Досить широке застосування в медицині знайшла високочастотна електрохірургія. Вона застосовується для розтину тканин і зупинки або попередження кровотеч при розрізанні тканин і судин. При цьому оперовані органи вимушено втрачають свої функції, і ці функції не відновлюються при одужанні пацієнта.
До вирішення проблеми з'єднання розрізнених м'яких тканин з використанням методів високочастотної електрохірургії звернувся Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України. При цьому основними вимогами було забезпечення можливості з'єднання розрізу живої тканини без застосування шовного матеріалу, дужок, зшивачів, а також можливості відновлення фізіологічних функцій зварюваної тканини і збереження життєдіяльності пошкодженого органу. У 1993 році з ініціативи академіка Б.Є. Патона співробітниками інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України спільно з хірургами з Інституту клінічної та експериментальної хірургії АМН України і об'єднання "ОХМАТДИТ" були проведені експерименти, які підтвердили принципову можливість отримання зварного з'єднання самих різних м'яких тканин тварин способом біполярної коагуляції. У 1996 році, було розпочато систематичні дослідження даного способу з'єднання тканин. До вирішення цієї проблеми через Міжнародну Асоціацію "Зварювання" була залучена американська фірма Consortium Service Management Group, Inc (CSMG,) Corpus Christi, Texas, очолювана паном Д.С.Роббінсом, яка в свою чергу привернула до цих робіт групу американських хірургів . У 1997 р в США в м Луїсвіль в "Дослідницькому центрі ІНСТИТУТУ Христини М. КЛАЙНЕРТ МІКРОХІРУРГІЇ РУК" українські фахівці демонстрували зварювання м'яких тканин тварин фахівцям США. Показові операції в галузі загальної хірургії та мікрохірургії викликали великий інтерес.
Був створений міжнародний колектив з розробки проекту "Зварювання м'яких живих тканин", учасниками якого стали вчені і фахівці вищевказаних організацій України та США. У 1998 р в Україні в Києві в госпіталі Військово-Медичного Управління СБУ починаються досліди зі зварювання тканин видалених органів людини. Щоб зберегти фізіологічні властивості тканини, експерименти проводилися безпосередньо після видалення органів у клінічних умовах. Цьому передувало проведення хірургічних операцій із застосуванням зварювальної технології на понад 1000 експериментальних тварин (білих щурів, кроликів, собак і свиней). Ці роботи проводилися в Києві в експериментальному відділі Інституту хірургії і трансплантології АМН України.
В Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України визначені умови утворення зварного з'єднань тканини струмами високої частоти і розроблений задовольняє цим вимогам зварювальний комплекс, до складу якого входить енергетичний блок, що складається з джерела живлення (високочастотного коагулятора) з системою управління та спеціально створеним для цієї мети програмним забезпеченням, що приєднуються до джерела харчування біполярних зварювальних медичних інструментів (пінцетів, затискачів та лапораскопов) і спеціальних складальних пристосувань. Система управління процесом зварювання діє на основі зворотних зв'язків.
Схематично основні явища, що відбуваються при зварюванні м'яких тканин, можуть бути описані в такий спосіб. Сполучаються шари тканини, за допомогою зварювального інструменту, вводяться в зіткнення своїми поверхневими шарами. Далі, хірург стискає зварюваний ділянку тканини за допомогою електродів зварювального інструменту і включає джерело зварювального струму. Після виконання програми управління процесом зварювання і відключення енергії, захоплена тканина звільняється і потім процес повинен повторюватися до повного закриття рани.
Дія способу утворення зварного з'єднання базується на ефекті електротерміческой денатурації білкових молекул.
Щоб відновлення фізіологічної функції зруйнованого органу протікало швидко і не тягло за собою ускладнень, теплове вкладення має бути мінімальним, але достатнім для утворення з'єднання. У зв'язку з цим вимоги до управління процесом зварювання істотно підвищуються. У той же час важливо, щоб процес управління був простим для хірурга. Його увагу не повинно відволікатися на настройку апаратури і це не повинно призводити до втрати часу. З цією метою створена і успішно застосована адаптивна система автоматичного управління процесом зварювання.
