Встановлення первинних вимог до експериментальних засобів дослідження та умов створення електрозварного з’єднання стінок кишечнику

The aim of the work: to develop the primary requirements for pre-clinical studies on the creation of electric welding intestinal con­nection in anastomosis.Material and Methods. Based on the quality and strength attributes that were introduced for arterial crossing, the initial requirements in experimental test bench parameters were established. The electric welding source was the adapted clinical EC-300M1 device. Electro-welding tweezers were used in variants of flat electrodes and with tooth-shaped elements, as well as clamps without fixing - and with it, according to increased tissue compression. In acute swine experiment, 3 stapler two-linear 29 mm diameter anastomoses, and 8 welding ones by every instrument type, were applied. All anastomoses were removed and investigated by burst strength and the visual qualities of tissue transformations.Results and Discussion. The fluid leakage pressure for stapled connection was (24.0±1.0) mm Hg. as a result of cutting the staples, but for clamp with tissue compress ability between electrodes up to 2 N/mm2 leakage needs (18.4±5.8) mm Hg, in the range from 9.2 to 26.8 mm Hg. For other instruments leakage pressure was (10.6±7.2) mmHg. The temperature of electrodes was in the range of 53-86°C. Satisfactory passage of electric current in range from 1 to 5 A has watch in 65% of attempts.Цель работы: разработать первичные требования для предклинических исследований по созданию электросварочного соединения в межкишечном анастомозе.Материалы и методы. На основе признаков качества и прочности, которые были внедрены для заваривания артерий, сформулировали первичные требования к параметрам экспериментального испытательного стенда. Источником электросварочных импульсов был адаптированный клинический аппарат ЕК-300М1. Использовали электросварочный пинцет в вариантах плоских электродов и с зубчатыми элементами, зажимы без кремальеры – и с кремальерой, повышенными возможностями сжатия. В условиях острого эксперимента на участках кишки свиньи наложили 3 скобковых анастомоза диаметром 29 мм, содержащий 2 ряда скобок, и по 8 электросварных каждым из инструментов. Все анастомозы сразу удаляли и исследовали прочность соединения и визуальные качества преобразований ткани.Результаты исследований и их обсуждение. Давление истечения жидкости для скобкового соединения составило (24,0±1,0) мм рт. ст. вследствие прорезывания скоб. Прочность соединения на разрыв для зажима с возможностью сжатия электродами ткани до 2 Н/мм2 составила (18,4±5,8) мм, в диапазоне от 9,2 до 26,8 мм рт. ст., для остальных инструментов (10,6±7,2) мм рт. ст. Температура его электродов находилась в диапазоне 53–86 оС. Удовлетворительным признали прохождения электросварочного тока от 1 до 5 А в 65 % проб.Мета роботи: розробити первинні вимоги для передклінічних досліджень зі створення електрозварного з’єднання в міжкишковому анастомозі.Матеріали і методи. На основі ознак якості та міцності, що були впроваджені для заварювання артерій, сформулювали первинні вимоги до параметрів експериментального випробувального стенда. Джерелом електрозварювальних імпульсів був адаптований клінічний апарат ЕК-300М1. Використовували електрозварювальний пінцет у варіантах пласких електродів та із зубоподібними елементами, затискачі без кремальєри – та з кремальєрою, з підвищеними можливостями стискання. В умовах гострого експерименту на ділянках кишки свині наклали 3 скобкові анастомози діаметром 29 мм, який містив 2 ряди скобок, та по 8 електрозварних кожним з інструментів. Всі анастомози відразу видаляли та досліджували міцність з’єднання та візуальні якості перетворень тканини.Результати досліджень та їх обговорення. Тиск витоку рідини для скобкового з’єднання склав (24,0±1,0) мм рт. ст. унаслідок прорізування скоб, а для затискача з можливістю стискання електродами тканини до 2 Н/мм2 склав (18,4±5,8) мм рт. ст., в діапазоні від 9,2 до 26,8 мм рт. ст., для решти інструментів – (10,6±7,2) мм рт. ст. Температура його електродів перебувала в діапазоні 53–86 оС. Задовільним визнали проходження електрозварного струму від 1 до 5 А у 65 % спроб

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИМОГ ДО ІНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕЛЕКТРОЗВАРНОГО З’ЄДНАННЯ СТІНОК КИШЕЧНИКА В ЕКСПЕРИМЕНТІ

