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Titel:Einfluss der Kompression auf dei Berstdrücke nach bipolarer Gefäßversiegelung - Untersuchung an einem ex vivo Modell der Pulmonalarterie
Autor:Rüdell, Franziska
Weitere Beteiligte: Kirschbaum, Andreas (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2018
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2019/0006
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2019-00061
DOI: https://doi.org/10.17192/z2019.0006
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):The influence of compression on the bursting pressure after bipolar sealing of blood vessels: investigations using ex vivo pulmonary arteries

Dokument

Schlagwörter:
Pulmonalarterie, Kompressionsdruck, bipolare Gefäßversiegelung, Berstdruck, bipolare Gefäßversiegelung, Kompressionsdruck, bipolare Gefäßversiegelung, Pulmonalarterie, Kompressionsdruck, Pulmonalarterie

Zusammenfassung:
Hintergrund: Mit der bipolaren Versiegelungstechnik können Arterien und Venen in einem Arbeitsschritt verschlossen und durchtrennt werden. Durch das Schließen der Instrumentenbranchen wird ein Kompressionsdruck aufgebaut, welcher die Kollagen- und Fibrinfasern in den Gefäßwänden zusammenpresst. Der anschließende Koagulationsprozess führt zum Verschmelzen der Fasern. In dieser Arbeit wird an einem ex vivo Modell der Pulmonalarterie untersucht, welchen Einfluss der Kompressionsdruck und die Dauer der Kompression auf die Höhe der Berstdrücke hat. Material und Methode: Die Untersuchungen wurden an Pulmonalarterien des Schweines durchgeführt. Hierzu erfolgte zunächst die Präparation der Pulmonalarterie von der Pulmonalklappe bis in die Peripherie der linken Lunge bei en bloc im Schlachthof entnommenen Herz-Lungenpräparaten. Zur digitalen Messung der Berstdrücke (in mbar) erfolgte die Implantation eines Drucksensors. Es wurden Gefäße unterschiedlichen Durchmessers untersucht: 1-6 mm, 7-12 mm und >12 mm. Nach bipolarer Versiegelung wurden durch maximale pneumatische Belastung der Gefäßnaht die Berstdrücke ermittelt. Für unsere Untersuchungen verwendeten wir das bipolare Versiegelungsinstrument MARSEAL® (Firma Gebrüder Martin GmbH & CoKG, Tuttlingen, Deutschland) mit der Stromart SealSafe® G3 und drei verschiedenen Kompressionsstärken der Maulbranchen (35N, 45N und 55N). Bei einer Kompressionsstärke von 35N wurden zudem die Berstdrücke nach unterschiedlicher Kompressionsdauer (0s, 5s, 10s und 20s) untersucht. Nach Abschluss der Messungen wurden für jede Gruppe (n=15) die mittleren Berstdrücke berechnet und die Gruppen miteinander durch einen nichtparametrischen Test (Mann - Whitney U Test) verglichen. Signifikanz bestand bei p < 0.05. Ergebnisse: Die mittleren Berstdrücke bei den Gefäßen 1- 6 mm lagen bei: 290.5 ± 77.1 mbar (35N), 323.0 ± 76.0 mbar (45N) und 301.6 ± 69.9 mbar (55N). Die Gruppen waren untereinander nicht signifikant verschieden. Für die Gefäßdurchmesser 7 – 12mm lagen die mittleren Berstdrücke bei: 108.1 ± 19.1 mbar (35N), 154.3 ± 28.5 mbar (45N) und 212.4 ± 45.3 mbar (55N). Bei einer Gefäßgröße > 12mm ermittelten wir mittlere Berstdrücke von 77.7 ± 11.7 mbar (35N), 117.6 ± 27.1 mbar (45N) und 166.3 ± 56.6 mbar (55N). Die Gruppen mit einer Kompressionsstärke von 55N lagen signifikant über den anderen Gruppen. Bei einer Kompressionsdauer von 5s ergaben sich mittlere Berstdrücke die signifikant über denjenigen mit einer Dauer von 0s lagen. Eine längere Kompressionszeit > 5s erbrachte keine weitere signifikante Steigerung der mittleren Berstdrücke. Die histologische Färbung (HE) der Versiegelungszonen zeigte mikroskopische keine Unterschiede zwischen den einzelnen Kompressionsstärken. Schlussfolgerung: Durch die Steigerung des Kompressionsdruckes können insbesondere für Gefäße größeren Durchmessers höhere Berstdrücke erzielt werden. Ebenso wirkt sich eine Kompression von 5s vor der Koagulation positiv auf die Stabilität der Gefäßnaht aus. Eine längere Kompressionsdauer führt jedoch zu keiner signifikanten Erhöhung der Berstdrücke.

Summary:
Background: With the bipolar sealing system arteries and veins can be sealed and divided in one step. By closing the instrument’s jaws a defined compression force is generated, so the collagen and fibrin fibres in the vascular wall are pressed together. The subsequent coagulation process causes the fibres to coalesce. In this paper an ex vivo pulmonary artery model is used to investigate, which impact the compression force and compression duration has on the bursting pressure achieved. Material and methods: The experiments were performed on pulmonary arteries of pigs. Firstly the whole pulmonary artery was exposed from the pulmonary valve up to the periphery of the left lung of heart-lung preparations, which were removed at a slaughterhouse. In order to measure the bursting pressure (in mbar) a digital pressure sensor was implanted. Vessels of different diameter were examinated: 1-6 mm, 7-12 mm and >12 mm. After bipolar sealing, bursting pressures were determined by pneumatic testing. We used the bipolar sealing device MARSEAL® (Gebrüder Martin GmbH & CoKG, Tuttlingen, Germany), SealSafe® G3 electric current and three different jaw compression forces (35N, 45N and 55N). With 35N compression bursting pressures were also measured after different compression durations (0s, 5s, 10s and 20s). After completing the experiments the mean bursting pressure was measured for each group (n=15) and the groups were compared to each other using a non-parametric test (Mann-Whitney U test). The significance level was p<0,05. Results: Mean bursting pressures in the 1-6 mm blood vessels were 290.5 ± 77.1 mbar (35N), 323.0 ± 76.0 mbar (45N) and 301.6 ± 69.9 mbar (55N). The groups did not differ significantly. Mean bursting pressures in the 7-12 mm vessels were 108.1 ± 19.1 mbar (35N), 154.3 ± 28.5 mbar (45N) and 212.4 ± 45.3 mbar (55N). In blood vessels > 12 mm in diameter we found mean bursting pressures of 77.7 ± 11.7 mbar (35N), 117.6 ± 27.1 mbar (45N) und 166.3 ± 56.6 mbar (55N). The results for the groups with 55N compression were significantly higher than for the other groups. A compression duration of 5s led to significantly higher mean bursting pressures than a duration of 0 s but a duration of > 5s did not bring a further significant increase in mean bursting pressure. Histological staining (HE) of the seal zone and microscopic examination did not reveal any differences relating to compression force. Conclusion: By increasing the compression force, higher burst pressures can be measured in particular for blood vessels of larger diameter. A compression of 5s before starting coagulation has also a positive effect on the stability of the sealing. A longer compression however causes no further advantage.


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