автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка структур и технологических процессов получения основовязаных эндопротезов из биодеструктируемых и биорезистентных синтетических нитей

На правах рукописи

Зайцеи Антон Викторович

РАЗРАБОТКА СТРУКТУР II ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВОВЯЗАНЫХ ЭНДОПРОТЕЗОВ ИЗ БИОДЕСIРУКТИРУЕМЫХ И БИОРЕЗИСТЕНТНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ

Специальности:

05.19.02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 с ЛЕН 2013

Санкт-Петербург 2010

004617796

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна».

Научные руководители: . ■ доктор технических наук, профессор .

• Ровинская Людмила Прокопьевна

■ кандидат химических наук, доцент Жуковский Валерий Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шамолина Ирина Игоревна

кандидат технических наук Полякова Светлана Валерьевна

Ведущая организация: ООО «Линтекс», г. Санкт-Петербург

Защита состоится 28 декабря 2010 г. в 18.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.01 в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18, ауд. 241.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д.18. Автореферат размещен на сайте www.sutd.ru

Автореферат разослан « 2? »НоЯбРЯ 2010 г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время в мировой хирургической практике наиболее распространенными эндопротезами для укрепления опорных мягких тканей в герииологии (грыжесечении), а так же при хирургическом лечении урологических и гинекологических заболеваний являются сетчатые основовязаные эндопротезы из полипропиленовых мононитей.

Однако накопленные и обобщенные клинические данные показали, что «стандартные» и «тяжелые» полипропиленовые эндопротезы обладают излишней прочностью, а главное и массой, что приводит к возникновению таких имплантат-ассоцированных осложнений как: проявление воспалительного процесса (серома, эрозии и др.), инфекционные осложнения (нагноение, свищеобразование), болевой синдром в раннем и отдаленном послеоперационном периоде, дискомфорт пациента (чувство инородного тела).

Одной из ведущих тенденций на современном этапе разработки и производства эндопротезов является снижение их материалоемкости. Одним из возможных способов решения данной задачи является создание частично рассасывающихся эндопротезов, содержащих биорезистентные (нерассасывающиеся) и биодеструк-тируемые (рассасывающиеся) мононити.

Известные (Уурго, Уурго II и (ЛИгарго) частично рассасывающиеся эндопротезы зарубежного производства имеют высокую стоимость и обладают ярко выраженной анизотропией прочностных свойств и растяжимости вдоль петельных столбиков и вдоль петельных рядов. Кроме того, Уурго и Уурго II подвержены инфицированию, так как изготовлены из комплексных нитей, что ведет к-увеличе-нию процента рецидивов. Поэтому данные изделия не получили широкого применения в клинической практике, в частности, в России. В связи с этим разработка отечественных частично рассасывающихся эндопротезов является целесообразной.

Работа выполнена по заданию ООО «Линтекс» (г. Санкт-Петербург), являющегося ведущим в РФ предприятием по производству хирургических материалов.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка структур основовязаных полотен для изготовления облегченных частично рассасывающихся полимерных эндопротезов и технологии их производства.

Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:

- изучен зарубежный опыт изготовления и проанализированы результаты применения частично рассасывающихся эндопротезов;

- сформулированы медико-технические требования, предъявляемые к частично рассасывающимся эндопротезам;

- исследованы свойства синтетических рассасывающихся нитей;

- разработана сетчатая структура основовязаного полотна, для изготовления частично рассасывающихся эндопротезов, удовлетворяющих медико-техническим требованиям;

- изучены свойства основовязаного полотна разработанной структуры с различным содержанием рассасывающихся нитей, определены оптимальные параметры заправки сновальной и вязальной машин;

- разработаны технологические процессы и режимы производства частично

рассасывающихся эндопротезов с учетом свойств рассасывающихся мононитей на основе сополимера гликолевой кислоты и капролактона (ПГКЛ) в условиях конкретного предприятия;

- проведены физико-механические и медико-биологические испытания разработанных образцов.

Методы и средства исследований. В исследованиях свойств полимерных нитей, разработке структур переплетений и технологического процесса производства частично рассасывающихся эндопротезов применялись как теоретические, так и экспериментальные методы с использованием основ технологии химических волокон, сопротивления материалов, технологии трикотажного производства, текстильного материаловедения.

Постановка и проведение экспериментов осуществлялась с помощью математических методов планирования, современных электронно-измерительных приборов ^а^гарЬ Ь, Гг^гоп, МюгоСо1ог). Обработка экспериментальных данных производилась с использованием современных компьютерных программ.