Створення електрозварного міжкишкового анастомозу є очікуваною новою технологією. Упровадження результатів досліджень у спеціалізованому інструменті вимагає попереднього вивчення змін у місці електрозварювання. Мета досліджень – на основі стендових досліджень із прототипом спеціалізованого інструмента установити вимоги до інструментів для створення електрозварного з’єднання в міжкишковому анастомозі для клінічних випробувань. Матеріали і методи. В умовах гострого експерименту на свині та лабораторних досліджень на органокомплексах виконали 98 серій досліджень із лінійними та циркулярними електродами. Джерелом електрозварювальних імпульсів були адаптовані клінічні апарати ЕК-300М1 та ЕКВЗ-300 “Патонмед”. Тиск втрати герметичності порівнювали з тиском, який визначали ми раніше, для скобкового анастомозу – (24,2±3,2) мм рт. ст. Результати досліджень та їх обговорення. Моделювали розташування кишки в циркулярному анастомозі та стискали електродами в діапазоні від 2,0 до 3,0 Н/мм2. Застосовували напругу до 140 В, струм – до 5 А. У 32,4 % спостережень виявлено ділянки від 1/3 до 1/4 довжини кола, із менш щільним з’єднанням, або розрізали струмом. Середня міцність анастомозу в дослідженні склала (36,2±12,3) мм рт. ст., діапазон міцності нещільних ділянок – 12–34 мм рт. ст. При тиску 3,0 Н/мм2 розподіл ефектів електрозварного струму в тканинах був рівномірним. Висновки. Розміри електродів, величина та межі стиснення тканини, функціональний стан стінки кишки, відведення пари та фіксація від розмикання є чинниками стабільної щільності тканини між електродами, перебігу електрозварного струму та досягнення характеристик електрозварного міжкишкового з’єднання, прийнятних для клінічного впровадження

Клініко-морфологічні особливості багатоточкового та лінійного товстокишкового електрозварного анастомозу

The aim of the work: to study the influence onto clinical hermetic rupture properties the morphological transformations types inside the colon tissues during electrically welded anastomosis creation using linear or multi-point applying methods and various pressure characteristics of the instrument. Materials and Methods. The swine colon sections 31 cm in diameter, were anastomosed in end-to-end way during acute experiment. There were 2 double-line stapled and 144 electro-welded anastomoses: 48 multy-point, made by toothed tweezers with a topical pressure of 1.8 N/mm2), and 56 linear circular (pressure 2.1 N/mm2 or 3.0 N/mm2). The electric welding device "Patonmed" EKVZ-300 (440 kHz) was used. Anastomoses were tested by a slow liquid injection into closed section, up to 15 mm Hg/min. The 3 types electro-welding connections were divided by blind method to the injection groups. The first group injected up to 24.5 mm Hg. – the pressure of liquid outflow have established for stapled anastomoses. The second group was ruptured. Anastomoses then were sent for histological examination. Results and Discussion. All welded anastomoses remained sealed at a bursting pressure 23.5 mm Hg, and reached a break: multi-point at (37.2±5.2) mm Hg. linear – (created under pressure of 2.1 N mm2) (53.6±9.8) mm Hg, linear (created under pressure 3.0 N/mm2) – (62.8±6.2) mm Hg. The linear anastomoses compound thickness varied from 0.1 to 0.3 mm, and differed slightly in morphological characteristics in 1/3 of its circumference segment, where a large proportion of the lacunas and the number of intervals between the merged coagulated muscle layers were found. The rupture occurred in such segment. Although the integrity of the welding coagulation changes along the anastomoses circumference was preserved. The density of the 3.0 N/mm2-created anastomosis was achieved by lover gaps number and wider layers merging inside the conglomerate. The multi-point anastomosis thickness fluctuated from 1.8 mm to 5 mm in regular. At the point of jagged electrodes edges have convergenced, the merge between the muscle layers were established, the cell fragments and fibers became orientated, and the bond conglomerate was formed. Nearby muscular layers did not merge as topical, although they are involved into coagulation conglomerate, which comprises the muscular and submucosal layers mainly. Serous layers were merged also.Цель работы: влияние на клинические свойства герметичной прочности электросварочного толсто-толстокишечного анастомоза особенностей морфологических преобразований в стенках кишки при применении линейного и точечного методов соединения и различных величин давления в инструменте. Материалы и методы. На участках толстой кишки диаметром 31 см в условиях комплексного острого эксперимента на свиньях наложили 2 двухрядных скобковых анастомозы степлером и по 48 электросварочных: точечной сваркой (зубчатый пинцет с давлением на острие 1,8 Н/мм2) и линейным циркулярным (в вариантах давления на ткань 2,1 Н/мм2 и 3,0 Н/мм2), конец-в-конец. Использовали программу электросварочного аппарата «Патонмед» ЕКВЗ-300 (440 кГц). Испытывали анастомозы медленным, до 15 мм/мин. введением жидкости. Слепым методом выбирали вариант исследования на каждый из 3 типов электросварочного соединения: до наступления разрыва – или до уровня потери герметичности скобкового анастомоза: 23,5 мм. После этого анастомозы направили на гистологическое исследование. Результаты исследований и их обсуждение. Все электросварные анастомозы оставались герметичными при давлении распирания 23,5 мм, и в дальнейшем потеряли герметичность: точечный при (37,2±5,2) мм рт. ст. линейный (создан под давлением 2,1 Н/мм2 ) – (53,6±9,8) мм рт. ст., линейный (создан под давлением 3,0 Н/мм2) – (62,8±6,2) мм рт. ст. Соединение в линейном анастомозе имело толщину от 0,1 до 0,3 мм, и отличалось по морфологическим характеристикам на сегменте 1/3 длины окружности по брыжеечному краю, где обнаружили большую долю щелей и числа промежутков между коагуляционно соединенными мышечными оболочками, хотя целостность коагуляционных изменений по кругу сохраняется. Разрыв происходил в этом сегменте. Созданный под давлением 3,0 Н/мм2 анастомоз имел значительно меньшее количество щелей и лучше соединение слоев стенки в конгломерате. Толщина многоточечного анастомоза волнообразно изменялась от 1,8 до 5 мм. В местах сближения зубоподобных электродов формируются: соединение между мышечными оболочками, пространственная ориентация клеточных фрагментов и волокон, электросварной конгломерат. Перифокально мышечные слои не сливаются, но находятся в составе коагуляционного конгломерата, которых охватывает преимущественно мышечный и подслизистый слои. Серозные оболочки также соединены.Мета роботи: вплив на клінічні властивості герметичної міцності електрозварного товсто-товстокишкового анастомозу особливостей морфологічних перетворень в стінках кишки при застосуванні лінійного та точкового методів з’єднання та різних величин тиску в інструменті. Матеріал і методи. На ділянках товстої кишки діаметром 31 см в умовах комплексного гострого експерименту на свинях наклали 2 дворядних скобкових анастомози степлером та по 48 електрозварювальних: точковим зварюванням (зубчастий пінцет з тиском на вістрі 1,8 Н/мм2) та лінійним циркулярним (у варіантах тиску на тканину 2,1 Н/мм2 та 3,0 Н/мм2), кінець-в-кінець. Використовували програму електрозварювального апарату «Патонмед» ЕКВЗ-300 (440 кГц). Випробовували анастомози повільним, до 15 мм рт. ст./хв введенням рідини. Сліпим методом обирали варіант дослідження на кожен з 3 типів електрозварного з’єднання: до настання розриву – або до рівня втрати герметичності скобкового анастомозу: 23,5 мм рт. ст. Після цього настомози спрямували на гістологічне дослідження. Результати досліджень та їх обговорення. Всі електрозварні анастомози залишалися герметичними при тиску розпирання 23,5 мм рт. ст. і надалі втратили герметичність: точковий за тиску 37,2±5,2 мм рт. ст. лінійний (створений під тиском 2,1 Н/мм2 ) – (53,6±9,8) мм рт. ст. лінійний (створений під тиском 3,0 Н/мм2 ) – (62,8±6,2) мм рт. ст. З’єднання в лінійному анастомозі змінювалася в товщині від 0,1 до 0,3 мм, і відрізнялася за морфологічними характеристиками на сегменті 1/3 довжини кола по брижовому краю, де виявили більшу частку щілин та числа проміжків між коагульовано з’єднаними м’язовими оболонками, хоча загалом суцільність коагуляційних змін по колу зберігається. Розрив відбувався в цьому сегменті. Створений під тиском 3,0 Н/мм2 мав значно меншу кількість щілин та краще з’єднання шарів стінки в конгломераті. Товщина точкового анастомозу хвилеподібно змінювалася від 1,8 до 5 мм. В місцях зближення зубоподібних електродів формуються: з’єднання між м’язовими оболонками, просторова орієнтація клітинних фрагментів і волокон, електрозварний конгломерат. Перифокально м’язові шари не зливаються, але перебувають в складі коагуляційного конгломерату, яких охоплює переважно м’язовий та підслизовий шари. Серозні оболонки також з’єднані

ОСОБЛИВОСТІ ВІДНОВЛЕННЯ ТКАНИННИХ СТРУКТУР У ПЕРІОД ДО 90 ДІБ У МІЖКИШКОВИХ АНАСТОМОЗАХ, СТВОРЕНИХ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ ЕЛЕКТРОЗВАРЮВАННЯ ЖИВИХ ТКАНИН

The bacterial inflammation obligatory arises after ischemic necrosis under the sutures in the intestinal wall inside uncomplicated intestinal anastomosis. It determines the healing type causes cicatricial replacement of intestinal tissue, additionally supported by suture material encapsulation and rejection process. The aim of the study – to investigate the tissue structures reparation features in the intestinal anastomosis, created by using the Live Tissues Electric Welding Technology, during the period of tissue reparation and scar origin. Materials and Methods. Changes in intestinal anastomoses were studied after 4, 7, 21, 45 and 90 days after its creation from the positions of gut wall tissues structure reparation. A circular electrowelded small intestinal anastomosis was applied in 18 pigs in a chronic experiment. The electric welding devices EK-300M1 and Patonmed-300 were used, as well as prototypes of surgical instrument for circular intestinal anastomoses creating. The hematoxylin-eosin and Van Gieson histopathologic techniques were used. Results and Discussion. In 7 days, the strength of the welded anastomosis exceeds 220 mm Hg, because outstanding tissue was ruptured. The signs of tissue structure reparation appeared: the welded zone thinning with symmetrical approach of the visually unaltered areas of anastomosed intestines, compared to 4 days. Also, differently directed at 4 day collagen fibers are becoming orientation and bundles formation. The young connective tissue comprised a wide network of newly formed functioning blood arteriols. In 21 day none inflammatory sign was present. Fibrous connective tissue networks the separate muscle bundles, and penetrates 5 mm into the connected gut edges. Various ranges of vessels yet formed and functions. In 45 days tissue thickening due to membranes collagenization as well as muscle layers, arteries and veins coverage by collagen fibers are noted. The vessels pass right through the welding anastomose line, and are quickly coloured. In 90 days, the fibrous network has not tend to merge into a continuous scar, and the anastomose line can be determined only by network expression around individual smooth muscle fibers, and by point of fibers tangential orientation change. The mucosal folds are restored up to line. Conclusions. The frame continuity of the anastomosed intestinal walls, which is restored at the electric welding site is a prerequisite for the rich capillary blood supply and symmetrical restoration of the tissue structure of the intestinal wall after 7 days. The foreign bodies and microorganisms absence in the welded intestinal anastomosis structure leads to inflammation components disappearance during 21 days, which also provides the scar structure formation in delicate pathway, avoiding cicatrix tissue replacement.Наличие гнойно-некротического воспаления под швами в межкишечном анастомозе определяет заживление грубым рубцом, который замещает тканевую структуру на фоне инкапсуляции и отторжения шовного материала. Цель исследования – изучить особенности восстановления тканевых структур в области межкишечного анастомоза, созданного с применением технологии электросварки живых тканей в период репарации и формирования рубца. Материалы и методы. Исследовали изменения в межкишечном анастомозе через 4; 7; 21; 45 и 90 суток после его создания с точки зрения восстановления структуры тканей и стенки кишки. Циркулярный электросварной тонко-тонкокишечный анастомоз наложили у 18 свиней в хроническом эксперименте. Использовали электросварочные аппараты ЕК-300М1 и Патонмед ЭКВЗ-300, а также прототипы циркулярных электросварочных инструментов. Базовое окрашивание препаратов анастомоза проводили за гематоксилином и еозином или по Ван-Гизон. Результаты исследований и их обсуждение. Через 7 суток прочность электросварочного анастомоза на разрыв превысила 220 мм рт. ст. Появились признаки восстановления тканевых структур: симметричное сближения границ визуально неизме­ненных участков кишки, по сравнению с 4 сутками, на фоне ориентации и формирования пучков разнонаправленных коллагеновых волокон. Сформирована молодая соединительная ткань с сетью артериол. Через 21 сутки признаков воспаления не было. Волокнистая соединительная ткань кружевами охватывает тканевые структуры и проникает на 5 мм вглубь симметрично соединенных краев кишки. Функционируют сосуды разного типа. Через 45 суток имеется коллагенизация вдоль всех мембран и оболочек. Сосуды соединенных участков окрашиваются сквозь линию анастомоза. Через 90 суток тенденции к слиянию в сплошной рубец нет, складки слизистой восстановлены, а линия соединения едва определяется по изменению ориентации волокон. Выводы. Каркасная непрерывность оболочек кишечника, которая восстанавливается в месте создания электросварного анастомоза, является предпосылкой богатого сквозного кровоснабжения и симметричного восстановления тканевой структуры стенки кишки уже через 7 суток. Отсутствие посторонних тел и микроорганизмов в структуре электросварного анастомоза приводит к исчезновению воспаления через 21 сутки, что также является составляющим формирования кружевной нежной, а не замещающей структуры соединенительной ткани в нем.Наявність гнійно-некротичного запалення під швами в міжкишковому анастомозі визначає загоєння грубим рубцем, що заміщує тканинну структуру, на тлі інкапсуляції та відторгнення шовного матеріалу. Мета дослідження – вивчити особливості відновлення тканинних структур у ділянці міжкишкового анастомозу, створеного із застосуванням технології електрозварювання живих тканин у період репарації і формування рубця. Матеріали і методи. Досліджували зміни в міжкишковому анастомозі через 4; 7; 21; 45 та 90 діб після його створення з погляду відновлення структури тканин та стінки кишки. Циркулярний електрозварний тонко-тонкокишковий анастомоз наклали 18 свиням у хронічному експерименті. Використовували електрозварювальні апарати ЕК-300М1 і Патонмед ЕКВЗ-300 та прототипи циркулярних електрозварювальних інструментів. Базове забарвлення препаратів анастомозу здійснювали за гематоксиліном та еозином або за Ван-Гізон. Результати досліджень та їх обговорення. Через 7 діб міцність електрозварного анастомозу на розрив перевищила 220 мм рт. ст. З’явилися ознаки відновлення тканинних структур: симетричне зближення меж візуально незмінених ділянок кишки, порівняно з 4-ю добою, на тлі орієнтації та формування жмутків різноспрямованих колагенових волокон. Сформовано молоду сполучну тканину з сіткою артеріол. Через 21 добу ознак запалення не було. Волокниста сполучна тканина мереживно охоплює тканинні структури і проникає на 5 мм вглибину симетрично з’єднаних країв кишки. Функціонують судини різного типу. Через 45 діб наявна колагенізація уздовж усіх мембран і оболонок. Судини з’єднаних ділянок забарвлюються крізь лінію анастомозу. Через 90 діб тенденції до злиття у суцільний рубець немає, складки слизової відновлені, а лінія з’єднання ледь виразна за зміною орієнтації волокон. Висновки. Каркасна безперервність оболонок кишечника, що відновлюється на місці створення електрозварного анастомозу, є передумовою багатого наскрізного кровопостачання та симетричного відновлення тканинної структури стінки кишки вже через 7 діб. Відсутність сторонніх тіл і мікроорганізмів у структурі електрозварного анастомозу зумовлює зникнення запалення через 21 добу, що також є складовою формування мережевної ніжної, а не заміщувальної структури з’єднання сполучної тканини в ньому

ПОРІВНЯЛЬНЕ ВИПРОБУВАННЯ ОРГАННОЇ МОДЕЛІ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОЗВАРНОГО МІЖКИШКОВОГО АНАСТОМОЗУ В ЛАБОРАТОРНОМУ ЕКСПЕРИМЕНТІ

In animal replacement by organ model for experimental human intestine modeling, it is incomprehensible the porcine organ complex remain, first of all, its intestinal wall dielectric properties as well as electrically welded compound forming possibility. The aim of the work – to determine the selected organ model conformity to the needs of the laboratory experimental conditions for creating an intestinal anastomosis by electric welding method, instead of animal acute experiment providing. Material and Methods. The features of thickness, impedance and substrate formation of an electrically welded tissues connection between the small intestines by 24–27 mm diameter or colon by 27–31 mm were studied. Swine organ complex was chosen as the organ model. It was cooled to 4 ºC and delivered to the laboratory within 6–10 hours. The bioimmitant was immersed in a warm (26–32 ºC) solution of 0.9 % NaCl for 10–20 min. The obtained indices were compared with those obtained in an acute experiment on a 45 kg male pig, with the consent of the bioethics committee. Eight electric welded anastomoses were created in the animal model and 52 in the organ complex. The pressure of 2.1 N/mm2 or 3.0 N/mm2 was applied to the electrodes. A pulsed high-frequency voltage, increasing from 80 V to 120 V, was applied for 0.2 seconds. The intestinal anastomosis site was removed for histological examination. Results. The similarity of both groups’ tissues in elasticity and density, at the elasticity boundary, was noted under pressure. The animal had higher volume resistance of the muscle layer, but the dynamics of thinning – the same, which indicates a similar structural strength of the tissue layers. During the initial impulse, tissue impedance decreased smoothly, after which it gradually grew. During next impulse, the impedance had fallen peak, and then almost linearly increased during the entire impulse. This form of impedance reactivity stabilized to second impulse observed in 92.3 % organ probes and 96.2 % in animal. In all studies, a dense connection of the walls was formed as a result of coagulation changes in the bundles of smooth muscles and collagen fibers nonlineary, but as continuously formated structure. Conclusions. The dynamics under compression, the electric welding impulses flow through the tissue and the electric welding anastomosis structure were the same as in organocomplex as during the animal acute experiment. As for synergistic effect on the intestinal tissues during electric welding anastomosis creating, the technology development at this field requires numerous experimental studies. Considering the basic mechanical and electrical characteristics of living tissue as well as expected morphological electrowelded transformations reproduction in the examined organ model, it looks possible to fully replace the animal model at this experimental stage, and to conduct a long laboratory experiment.При замещении живой свиньи органной моделью кишки человека из свиного органокомплекса для нужд эксперимента непонятной является полноценность сохранения, прежде всего, диэлектрических свойств стенки кишки и возможности образования в ней субстрата электросварного соединения. Цель – определить соответствие выбранной органной модели потребностям лабораторного этапа отработки условий создания межкишечного анастомоза с применением метода электросварки, вместо проведения острого эксперимента на животном. Материал и методы. Исследовали особенности изменения толщины, импеданса и образования субстрата электросварного соединения в тканях тонкой кишки диаметром 24–27 мм и толстой кишки диаметром 27–31 мм. Органной моделью выбрали органокомплекс свиньи. Его охлаждали до 4 ºС и в течение 6–10 часов доставляли в лабораторию. Там биоимитатор погружали в теплый (26–32 ºС) раствор 0,9 % NaCl на 10–20 мин. Полученные показатели сравнили с полученными в остром эксперименте на свинье массой 45 кг, с согласия комитета по биоэтике. Создали 8 электросварных анастомозов на животной модели и 52 на органокомплексе. Извне на электроды прикладывали давление 2,1 Н/мм2 или 3,0 Н/мм2. Подавали импульсное высокочастотное напряжение, равномерно возрастающее от 80 В до 120 В в течение 0,2 секунды. Участок соединения кишки удаляли для гистологического исследования. Результаты. Под давлением отметили сходство тканей по эластичности и плотности, на границе эластичности. У животного была выше объемная резистентность мышечного слоя, но динамика утончения – тождественной, что свидетельствует о сходстве структурной прочности слоев ткани. В первоначальном импульсе импеданс плавно снижался, после чего плавно возрастал. В следующем импульсе импеданс мгновенно падал, а затем почти линейно возрастал в течение всего импульса. Подобная форма реактивности импеданса стабилизировалась с другого импульса в 92,3 % проб на органокомплексе и 96,2 % у животного. Во всех исследованиях образовывалось плотное соединение стенок в результате коагуляционных изменений пучков гладкомышечных волокон и коллагеновых волокон неоднородной глубины, но с образованием сплошной непрерывной структуры. Выводы. Динамика сжатия, протекание электросварочного импульса сквозь ткань и структура электросварочного анастомоза при использовании органокомплекса были такими же, как и во время острого эксперимента на животном. Принимая во внимание синергичность воздействия на ткани кишки при создании электросварного анастомоза, разработка технологии его создания требует проведения многочисленных экспериментальных исследований. Учитывая воспроизведение в исследованной органной модели базовых механических и электрических характеристик живой ткани и ожидаемых морфологических электросварных преобразований можно сделать вывод, что существует возможность полноценного замещения животной модели на этой стадии разработки и проведения длительного лабораторного эксперимента.