ВПЛИВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ХІРУРГІЧНОГО ІНСТРУМЕНТУ НА РОЗСІКАЄ ТКАНИНУ

Довжина поздовжніх акустичних хвиль в м'яких тканинах і рідких середовищах в діапазоні хірургічних ультразвукових частот становить 2 ... 7,5 см. Отже, градієнти тисків, зсувів, коливальних швидкостей і прискорень в біологічних тканинах невеликі (див. § 1.2). Тому клітини з розмірами 10 3 ... 10 -4 см не відчувають в поле низькочастотного ультразвуку практично ніякого впливу.

Значно більший вплив на тканини можуть надавати поверхневі зсувні хвилі, що виникають в борознять тканини під дією хірургічного інструменту і швидко затухаючі в тонкому шарі, що межує з ультразвуковим інструментом, або на кордонах тканин з відмінними зсувними характеристиками.

Низькочастотні коливання ультразвукового хірургічного інструменту навіть при амплітудах, вимірюваних мікрометрами, викликають збільшення проникності клітинних мембран тканин, які стикаються з інструментом.

У цьому легко переконатися в модельних дослідах на тканини картоплі. Виробляючи ультразвуковим скальпелем надрізи на пластинках з бульби картоплі, можна бачити, що товщина шару тканини з підвищеною до іонів йоду проникністю клітинних мембран зростає пропорційно амплітуді коливання інструмента і температурі тканини (рис. 4.1).

Під впливом ультразвукового хірургічного інструменту зросте і швидкість дифузії антибіотиків, цианакрилата і інших речовин в кісткову і м'які тканини.

Цианакрилат і деякі інші клеї використовуються в хірургії для склеювання різаних ран, герметизації швів і в ряді інших випадків. Однак між плівкою клею і тканиною починають розмножуватися хвороботворні мікроби, викликаючи роздратування, нагноєння і інші патологічні зміни. Вплив низькочастотних ультразвуком на клей сприяє його впровадженню в тканину і придушення мікрофлори. Крім того, ультразвук прискорює полімеризацію клею, і з-

Збільшення проникності клітинних мембран в тканини бульби картоплі уздовж розрізів, вироблених ультразвуковим скальпелем (22 кГц) при температурах

Мал. 4.1. Збільшення проникності клітинних мембран в тканини бульби картоплі уздовж розрізів, вироблених ультразвуковим скальпелем (22 кГц) при температурах: про - 5 * С; 6 - 20 * С; в - 40 * С

Амплітуда коливань ріжучої кромки інструменту:

1-0 мкм; 2 - 10 мкм; 3-20 мкм; 4-40 мкм; 5-60 мкм єднання виходить міцним. Метод склеювання м'яких і кісткових тканин в ультразвуковому полі отримав назву ультразвукового зварювання. Використання цього методу значно знижує ймовірність післяопераційних ускладнень. Піонерами розробки методу були вчені МГТУ ім. Н.е. Баумана.

Збільшення проникності клітинних мембран в тканинах, які зазнали впливу ультразвуку, не тільки сприяє прискореному введення лікарських речовин в тканини, але і їх депонування.

Як відомо, збільшення проникності цитоплазматичної оболонки - одне з початкових ланок ланцюжка реакцій, що виникають в клітинах, тканинах, органах і організмі в цілому (див. Підрозд. 3.2.7). Очевидно, що окремими ланками цього ланцюжка є зміни активності ряду ферментів, виявлені в тканинах, що оточують операційне поле. До таких ферментів відносяться кисла фосфатаза гистиоцитов, лужна фосфатаза і цитохромоксидаза лейкоцитів, цитохром-С макрофагів, НАД-Н і ТОП фібробластів, лужна фосфатаза і АТФ-аза ендотелію капілярів, ацетілхолі- нестераза нервових волокон і закінчень. Відбуваються також зміни в структурі і властивостях клітинних органел, розширення кровоносних судин, збільшення кровопостачання і, як наслідок, прискорення репаративних і регенеративних процесів, а також знеболення, підвищення опірності організму хвороботворних мікробів, загоєння ран без грубих рубців, нормалізація функцій організму в цілому.

При підвищенні амплітуди коливань ультразвукового хірургічного інструменту зростає і амплітуда поверхневих зсувних коливань, і відповідно збільшуються втрати енергії на кордонах середовищ, що відрізняються за своїми зсувними характеристиками. Чим більше розходження в цих характеристиках, тим більше втрати акустичної енергії, і тим більше теплоти виділиться на кордоні середовищ.

Наприклад, при практично рівних об'ємно-пружних властивостях модулі зсуву здорових і патологічних тканин можуть бути більше або менше в кілька разів. Це дозволяє, використовуючи спеціальні інструменти дезінтегратори, виробляти селективну дезінтеграцію папілом, ангіом, гемангіом та інших новоутворень до стану аерозолю, не порушуючи цілісності здорових тканин.

Селективність ультразвукового руйнування наочно проявляється на моделі, що складається з двох дотичних шарів, наприклад желатинового або агарового гелю. Чим більше відрізняються ці шари за вмістом води, тим більше розходження в їх зсувних характеристиках. Результати експериментів на двошарових гелях якісно збігаються з результатами руйнування новоутворень, що межують зі здоровою тканиною. Механізм селективної ультразвукової дезінтеграції новоутворень може бути представлений у вигляді такої ланцюжка: поява інтенсивних зсувних хвиль на кордоні між шарами, що відрізняються по модулю зсуву - "освіту в зоні розділу розривів, що заповнюються мікробульбашками газу -> зростання і розгойдування газових бульбашок, що призводять до виникнення додаткових розривних зусиль - "поява газової фази між шарами, локалізуючої ультразвукове вплив в межах одного шару -> селективна дезінтеграція.

