Modificări simple ale instrumentelor chirurgicale pot reduce complicațiile la deglutiție după intervențiile pe gât
Inginerii mecanici de la Universitatea Rice și neurochirurgii de la Baylor College of Medicine au descoperit că ajustările simple ale instrumentelor chirurgicale pot diminua presiunea asupra esofagului, reducând astfel riscul de dificultăți la deglutiție după intervențiile chirurgicale pe gât.
Studiul, publicat în Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, se concentrează pe discectomia cervicală anterioară și fuziune (ACDF), o procedură comună utilizată pentru a trata discurile deteriorate sau degenerative din gât.
Pentru a ajunge la coloana vertebrală din partea din față a gâtului, chirurgii mută temporar esofagul și țesuturile învecinate folosind retractoare metalice rigide. Deși procedura poate ameliora durerea și presiunea asupra nervilor, dificultățile la deglutiție, cunoscute sub numele de disfagie, reprezintă o complicație frecvent raportată. Cercetătorii au constatat că modificarea lățimii și a suprafeței unei lame de retractor poate influența semnificativ modul în care presiunea este distribuită pe peretele esofagului.
„În timpul acestor proceduri, chirurgul are nevoie de un drum clar și stabil către coloană, dar efectele mecanice ale reținerii esofagului sunt greu de cuantificat. Lucrările noastre leagă designul mecanic al instrumentului chirurgical direct de forțele la care este supus țesutul într-o simulare ACDF”, a declarat Raudel Avila.
Chirurgii se bazează de obicei pe vedere și feedback manual pentru a evalua reținerea țesutului, dar aceste metode nu pot arăta exact cum se deformează esofagul sau unde poate fi concentrată o presiune potențial periculoasă. Pentru a studia aceste forțe, cercetătorii au combinat simulări pe computer cu experimente folosind un model moale, inspirat din anatomie, al esofagului și țesutului din jur. Au creat un esofag din silicon gol, l-au încorporat într-un bloc mai mare care reprezenta țesutul din jur și au adăugat senzori de presiune subțiri. Un retractor chirurgical a fost apoi introdus printr-o incizie simulată și deschis în mod controlat. Presiunea măsurată s-a corelat strâns cu simulările pe computer la niveluri de reținere relevante din punct de vedere clinic, sugerând că modelele ar putea ajuta la prezicerea modului în care instrumentele chirurgicale încarcă țesutul.
„Am vrut să mergem dincolo de tratarea reținerii ca o simplă deplasare”, a adăugat Chihtong „Lily” Lee. „Esofagul se îndoaie, se întinde și se umflă în jurul lamei, generând forțe foarte localizate care poate că nu sunt evidente din ceea ce poate observa un chirurg.”
Cercetătorii au testat lamele retractoare cu lățimi variind între 20 și 50 de milimetri, descoperind că lamele mai late reduc stresul sub centrul lamei cu până la 82%, prin distribuirea forței pe o suprafață mai mare. Totuși, lamele mai late au deplasat și o parte dintre cele mai mari stresuri către margini, acolo unde țesutul se îndoaie în jurul instrumentului, sugerând că atât lățimea lamei, cât și forma marginii ar trebui considerate. Echipa a testat, de asemenea, o manșetă dintr-un polimer moale plasată peste lama metalică. Acest strat moale a redus necorespunderea dintre instrumentul rigid și țesutul din jur, scăzând stresul maxim în simulări cu până la 20%.
„Acestea sunt modificări mecanice simple”, a afirmat Alexander Ropper. „O interfață mai moale sau o geometrie a lamei mai bine optimizată ar putea redistribui încărcarea țesutului fără a schimba fundamental fluxul de lucru chirurgical.”
Deși forțele măsurate au fost sub nivelurile asociate cu eșecul imediat al țesutului, cercetătorii au menționat că presiunea susținută sau concentrată ar putea contribui în continuare la umflături, inflamații sau disfuncții temporare, mai ales în timpul unor intervenții mai lungi. Aceștia au subliniat că studiul nu stabilește un link direct între un anumit nivel de stres și dificultățile postoperatorii de deglutiție, deoarece anatomia pacientului, inflamația, durata intervenției și alți factori pot influența recuperarea. În schimb, au spus că lucrările oferă un mod de a compara designurile instrumentelor chirurgicale înainte de testarea clinică.
„Scopul nostru este să oferim chirurgilor și designerilor de dispozitive criterii măsurabile pe care le pot folosi pentru a lua decizii informate”, a declarat Avila. „Prin înțelegerea locului în care se dezvoltă stresul și modul în care poate fi redistribuit, s-ar putea reduce o complicație importantă a unei proceduri altfel foarte eficiente.”
„Această lucrare evidențiază relația extrem de importantă dintre ingineri și medici pentru avansarea tehnologiilor clinice și subliniază parteneriatul dintre Rice și Baylor College of Medicine”, a adăugat Alex Flores. „Această lucrare, în special, reprezintă baza științifică din spatele a ceea ce ar putea fi o tehnologie revoluționară, în special în chirurgia spinală. Suntem încântați să ducem această tehnologie la următoarele etape de testare și atenuare a riscurilor, în speranța de a avea un impact pozitiv asupra îngrijirii pacienților.”