Для того щоб зварювальний технологія могла знайти широке клінічне застосування в хірургічній практиці, необхідно мати у своєму розпорядженні переконливими даними по відтворюваності позитивних результатів застосування зварювальної технології. Такі дані можуть бути отримані толькпро на тварин. Евтоназія прооперованих тварин в різні післяопераційні терміни і вивчення препаратів зварних з'єднань може відкрити картину загоєння і відновлення тканини, що зазнала термічній обробці. З цією метою була проведена експериментальна робота на великій групі тварин (щури, кролики, собаки, свині) з наступними гістологічними дослідженнями препаратів в різні післяопераційні терміни (14, 30, 60, 90 і 180 діб). Основними післяопераційними критеріями оцінки відтворюваності якісного зварного з'єднання приймалися: запалення, епітелізація, потовщення стінки і деформація стінки. Оцінка застосування зварювальної технології проводилася при операціях на кишечнику, печінки, жовчному міхурі. Аналіз експериментальних даних дозволив зробити висновок про те, що на 30 добу після операції стабільно спостерігається відсутність процесів запалення. Наводяться окремі фрагменти структур тканини препаратів, досліджуваних в різні післяопераційні терміни. В результаті проведених експериментів були відпрацьовані наступні методики застосування зварювальної технології при операціях на свинях: • за допомогою біполярного зварювального пінцета стикування поздовжніх розрізів серозної і підслизової оболонок, м'язової тканини ділянки товстої кишки точковим зварним швом з досягненням повної герметичності; • досягається формування циркулярного анастомозу товстої кишки накладенням однорядного серосерозного зварного шва. Повна герметичний-ність зварного шва підтверджується післяопераційним розкриттям через три місяці після експерименту. При цьому місце накладення зварного шва визначається з працею; • досягається герметичне зварне з'єднання поздовжньогорозрізу жовчного міхура. За допомогою зварювального біполярного пінцета формувався точковий зварний шов довжиною 6-7 мм. Сукупність експериментів на контрольній групі тварин (свинях), а також експериментів на віддалених і видаляються органах людини щодо застосування зварювальної технології в загальній хірургії, показали відтворюваність отримання позитивних результатів, дали підставу Міністерству охорони здоров'я України видати свідоцтво про державну реєстрацію застосування зварювального устаткування в медичній практиці . Це дозволило в госпіталі Військово-Медичного Управління СБУ спільно з вченими та фахівцями інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ провести клінічне освоєння способу зварювання в області загальної хірургії та гінекології. До теперішнього часу клінічний освоєння зварювальної технології при інженерному супроводі фахівцями інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України проводиться також в Інституті хірургії та трансплантології та інституті нейрохірургії АМН України, у відділенні хірургії Київської міської клінічної лікарні №1 та у відділенні політравми Київської міської клінічної лікарні №17. На даний період часу проведено понад 1500 операцій на різних органах людини. Ні в одному з випадків застосування нового зварювального медичного обладнання не було післяопераційних ускладнень або кровотечі. На спосіб зварювання живих тканин, включаючи автоматизоване зварювальне медичне обладнання та інструменти, отримані патенти України США і Австралії. Проведені випробування на міцність зварних з'єднань на віддалених порожнистих органах людини показали, що: • Кукса тонкої кишки, утворена точковим зварним швом за допомогою біполярного пінцета витримує більше 2 атм. (1500 мм.рт.ст). • З'єднання поздовжньогорозрізу тонкої кишки, отримане за допомогою точкового зварного шва витримує тиск до 240 мм.рт.ст. • Зварений шов поздовжньогорозрізу тонкої кишки виконаний одномоментної зварюванням за допомогою біполярного затиску витримує тиск до 260 мм.рт.ст. • Телескопічне з'єднання великої підшкірної вени отримане за допомогою двох моментной зварювання витримує тиск до 4,00 атм. (3000 мм.рт.ст.). • З'єднання поздовжньогорозрізу великої підшкірної вени виконане точковим зварним швом витримує тиск до 2,00 атм. (1500 мм.рт.ст.). Встановлено принципова відмінність впливу на живу тканину процесу зварювання в порівнянні з широко застосовуваним процесом коагуляції. Процес коагуляції викликає опік і омертвіння тканини в місці впливу нагріву в той час, як при застосуванні зварювальної технології досягається значно менше травмування тканин і відсутність опіків, що підтверджується морфологічними дослідженнями, а також відсутністю в процесі зварювання виділення диму і неприємного запаху. Виключається ураження тканини в місці зварювання, що сприяє більш швидкому і легкому загоєнню тканини прооперованого органу, відновленню його морфологічної структури і функцій. Особливістю розробленої зварювальної технології із застосуванням зазначених раніше зварювальних комплексів є універсальність їх застосування в хірургії. Так, на відміну від обладнання LigaSure фірми Vallay Lab, відкривається можливість, використовуючи один зварювальний комплекс, здійснювати коагуляцію, перекриття судин до 17 мм, перетин тканин, в тм числі м'язової, жирової, судинної, паренхиматозной, легеневої, зв'язок і т.д. з мінімальними кровопотерями, але так само отримувати герметичні і досить міцні з'єднання розрізів тканини поздовжніми і кільцевими зварними швами за допомогою пінцетів, а так само одно- або двухмоментно за допомогою спеціальних затискачів. Клінічне застосування цього способу і обладнання знайшло застосування, як в хірургічній ендоскопії, так і лапароскопії. При цьому в ряді випадків операції проходять без застосування лігатур і кліпс. Цей спосіб зварювання вже знайшов застосування при операціях в загальній хірургії, гінекології, пульмонології, нейрохірургії, ріоренгологіі. При цьому слід зазначити той факт, що нова хірургічна технологія може знайти широке застосування при операціях посттравмотіческіх при наявності здорової, але травмованої тканини, так і при хронічних захворюваннях, коли необхідна пластика або реконструювання органів після видалення уражених хворобою ділянок тканини. Накопичений досвід показує, що застосування зварювальної технології забезпечує отримання зовні привабливого шва, тонкого, рівного, витонченого, що не деформуючого орган, що не зменшує просвіт порожнистих органів. Досягається повна герметизація з'єднання в місці зварного шва і забезпечується асептичність. Застосування зварювальної технології забезпе-чує спрощення техніки виконання хірургічної операції. При застосуванні нового зварювального медичного обладнання в хірургічних операціях досягається бездимна технологія на відміну від застосування відомого коагуляционного обладнання. Це позитивно позначається на здоров'я хірурга особливо при роботі з інфіціровннимі пацієнтами. Як приклади методичних прийомів проведення хірургічних операцій з використанням зварювальної технології з позитивними результатами в експерименті на великих тварин і в клінічних умовах (на початку на віддалених і видаляються органах, а потім безпосередньо на людині) можуть бути наведені такі операції на людину: • досягається можливість виробляти пластику маткових труб, виконувати відновлювальні операції; • забезпечується можливість швидко та надійно отримувати гемостаз в підшкірній клітковині, парацервікальной клітковині, при розтині спайок, зв'язок маткових труб без застосування хірургічних затискачів, голок, лігатур; • при закритті просвіту в сечоводі забезпечується отримання міцного з'єднання з ідеальною герметичністю, що запобігає рефлюкс (закид сечі з сечового міхура) і розвитку сечових затекло; • забезпечується можливість накладення надійного герметичного шва на шлунок. Можливо швидко, без крововтрати проводити виділення шлунка, резекцію сальника, герметично зварювати і відсікати шлунок і дванадцятипалу кишку без загрози потрапляння інфікованого вмісту з їх просвіту в черевну порожнину; • при аппендоктоміі виконується одномоментна зварювання без прошивання та перев'язування, проводиться гемостаз і обробка кукси відростка. Це дозволяє провести операцію без крововтрати, виключає