Очевидно, що ефективність ультразвукового поділу шарів двошарової полужидкой структури і селективність руйнування шару, в який введено хвилевід, залежать від відмінностей в модулях зсуву цих шарів.

Здатність ультразвуку при досить високій щільності енергії руйнувати клітини тканин, емульгувати жир, знижувати ефективну в'язкість речовин використовується в ліпосакції - вакуумному видаленні підшкірного жиру після його ультразвукової дезінтеграції. Цей метод сьогодні найбільш популярний при проведенні хірургічної корекції фігури. Останні дослідження показали, що дезінтегрованих ультразвуком підшкірний жир зовсім необов'язково видаляти штучно. Він сам протягом декількох днів всмоктується в кров без будь-яких додаткових процедур або застосування лікарських препаратів і виводиться природним шляхом. Ультразвуковий метод одночасно підтягує шкіру, робить її гладкою та еластичною.

Якщо тверде тіло або тканину межують з рідким середовищем - водою, фізіологічним розчином, розчином антибіотиків або інших лікарських речовин, то ультразвук викликає в рідини на межі поділу поява інтенсивних потоків з великими градієнтами швидкостей. В результаті цього поверхня очищається, а речовина з розчину швидко дифундує в тканину. Цей ефект широко використовується в хірургії для миття медичних інструментів, рук хірур- га-оператора, для санітарної обробки порожнин і ран.

Для санації порожнин в організмі або глибоких ран їх заповнюють розчином антибіотика і занурюють в розчин ультразвукової інструмент - дезинтегратор, робоча частина якого представляє собою циліндричний хвилевід діаметром в 3 ... 5 мм. Для запобігання травмуванню інструментом слизових оболонок в закритих порожнинах, де візуальний контроль важко або взагалі неможливо, робочий кінець хвилеводу захищають пристроєм з крупноячеистой захисної сітки.

Якщо необхідно санувати поверхневі рани, то навколо них викладають стінку з м'якого бджолиного воску або притискають до шкіри, навколишнього рану порожній пластмасовий або скляний циліндр, в який і наливають розчин антибіотика.

Іноді обробку рани проводять, постійно подаючи розчин лікарської речовини так, щоб шар розчину опинявся між хвилеводом і рановий поверхнею.

Під впливом коливається ультразвукового інструменту, введеного в розчин, в ньому виникають нестійкі кавитационні порожнини. Пульсації і схлопиваніеетіх порожнин призводять до появи енергійних мікротеченій і ударних хвиль. Ця сукупність кавітаційних ефектів забезпечує змив з поверхонь порожнин і ран відмерлих частинок тканин, фібринозних і інших відкладень, а також клітин хвороботворних мікроорганізмів. Частина мікроорганізмів руйнується в кавітуючій рідини, частина гине під дією розчиненого антибіотика.

Слід зазначити, що після впливу ультразвуком життєздатність залишилися цілими бактеріальних клітин помітно пригнічується, різко знижується їх здатність розмножуватися і утворювати колонії, в 2-4 рази збільшується чутливість до дії більшості антибактеріальних препаратів.

Обробка низькочастотних ультразвуком ранових поверхонь і слизових оболонок через розчини фармакологічних препаратів призводить ие тільки до очищення і знезараження поверхонь, але і до фонофорезу і депонування лікарських речовин в тканинах. Крім того, завдяки судинорозширювальній дії ультразвуку поліпшується постачання тканин кров'ю, прискорюються обмінні процеси, активуються макрофаги, скорочуються терміни загоєння ран, зменшується ймовірність ускладнень. Наприклад, при кишковопорожнинних операціях санація порожнини більш ніж удвічі скорочує число випадків загибелі від перитоніту.

Сукупність ефектів, що обумовлюють корисні властивості ультразвукових інструментів, стала основою їх застосування в стоматологічній практиці. Ультразвук, використаний вперше в 1955 р для видалення зубних каменів, в подальшому стали застосовувати для очищення, санації та шліфування поверхні зубів. Розроблено спеціальні стоматологічні методи фонофорез і електрофоно- фореза, що дозволяють істотно підвищити концентрацію лікарських речовин в тканинах, що оточують корінь зуба.

Традиційні ультразвукові інструменти виявилися дуже корисними і зручними при щелепних операціях. Їх кровоспинний і аналгезуючу дію яскраво проявляється при операціях на пронизаної кровоносними судинами і багатою больовими рецепторами слизової РДА.

Ультразвукові ванни широко використовуються для санітарної очистки стоматологічних інструментів, виробів зубних техніків і т. Д. Слід зазначити і поява ультразвукових зубних щіток, легко очищають навіть стійкий наліт з поверхні зуба.

Застосування низькочастотного ультразвуку також вельми перспективно у ветеринарній хірургії. Поряд з використанням хірургічного інструменту для оперативних втручань, санації ран і порожнин, прискорення полімеризації біологічних клеїв для безшовного з'єднання країв ран становить інтерес використання спеціальних ультразвукових ванн для лікування ряду хвороб копит і копитець, що приносять відчутних втрат промислового тваринництва.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >