Byla vytvořena a používána různá nová zařízení pro účely utěsnění cév, přičemž některá z populárnějších jsou Ligasure (Valleylab), Harmonic (Ethicon), Gyrus (Gyrus ACMI) a EnSeal (Ethicon). Víceúčelové nástroje jsou vhodnější, protože se chirurg může vyhnout časté výměně nástrojů a zkrátit tak operační čas. Výše zmíněná zařízení na uzavírání cév pracují se dvěma čelistmi a lze je také použít k manipulaci s nějakou tkání. Pro naši skupinu kolorektálních chirurgů je zvláště zajímavé zjištění, že spolu se zkrácením operační doby se ukázalo, že tato zařízení přispívají ke snížení krevních ztrát během laparoskopických kolektomií.3 Tato moderní zařízení na těsnění nádob fungují různými způsoby. Harmonic Scalpel je ultrazvukový nůž, který rozbíjí vodíkové vazby a způsobuje koagulaci tkání a utěsnění cév. Přístroj Ligasure funguje tak, že koaguluje tkáň v čelistech přístroje proudem vysokého proudu/nízkého napětí a následně pomocí vysokotlakých čelistí ji utěsní.5 Technologie nanočástic zařízení EnSeal má za cíl snížit teplotu nástroje, aby se minimalizoval přenos tepla do sousední tkáně a umožňuje různé teploty v různých částech čelistí. Vypne se při denaturaci kolagenu, přibližně při 100 stupních Celsia.6 Tyto těsnící systémy byly široce používány v mnoha chirurgických oborech a chirurgové se nadále snaží najít nové využití pro tato inovativní zařízení. Byly porovnávány s konvenčními metodami, jako jsou spony a spojky, a bylo zjištěno, že jsou stejně účinné, když jsou správně aplikovány.7 Systém Gyrus PK se používá v urologické a robotické chirurgii.8, 9 Harmonický skalpel se používá u velkých břišních operací a také u otolaryngologických operací.10, 11 Ligasura byla možná nejrozšířenější a používá se v gynekologii, otolaryngologii a kolorektálních specializacích.12-15 Zařízení EnSeal je novější než ostatní a i když jeho použití získává na popularitě, v současné době není tak rozsáhle studováno.

V současné době americký FDA schválil zařízení EnSeal pro cévy do průměru 7 mm. To je stejné nebo vyšší jako u jiných systémů těsnění cév, které jsou široce používány, jako je Ligasure (7 mm) a Harmonic Scalpel (5 mm). Studie prasat provedené společností SurgRx a také výzkumnými skupinami z Cleveland Clinic - FL a Carolinas Medical Center prokazují bezpečnost tohoto zařízení ve schváleném rozsahu velikostí ve srovnání s jinými zařízeními. V těchto studiích zjistili, že EnSeal má významně vyšší tlaky při roztržení na utěsněných nádobách než jiné těsnící systémy (678 mm Hg pro EnSeal vs 489 mm Hg pro Ligasure) nebo že neexistuje žádný statistický rozdíl, ale že utěsňuje na suprafyziologickém tlaky (891 mm Hg EnSeal vs 884 mm Hg Ligasure).1, 2 Tato měření se získají připevněním otevřeného konce cévy k zařízení, které plní lumen tekutinou. Jakmile těsnění na druhém konci praskne, stroj zaznamená konečnou hodnotu tlaku v lumenu nádoby. Mezi další pozoruhodné nálezy EnSeal patří menší adventiciální poškození cév při histopatologickém hodnocení a minimální míra selhání (pouze 1/39 cév se nepodařilo utěsnit).1, 2 Studie dokončená z Turecka použila EnSeal na parenchym jater potkana a srovnala jej s Ligasure a konvenční metody resekce jater. Sahin a kolegové zjistili, že EnSeal byl přinejmenším stejně účinný jako konvenční techniky a že došlo k menšímu zánětu a poškození způsobenému tepelným šířením do parenchymu jater potkana ve srovnání s Ligasure.16 Při srovnání dvou ultrazvukových zařízení na lidských cévách Ching zjistil, že v žilách se s rostoucím průměrem cév snižuje praskací tlak.17 Tyto praskací tlaky jsou mnohem nižší, než jaké se uvádí v prasečích tepnách. Díky tomuto zjištění je důležité určit tlak při prasknutí těsnění v lidských cévách, aby mohl být klinicky korelován vztah mezi experimentálními hodnotami na prasečích modelech. Předchozí studie analyzovaly histopatologický účinek zařízení EnSeal na krevní cévy.2 Provedeme také rozbor lidské tkáně.