Научная новизна. В процессе выполнения диссертационной работы были получены следующие новые научные результаты:

- научно обосновано применение поливипилиденфторидиых мононитей (ПВДФ) в производстве частично рассасывающихся эндопротезов в качестве не-рассасывающейся составляющей структуры переплетения и мононитей из ПГКЛ со средними сроками рассасывания;

- разработаны теоретические положения в области создания и проектирования оптимальных формоустойчивых структур пористого основовязаного полотна с введением дополнительных рассасывающихся нитей в структуру двухгребеноч-ного комбинированного переплетения;

- по результатам проведения полного факторного эксперимента построена математическая модель, устанавливающая характер и степень зависимости жесткости и прочности эндопротезов от диаметра нитей и их процентного содержания в заправке при вязании полотна.

Практическая ценность работы. Разработана структура основовязаного полотна комбинированного двухгребеночного переплетения для производства частично рассасывающихся эндопротезов, обладающих на момент имплантации необходимой прочностью, жесткостью и формоустойчивостью, которые обеспечивают имплантату требуемые физико-механические и манипуляционные свойства, и имеющих после деструкции рассасывающихся нитей минимальную материалоемкость при сопоставимых растяжимости и прочности в различных направлениях.

Определены специфические условия переработки рассасывающихся мононитей, режимы термофиксации полотна из ПВДФ и ПГКЛ мононитей, условия стерилизации, заключительной сушки и хранения.

Проведена оценка прочности края сетчатых основовязаных полотен при разрыве шовной нитью различными видами швов. Даны рекомендации по выбору способа фиксации эндопротеза и расстояния наложения шва от края.

Разработанные эндопротезы соответствуют медико-техническим требованиям, что подтверждается результатами технических и медико-биологических

испытаний.

По результатам диссертации разработана нормативно-техническая документация (заправочные и технологические карты, проект технических условий) на производство частично рассасывающихся эндопротезов.

Апробация работы проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ в ООО «Линтекс» в рамках НИР «Разработка сетчатых эндопротезов для реконструктивно-восстановительной хирургии», государственный контракт 3650р/6043.

Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на конференциях:

• «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической промышленности», Всероссийская научно-техническая конференция (г. Санкт-Петербург, 2007г.);

• «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения», научно-техническая конференция «Текстиль 2007» (г. Димитровград, 2007г.);

• «Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов», международная научная конференция (г. Санкт-Петербург, «2008 г.);

• «Современные технологии и возможности реконструктивно-восстановительной и эстетической хирургии» П-я международная конференция (г. Москва, 2010 г.).

Структура и объел работы. Работа состоит из введения, 6 глав с цыводами, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа изложена на 163 страницах, имеет 53 рисунка, 18 таблиц, 5 приложений, список литературы включает 119 наименование.

Содержание работы

Во введении дана краткая характеристика темы диссертации, обоснована ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследований.

В первой главе рассмотрено современное состояние и тенденции в области разработки и применения эндопротезов с уменьшенной материалоемкостью. На основании анализа патентной и научной литературы определены два пути снижения материалоемкости эндопротезов - за счет уменьшения диаметра нитей, из которых изготавливаются эндопротезы, и введением рассасывающихся нитей в структуру эндопротеза. Изучение видов, свойств, а так же опыта применения частично рассасывающихся эндопротезов показывает, что наиболее перспективным направлением для изготовления эндопротезов является применение трикотажной технологии с использованием основовязального оборудования. Для «каркасного» переплетения частично рассасывающихся эндопротезов целесообразнее использовать ПВДФ мононити, обладающие высокой биосовместимостью, механической прочностью, монолитной структурой, которая затрудняет адсорбцию бактерий на их поверхности. В качестве дополнительных (рассасывающихся) нитей предпочтительно использовать синтетические ПГКЛ мононити со средними (6090 дней) сроками рассасывания.

Анализ существующего положения в области производства и применения

частично рассасывающихся эндопротезов позволил определить следующие требования к ним:

- на момент имплантации эндопротез должен обладать прочностью, достаточной, чтобы противостоять внутрибрюшному давлению, жесткостью и формо-устойчивостью, обеспечивающих ему необходимые манипуляционные свойства;

- после деструкции рассасывающихся нитей должен остаться «каркас» из нерассасывающихся нитей, обладающий пониженной материалоемкостью при сопоставимых минимально допустимой прочности и растяжимости во всех направлениях, так как основную нагрузку внутрибрюшного давления принимает на себя образовавшаяся на нем пластина из соединительной ткани.

Во второй главе приведено описание выбранных для исследования нерассасывающихся ПВДФ и рассасывающихся ПГКЛ мононитей. С целью моделирования поведения ПГКЛ мононитей при вязании двухкомпонентного полотна и изучения свойств последнего, в том числе после деструкции рассасывающихся нитей, изучены более доступные и дешевые поликапроамидные (ПКА) мононити.