При заміщенні живої свині органною моделлю кишки людини зі свинячого органокомплексу для потреб експерименту незрозумілою є повноцінність збереження діелектричних властивостей стінки кишки та можливості утворення в ній субстрату електрозварного з’єднання. Мета – визначити відповідність обраної органної моделі потребам лабораторного етапу відпрацювання умов створення міжкишкового анастомозу з застосуванням методу електрозварювання, замість проведення гострого експерименту на тварині. Матеріал і методи. Дослідили особливості зміни товщини, імпедансу та утворення субстрату електрозварного з’єднання в тканинах тонкої кишки діаметром 24–27 мм та товстої кишки діаметром 27–31 мм. Органною моделлю слугував органокомплекс свині. Його охолоджували до 4 ºС та протягом 6–10 годин доставляли до лабораторії. Там біоімітатор занурювали у теплий (26–32 ºС) розчин 0,9 % NaCl на 10–20 хв. Отримані показники порівняли з отриманими в гострому експерименті на свині масою 45 кг, за згодою комітету з біоетики. Створили 8 електрозварних анастомозів на тваринній моделі та 52 на органокомплексі. Ззовні на електроди прикладали тиск 2,1 Н/мм2 або 3,0 Н/мм2. Подавали імпульсну високочастотну напругу, що рівномірно зростала від 80 В до 120 В впродовж 0,2 секунди. Ділянку з’єднання кишки видаляли для гістологічного дослідження. Результати. Під зовнішнім стисненням ми відзначили подібність еластичності та щільності, на межі еластичності. У живої тварини була вища об’ємна резистентність м’язового шару, але динаміка стоншання – тотожною, що свідчить про подібність структурної міцності шарів тканини. У первинному імпульсі імпеданс плавно знижувався, після чого плавно зростав. У наступному імпульсі імпеданс миттєво падав, а потім майже лінійно зростав впродовж всього імпульсу. Подібна форма реактивності імпедансу стабілізувалася з другого імпульсу в 92,3 % проб на органокомплексі та 96,2 % – на тварині. В усіх дослідженнях утворювалось щільне з’єднання внаслідок коагуляційних змін пучків гладеньком’язових волокон та колагенових волокон неоднорідної глибини, але з утворенням суцільної безперервної структури. Висновки. Динаміка стиснення, перебіг електрозварного імпульсу крізь тканину та структура електрозварного анастомозу при використанні органокомплексу були такими ж, як і під час гострого експерименту на тварині. З огляду на синергійність впливу на тканини кишки при створенні електрозварного анастомозу, розробка технології його створення потребує проведення численних експериментальних досліджень. Враховуючи відтворення у дослідженій органній моделі базових механічних та електричних характеристик живої тканини та очікуваних морфологічних електрозварних перетворень можна зробити висновок, що існує можливість повноцінного заміщення тваринної моделі на цій стадії розробки та проведення тривалого лабораторного експерименту

Фізичні особливості електрозварного міжкишкового анастомозу

Several researchers believe that the modulus of elasticity (Young’s) more accurately reflects the mechanical tissue properties and intestinal anastomosis healing rather than bursting pressure, which is a consistent parameter. These measures are not widely used until establishing the structural strength, up to 7-14 days, but electric-welding anastomosis line is characterized by primary structural unity.Objective: to study the bursting strength and circular anastomosis elasticity, created by high-frequency live tissue welding (HF LTW), and to compare them with clinical requirements.Material and methods. Under the conditions of an acute experiment, anastomoses measuring 25 mm in diameter created on the swine small intestine were investigated: 16 electro-welded, 4 stapled and 4 single-row sutured ones. The gut segment, 20 cm in length, was slowly filled by coloured NaCl solution up to tightness loss. Anastomosis diameter change was determined simultaneously by its projection on the measuring ruler.Results. Tissue cutting by staples was noted at a pressure of 24.2±0.8 mm Hg, diameter change of 12%, and Young’s modulus – 384 Pa. The mucosal eversion and start of suture cutting were noted at a pressure of 41.3±5.1 mm Hg, diameter change of 20%, and elasticity – 1093 Pa. The welding line leakage occurred after prolonged uniform stretching, at 53.6±9.8 mm Hg. The diameter change was 40% and elastic constant – 2880 Pa.Conclusions. The combination of high elasticity and structural homogeneity of electro-welded anastomosis stretching is a relatively more reliable mechanism for avoiding early leakage. The obtained data determine the welding line propulsion involvement resulted in early stool appearance, as well as its resistance to sudden intra-abdominal pressure changes. The latter is an advantage for early patient activation, paediatric surgery and frequently fluid stool cases.Отдельные исследователи считают, что модуль упругости (Юнга) аккуратнее отражает механические свойства ткани и заживление в межкишечном анастомозе, чем разрывное давление, которое является согласованным показателем. Эти показатели не применяются широко до наступления структурной прочности, до 7–14 дней, но электросварной анастомоз отличается первичной структурной целостностью.