такі ускладнення як інфільтрати, які утворюються при легуванні залишаються коллатерарій; • при холіцестоктоміі дозволяє провести операцію без крововтрати і желчеістеченіе; • за допомогою зварного шва однієї маніпуляцією досягається швидка і надійна герметизація дефекту в зруйнованій стінці жовчного міхура, тобто її відновлення. Для запобігання проникненню жовчі в черевну порожнину під час лапароскопічної операції. Виключається просочування жовчі і крові з країв рани; • можливо зварювати кишечник герметично, в тому числі, з отриманням заглушки; • спеціальний зварювальний інструмент дозволяє при операціях в порожнині носа і горла виробляти відновлення безперервності слизової носової перегородки, а так само видалення гланд. Результати клінічного застосування способу зварювання говорять про можливість зменшення післяопераційних болів, простоті і безпеки застосування розробленого обладнання, значне скорочення часу операції (в деяких випадках до 60 хв) після якої одужання настає швидше і легше. За рахунок застосування зварювальної технології значно скорочуються крововтрати. Так при екстирпації матки відзначається зменшення крово- втрати на 200-300 мл. Операції проводяться на "сухому" операційному полі. Очевидні економічні переваги. Практично не використовується шовний матеріал, кліпси, оскільки з'єднання відбувається за рахунок рідного матеріалу, що зварюється органу. Зменшення часу операції та відновного періоду, призводять до зменшення витрат на лікарські препарати, в тому числі і на наркотичні засоби. Викладене дозволяє констатувати, що в рамках проекту "Зварювання м'яких живих тканин" зроблений новий крок в розвитку електрохірургії. Організаційно в цьому проекті співпрацюють боку взяли на себе такі зобов'язання: • ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України - у взаємодії з зазначеними раніше медичними установами України виконав розробку і виготовлення дослідних зразків зварювального обладнання, програмного забезпечення системи управління, зварювального інструментарію і освоєння методичних прийомів отримання відновлювальних зварних з'єднань пошкоджених органів з підтвердженням їх якості; • Американська компанія CSMG - забезпечила фінансування проведених робіт, патентування технології та нових розробок; • Міжнародна Асоціація "Зварювання" - забезпечує вирішення організаційних, фінансово-економічних та правових питань відповідно до вимог законодавства України, формує програми та спільні колективи фахівців, як інженерного, так і медичного профілю для вирішення завдань проекту "Зварювання живих м'яких тканин" .Сьогодні техніка зварювання м'яких тканин знаходиться в стадії широкого клінічного освоєння. Поступово розширюються області її застосування, удосконалюються методики виконання операції з урахуванням особливостей зварювання тканин. Найближчим часом планується освоєння нових методик застосування зварювальної технології: • При відновлювальних операціях в гінекології: отримання кільцевих анастомозів, при відновленні прохідності маткових труб, отримання кільцевих і поздовжніх анастомозів при пластиці маткових труб. • При формуванні товсто-товстокишковій і тонко-тонкокишечних анастомозів а так само шлунково кишкових анастомозів при проведенні ендоскопіческіх і лапароскопічних операцій. • При з'єднанні розрізів шкіри після лапаротомії і інших операцій. • При реконструктивних операціях при захворюваннях глибоких вен і накладення анастомозів на венах (кінець-в-кінець, телескопічний, поздовжній). • При проведенні хірургічних втручань в урології. • При косметичних операціях на молочних залозах, черевної порожнини та грудної клітки, нижньої і верхньої кінцівках. • При удалениях пухлини в легені при пульмонологічних операціях, позамозкові пухлини при нейрохірургічних операціях, а також пухлини на печінці при онкологічних операціях. Нові дані, отримані при операціях, будуть використовуватися, з метою відпрацювання та розширення номенклатури зварювального інструментарію, вдосконалення техніки його застосування і створення спеціального обладнання для вирішення різних хірургічних завдань.
С. Мокасенко
О. Жук
