Pētījums par frekvences un elektroda materiāla ietekmi radiofrekvences ķirurģijā izmantojot cūkas ādas audus in vitro un in vivo

Abstract

Lai izvērtētu radiofrekvences ķirurģijas ietekmi incīziju veikšanai ādas audos, ir nepieciešams veikt pētījumus gan in vivo gan in vitro apstākļos. Ir nepieciešams izvērtēt dažādu frekvenču, elektrodu materiālu un griešanas ātruma ietekmi uz audiem veicot ķirurģisko operāciju. Latvijas Universitātes Medicīnas fakultātes Eksperimentālā Ķirurģijas centra vadībā, un sadarbībā ar MedTecResearch centru Vācijā, Krakovā un institūtu “Leibniz-Institute für Nutztierbiologie” Vācijā, Dummerstrofā tika veiktas incīzijas 12 laboratorijas cūku ādā sedācijas apstākļos. Brūču dzīšanas process tika izvērtēts sestajā un divpadsmitajā dienā pēc operācijas veikšanas. Tika salīdzināta termālā karstuma ietekme uz audiem dzīvos apstākļos, uzreiz pēc ķirurģijas veikšanas, ar nedzīviem apstākļiem. Iegūtie audu paraugi tika morfometriski izvērtēti un statistiski apstrādāti. Tika pierādīts, ka pielietotā frekvence būtiski neietekmē rezultātu, ja izmantotās enerģijas daudzums nepārsniedz 30 % no minimālās iespējamās ietekmējošās enerģijas. Arī izvēlētais griešanas ātrums diapazonā no 0,5 – 1,0 cm/s, kas atbilst aptuvenajam ķirurga griešanas ātrumam, veidojot vertikālu līnijveida incīziju, neuzrādīja vērā ņemamas atšķirības. In vitro un in vivo eksperimenti uzrādīja statistiski ticamu atšķirību incīzijas brūcēs apkārtējo audu termālās ietekmes izvērtēšanas rezultātos (p < 0,01). Volframa materiāls uzrādīja optimālākos rezultātus in vivo apstākļos, turpretim nitinola materiāls uzrādīja pārākumu pār citiem elektrodu materiāliem in vitro apstākļos. Izvērtējot virspusējās brūces kontrakcijas indeksu (SCI), tas samazinājās laika posmā no sestās līdz divpadsmitajai dienai. SCI atšķirības starp dienām uzrādīja statistisku ticamību (p< 0,01). No šī pētījuma var secināt, ka cūku ādas audi, kā izvēles variants pētījumos uz ādas audiem, no visiem eksperimentālajiem dzīvniekiem, ir vislīdzīgākie cilvēka ādas audiem. Rezultāti uzrādīja ievērojamu atšķirību starp in vivo un in vitro apstākļiem. No tā var secināt, ka arī tālākos pētījumos, ir nepieciešams veikt eksperimentus uz dzīvniekiem, ieviešot jaunu metodi elektroķirurģijā medicīnas praksē. Tā kā izvēlētais materiāls minimāli ietekmēja rezultātus, būtu interesanti apsvērt nitinola materiāla izmantošanu jaunu elektrodu dizaina izveidē, materiāla elastīgo īpašību dēļ, lai izstrādātu īpaša dizaina elektrodus mikroķirurģijā un minimāli invazīvās estētiskās ķirurģijas praksē. Pētījumā pielietotie histomorfometriskie parametri, matemātiskais modelis, un reepitelizācijas biezuma zonas mērījumi ir piemēroti virspusējās brūces dzīšanas procesa izvērtēšanai, īpaši izvērtējot sākuma dzīšanas fāzes, kā arī, minētos parametrus ir viegli pielietot vērtēšanas sistēmās.

The effect of radiofrequency surgery in skin incisions had to be tested in vivo and in vitro. The influence of frequency, different electrodes and cutting speed had to be tested. In cooperation with the Center of Experimental Surgery of the University of Latvia, MedTecResearch/Germany and the “Leibniz-Institute für Nutztierbiologie”, Dummerstorf/ Germany incisions in 12 living pigs under sedation have been carried out. The healing process was controlled at six and 12th day post- surgery. The thermal heat effect immediately after surgery was compared in vital and inanimate conditions. The obtained specimens have been morphometrically evaluated and statistically processed. It could be shown that the influence of frequency is low, if the energy does not exceed 30% of the minimal effective energy. The effect of the cutting speed in a range between 0.5-1.0 cm/s corresponding with surgical customs can be neglected. In vitro and in vivo experiments show clear differences (p< 0,01). Tungsten as electrode material is optimal in vivo, while Nitinol is superior in vitro. Regarding wound contraction superficial contraction index (SCI) decreased from 6th to 12th day. Difference between days was highly significant (p <0,01). From this study it can be concluded that for skin experiments, investigations on young male pigs has the best comparability with the human. Results showed completely different findings between vital and devital conditions. It means that also in the future animal experiments have to be established before the introduction of new methods or instruments in electrosurgery. Tungsten , nitinol and stainless steel show minor differences in the lateral heat effect, therefore it would be interesting to consider the practical implementation of nitinol material due to its superelastic properties to design special electrodes for microsurgical and minimally invasive aestetic surgery applications. The proposed histomorphometrical parameters, the mathematical model and re-epithelialization thickness zone measurements describe superficial changes in the wound, especially in the beginning of healing process and can be easily used within a scoring system for the quantitative evaluation of wound healing.