Цель: изучить свойства разрывной прочности и эластичности циркулярного анастомоза, созданного с использованием технологии электросварки живых тканей, и сопоставить их с клиническими требованиями.Материалы и методы. В условиях острого эксперимента исследовали анастомозы диаметром 25 мм, созданные на участках тонкой кишки свиньи: 16 электросварных, 4 степлерных и 4 однорядных шовных. В сегмент кишки длиной 20 см медленно вводили окрашенный раствор NaCl до потери герметичности. В то же время определяли изменение диаметра кишки с проекцией на мерную линейку.Результаты. Прорезывание ткани скобами отметили при давлении 24,2 ± 0,8 мм, изменении диаметра – 12%, модуле Юнга – 384 Па. Выворачивание слизистой оболочки и начало прорезывания шва отметили при 41,3±5,1 мм, изменении диаметра – 20%, модуле Юнга – 1093 Па. Потерю герметичности линии электросварки наблюдали после длительного равномерного растяжения, при давлении 53,6±9,8 мм. Изменение диаметра составило 40%, модуль Юнга – 2880 Па.Выводы. Сочетание высокой эластичности и структурной однородности растяжения электросварного анастомоза является сравнительно надежным механизмом предотвращения ранней несостоятельности. Полученные данные определяют не только участие электросварного анастомоза в пропульсивных движениях и раннее появление стула, но и устойчивость его к внезапным изменениям внутрибрюшного давления, что является преимуществом для ранней активизации больного, при жидкой консистенции стула и в детской хирургии.Окремі дослідники вважають, що модуль пружності (Юнга) акуратніше відображає механічні властивості тканини та загоєння у міжкишковому анастомозі, аніж розривний тиск, який є узгодженим показником. Ці показники не широко застосовують до набуття структурної міцності, до 7–14 днів, але електрозварний анастомоз відрізняється первинною структурною єдністю.Мета: вивчити властивості розривної міцності й еластичності циркулярного анастомозу, створеного з використанням технології електрозварювання живих тканин, та порівняти їх з клінічними вимогами.Матеріали і методи. В умовах гострого експерименту дослідили анастомози діаметром 25 мм, створені на ділянках тонкої кишки свині: 16 електрозварних, 4 степлерних та 4 однорядних шовних. У сегмент кишки довжиною 20 см повільно вводили забарвлений розчин NaCl до втрати герметичності. Водночас визначали зміну діаметра кишки за проекцією на мірну лінійку.Результати. Прорізування тканини скобами відбувалося за тиску 24,2±0,8 мм рт. ст., зміни діаметра – 12%, модуля Юнга – 384 Па. Вивертання слизової оболонки та початок прорізування шва відбувалося за 41,3±5,1 мм рт. ст., зміни діаметра – 20%, модуля Юнга – 1093 Па. Втрата герметичності лінії електрозварювання відбулася після тривалого рівномірного розтягнення, за тиску 53,6±9,8 мм рт. ст. Зміна діаметра становила 40%, модуль Юнга – 2880 Па.Висновки. Поєднання високої еластичності та структурної однорідності розтягування електрозварного анастомозу є порівняно надійнішим механізмом уникнення ранньої неспроможності. Отримані дані визначають не лише участь електрозварного анастомозу у пропульсивних рухах та ранню появу випорожнень, але і стійкість його до раптових змін внутрішньочеревного тиску, що є перевагою для ранньої активізації хворого, за рідкої консистенції випорожнень та у дитячій хірургії

TAMSAT

Rainfall monitoring over Africa using satellite imagery is essential given the lack of land-based rainfall measurements and the dependency of economies largely based on climate-sensitive practices. Motivated by a need to monitor rainfall deficits and its impact on crop yield over the Sahel, the TAMSAT Group have, since the 1980s, helped pioneer the use of Meteosat thermal infrared (TIR) imagery for rainfall estimation using cold cloud duration (CCD). Unlike other TIR-based algorithms, the TAMSAT algorithm, which is calibrated using rain gauges, varies spatially and temporally to account for the strong spatial and seasonal changes in the rainfall climate across Africa. TAMSAT produce high-resolution (0.0375°), operational rainfall estimates from 1983 to the delayed present for all Africa, at the daily to seasonal time-step. Currently, TAMSAT is only one of a handful of datasets that provide long-term (+30 years) and sub-monthly rainfall estimates for Africa. The data, whose skill is comparable or better (depending on the metric) than other satellite products, are used by a variety of stakeholders in the commercial, humanitarian, agricultural and financial sectors. The temporal consistency and longevity of the TAMSAT record makes it a valuable dataset for climate monitoring and risk assessment