МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

им. Н.Э.Баумана

ФАКУЛЬТЕТ«БИОМЕДИЦИНСКАЯТЕХНИКА»

_____КАФЕДРА«БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»_____________

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой БМТ-1

д.т.н., профессор

_______________ И.Н. Спиридонов

«____»___________ 2014 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕУказания

к выполнению лабораторной работы

Изучение физико-механических свойств искусственных протезов кровеносных сосудов

«Конструкционные и биоматериалы»

МОСКВА2014 г.

Методические указания составил д.т.н., профессор: Г.В. Саврасов

Методические указания рассмотрены и одобрены

методической комиссией кафедры БМТ1

Председатель методической комиссии: _____________________В.А. Карпухин “_____”_____________ 2014 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Цель работы: экспериментальная оценка физико-механических свойств искусственных протезов кровеносного сосуда из различных материалов.

Задачи работы: освоить методики испытания биоматериалов и определить основные характеристики материалов кровеносных сосудов при одноосном растяжении.

Краткие теоретические сведения:

Реконструктивных операции сосудистого русла артерий нижних конечностей часто выполняются с использованием аутотрансплантатов, но во многих случаях для лечения используются искусственные протезы различных модификаций [5].

Необходимость оценки функциональных свойств искусственных протезов кровеносных сосудов послужила главной предпосылкой для данной работы. Этот вопрос актуален в связи с возрастающими требованиями современной ангиохирургии к свойствам искусственных протезов кровеносных сосудов, таким, например, как адекватность создаваемых протезов по своим биомеханическим свойствам замещаемым артериям.

Ниже рассмотрены некоторые реконструктивные операции современной ангиохирургии, как с применением искусственных протезов кровеносных сосудов, так и без них.

Хирургические методы лечения сосудистых заболеваний. В общем, все многообразие сосудистых операций (операций ангиопластики) можно свести к нескольким двум группам: (1) пластика эксплантатом (протезом) или трансплантатом – протезирование, шунтирование, различные сосудистые заплаты; (2) удаление из русла сосуда тромба, склеротических масс путем различного вида эктомий и дилатаций. К последней группе можно отнести и стентирование. Искусственные протезы находят применение также и при создании артериовенозных анастомозов, при гемодиализе (рис. В.3в) и пр. Применение тех или иных методов реконструкции зависит от заболевания, типа, стадии и локализации процесса. Протезирование и шунтирование активно развиваются уже более 40 лет, оставаясь и по сей день основными методами вмешательства в сердечно-сосудистой хирургии (по данным А.В. Покровского (1979) [18] эти операции проводились: при облитерирующем эндартериите - в 30 и 60% случаев соответственно, примерно такие же показатели при неспецифическом аортите, при облитерирующем атеросклерозе нижних конечностей с применением протезирования или шунтирования проводилось до 75 % операций).

Протезирование и шунтирование

Под протезированием (рис. В.2а) обычно понимают замещение части или всего сосуда (сосудов) специально изготовленным синтетическим или биологическим протезом (описание основных видов протезирования сосудов см. на рис. В.1). Почти всегда (кроме эндопротезирования) пораженный участок удаляется из организма.

Рис. В.1. Классификация методов протезирования сосудов

При шунтировании (рис. В.2б) создается отдельный путь кровотока между сосудами (аорта-артерия, артерия-артерия, артерия-вена и т.д.) или частями одного сосуда с использованием протезов различных типов. При этом пораженные участки сосудов могут быть сохранены в организме, например, в случае неполной окклюзии.

Протезирование и шунтирование являются основными операциями, применяемыми на сегодняшний день в ангиохирургии. Данные операции позволяют добиться наиболее устойчивого эффекта: восстановить проходимость сосудистого русла и ликвидировать ишемию тканей и органов, питаемых сосудами, лежащими дистальнее реконструируемых сосудов.

Рис. В.2. а) схема возможных реконструктивных операций в зоне бифуркации аорты: 1 – брюшная аорта, 2 – почечная артерия, 3 – ПТФЭ бифуркационный протез, 4 – текстильный гофрированный протез, 5 – линия паховой складки, 6 – глубокая артерия бедра, 7 – бедренная артерия; б) схематическое изображение операции шунтирования грудной и брюшной частей аорты текстильным гофрированным протезом; в) применение ПТФЭ протеза для создания артериовенозного шунта при гемодиализе.

Для осуществления всех реконструктивных операций на сосудах требуется знание и понимание (как врачами-ангиологами, так и инженерами – разработчиками хирургических инструментов и приборов), строения и биомеханических свойств сосуда и особенностей его поведения под нагрузкой во время операции. Важным фактором, обеспечивающим успех реконструкции, является соответствие свойств замещаемых сосудов свойствам имплантируемых протезов (шунтов).

Таблица В.1. Виды реконструктивных операций при ишемии нижних конечностей [18].

Вид операции	Аорто-подвздошный сегмент	Бедренно-подколенный сегмент
Прямые	Высокая резекция аорты с аорто-бедренным бифуркационным протезированием; Аорто-подвздошное или аорто-бедренное одно или двухстороннее бифуркационное протезирование или шунтирование; Тромбэндартерэктомия из аорто-подвздошного сегмента	Бедренно-подколенное шунтирование; Тромбэндартерэктомия из бедренной артерии; Пластика глубокой бедренной артерии
Непрямые	Подключично-бедренное шунтирование	Перекрестное бедренно-бедренное шунтирование

В последнее время в ангиохирургии особое внимание привлекает вопрос о соответствии вязкоупругих свойств сосудистых протезов свойствам живых сосудов [29,32,38]. Это обусловлено наличием ряда трудностей при реализации искусственных сосудов малого диаметра вследствие их быстрой тромбируемости [32]. Основным предположением в этой связи является утверждение, что причиной тромбирования является травмирование форменных элементов крови, возникающее за счет турбулентности течения крови на границе раздела живого сосуда и имплантата.

Для устранения возможной причины тромбообразования, улучшения равномерности кровотока и повышения надежности работы протезов предлагается в соответствии с принципом адекватности использовать протезы, вязкоупругое поведение которых в физиологическом диапазоне близко к живым. Для этого необходимо проведение всестороннего исследования биомеханических свойств кровеносных сосудов и их заменителей.