V naší praxi běžně používáme zařízení EnSeal k utěsnění ileokolických cév a dolní mezenteriální tepny a žíly (IMA, IMV). Údaje s dobrými důkazy o průměru (vnější nebo vnitřní) dolní mezenterické tepny nejsou široce dostupné. Podařilo se nám však najít některá data, která mohou poskytnout trochu informací. Ve studii Yekeler et al vyšetřovatelé použili ultrazvukovou technologii k určení vnitřního průměru horní mezenterické tepny (SMA). Ve své studii zjistili, že u zdravých pacientů byl průměr vnitřního průměru 5,8 mm. Mezi jejich nálezy patří vzor významně zvětšeného vnitřního průměru u pacientů s aktivním zánětem ve srovnání s pacienty s klidovým onemocněním.18 Dlouho jsme se domnívali, že v tkáni prožívající akutní nebo chronický zánět bude krmná nádoba větší; jejich důkazy tuto hypotézu podporují. Ve velmi malé studii zkoumající použití IMA pro štěpy bypassu koronární tepny vědci odebrali dva IMA a změřili jeden z nich. Tato tepna měla ve svém počátku průměr 4 mm. IMA je u naprosté většiny pacientů menší než SMA. Proto jsou zjištění Shatapathy v souladu s tímto očekáváním.19 V naší praxi jsme tíhli k EnSeal. Zjistili jsme, že je účinný, spolehlivý a jeho všestrannost dokazuje jeho použití jako uchopovač, disektor, nůžky a uzávěr cév a měkkých tkání. Nanočástice, které jsou v čelistech zařízení pro regulaci proudu a distribuce tepla, slouží k ochraně sousední tkáně před tepelným poškozením. Taková poranění z jiných zařízení byla zdokumentována a často se projevují pozdními a vážnými komplikacemi.21 V rámci naší běžné chirurgické praxe používáme EnSeal k rozdělení a utěsnění dolní mezenterické tepny a žíly, když je indikována jejich resekce. Podle našich zkušeností s tímto zařízením má nízkou poruchovost. Nezaznamenali jsme žádné pooperační krvácení, které by vyžadovalo transfuzi nebo reoperaci. I když věříme, že většina IMA, se kterými se setkáváme, má velikost menší než 7 mm, většina chirurgů se necítí pohodlně používat EnSeal k utěsnění této cévy a k jejich rozdělení použije sešívačky.

Máme v úmyslu prokázat, že praskací tlaky ve velkých cévách (IMA, IMV) utěsněných při kolektomii lidských pacientů jsou dostatečně vysoké. Domníváme se, že použití zařízení EnSeal na větších cévách by dále zkrátilo operační dobu, krevní ztráty a urychlilo pooperační zotavení z menší manipulace s tkání.

Metody

Do této studie zahrneme dospělé pacienty, kteří nejsou součástí zranitelné populace pacientů. Kritéria pro zařazení zahrnují pacienty, kteří podstoupí resekci části tlustého střeva, která bude vyžadovat rozdělení IMA. Resekované chirurgické vzorky použijeme pro náš projekt. V našem postupu použijeme EnSeal na všech hlavních plavidlech. Použijeme model s kulatou hlavou EnSeal 5 mm. Vzhledem k povaze projektu požádáme před zahájením výzkumu o souhlas IRB. Plánujeme zahrnout do studie celkem 60 pacientů, 30 na University of Illinois a 30 v Lutheran General Hospital.

Před resekcí provedeme pomocí sterilního posuvného měřítka in vivo měření IMA a IMV. Ihned po resekci odstraníme z chirurgického vzorku zatavený proximální konec IMA a 3 cm od něj distálně. Podobně připravíme IMV. Zkontrolujeme naše cévy, zda neobsahují iatrogenní traumatické trhliny. Pokud jsou cévy vhodné, pak jemně aplikujeme manuální trakci, abychom odstranili veškerou krev nebo sraženiny v lumen. Vnější průměr nádob změříme pomocí digitálního posuvného měřítka. Pokud jsou malé větve, svážeme je stehem. Neutěsněný konec se pak připevní k testeru tlaku při roztržení stehem a bude testován na tlak při roztržení. Zařízení nepřetržitě měří tlak, zatímco nalévá segment normálním fyziologickým roztokem stálou rychlostí (50 ml/h). Netěsnost bude určena snížením intraluminálního tlaku o 100 mm Hg nebo viditelnou netěsností. Porucha utěsnění nádob bude určena tlakem při roztržení nižším než 100 mm Hg. Je třeba poznamenat, že každá sekce by byla tlakově testována pouze jednou. Všechna naše data budou shromážděna na přiloženém datovém listu, který jsme vytvořili pro použití v tomto protokolu. Poté umístíme cévy s původním chirurgickým vzorkem, kde bude předložen k běžnému patologickému vyšetření chirurgických vzorků. Dvacet pět vzorků na každém místě bude podrobeno testování, zatímco 5 vzorků bude odesláno na patologii bez testování.

Náš patolog bude analyzovat předložený vzorek na rozsah těsnění, narušení hladké svaloviny cévy, bublinky plynu a provede barvení na elastin, aby analyzoval narušení stěny cévy. Kromě toho bude změřeno těsnění a získáme digitální snímky. Vzorky předložené k patologii budou 5 explozivních vzorků a 5 neprasklých vzorků odebraných ze souboru 25 pacientů na UIC.

Pro naši lidskou složku jsme odhadli směrodatnou odchylku a šířku intervalu spolehlivosti na 100 mm Hg. S 95% úrovní spolehlivosti očekáváme, že budeme vyžadovat 16 měření pro lidské vzorky od 16 pacientů, ačkoli použijeme 50 pacientů, abychom počítali s chybami při získávání tlaků.

Náš časový plán pro dokončení projektů je 6 měsíců. Plánujeme, že do 6 měsíců budeme schopni dokončit tlakovou zkoušku tlakem na člověka.

Rozpočet

Do této studie bylo zahrnuto číslo rozpočtu PAF. Rozpočet také zahrnuje peníze na souběžnou studii zahrnující prasečí plavidla. Tyto krevní cévy odebereme po utracení prasat používaných pro jiné výzkumné účely. Přiložil jsem dopis od BRL, že tato studie nevyžaduje schválení, protože používáme zvířata, která byla použita pro jiné účely.