Определены характеристики крученых комплексных полигидроксиацетило-вых (ПГА) нитей, а так же этих нитей с двумя вариантами рассасывающегося полимерного покрытия, технология нанесения которых разработана совместно с ООО «Линтекс» и кафедрой наноструктурных волокнистых и композиционных материалов СПГУТД.

Для формирования покрытия использован полиглактин 370 представляющий собой сополимер 30% гликолида и 70% лактида, обладающий способностью рассасываться в организме. Для нанесения покрытия использовали 2,5% и 5% (покрытие 1 и 2) раствор полиглактина 370 в 1,3-диоксолане. После пропитки нити подвергали сушке в термокамере при температуре 85±2°С в натянутом состоянии. Обработку осуществляли дважды.

После нанесения полимерного покрытия на комплексные нити ПГА было выявлено уменьшение (до 25%) диаметра нитей. Это объясняется склеиванием элементарных нитей и уплотнением структуры комплексной нити в процессе испарения растворителя. Результатом этого является значительное увеличение жесткости в 5,5 и 5,8 раза для покрытия 1 и 2 соответственно. Поэтому, несмотря на высокую (12-13 Н) прочность модифицированных ПГА нитей диаметром 0,120,13 мм, применение их для изготовления эндопротезов сопряжено с существенными трудностями выполнения отдельных операций цикла петлеобразования. Таким образом, данное направление исследований может быть перспективным, только в случае разработки технологии и оборудования для нанесения полимерного покрытия непосредственно на готовое сетчатое полотно.

С учетом того, что в ближайшем послеоперационном периоде внутрибрюшному давлению противостоит сетчатый эндопротез, а в отдаленном - эту функцию в основном выполняет образовавшийся на нем соединительный рубец, необходимо, чтобы исходный эндопротез обладал достаточной прочностью (для малых и средних грыж порядка 16 Н/см, для гигантских - не менее 32 Н/см). В тоже время после формирования на эндопротезе соединительнотканного рубца роль имплантата в основном сводится к поддержанию незначительной воспалительной реакции тканей, препятствующей полной дезорганизации рубца. Для

этого и необходим нерассасывающийся компонент. С целью минимизации его количества в работе использовали мононити ПВДФ диаметром 0,09 мм, имеющие разрывную нагрузку 3,4 Н и жесткость 0,55 сН мм2, а для повышения прочностных характеристик и жесткости, облегчающих хирургические манипуляции с эндопротезом, - ПГКЛ мононити диаметром 0,12 мм (разрывная нагрузка составляет 12 Н, а жесткость - 0,7 сН мм2).

Изготовление опытных партий сетчатых основовязаных полотен из этих мононитей показало вполне удовлетворительную способность их к переработке на основовязальном оборудовании.

Исследования показали, что ПКА мононити характеризуются прочностными свойствами и жесткостью сопоставимыми со сравниваемыми свойствами ПГКЛ мононитей аналогичных диаметров. Это дает возможность использовать ПКА мононити в качестве модели при проектировании технологических параметров и свойств частично рассасывающихся эндопротезов.

Поскольку механизм биодеструкции ПГКЛ мононитей является гидролитическим, т.е. протекает под воздействием влаги, необходимо строго контролировать влажность как сырья в ходе технологических процессов его переработки, так и полуфабрикатов при отделочных операциях, стерилизации, заключительной сушке и упаковке готовой продукции. Прочность и скорость рассасывания нитей напрямую зависят от их влажности. Известно, что на длительное хранение могут закладываться изделия из ПГКЛ с влажностью не более 0,15%.

Были исследованы гигростатические условия переработки и хранения ПГКЛ мононитей. Для этого в четырех эксикаторах были приготовлены гигррстаты на основе серной кислоты с массовой концентрацией 95, 70, 60 и 50%. В каждый гигростат помещали образцы ПГКЛ мононитей с влажностью 0,13% и выдерживали 7 суток при температуре 20±2°С. На основании полученных результатов (таблица 1) можно сделать заключение, что ПГКЛ мононити обезвоживаются при относительной влажности воздуха менее 10% и увлажняются при более высокой.

Таблица I - Влияние относительной влажности воздуха на равновесную влажность ПГКЛ мононитей

Концентрация Н2504 в гигростате, % Относительная влажность воздуха в гигростате Содержание воды в мононити С, %

95 <0,02 0,012

70 4,1 0,11

60 16,4 0,23

50 35,3 0,38

Организовать выпуск частично рассасывающихся эндопротезов в таких условиях и просто создать в производственных помещениях влажность ниже изо-гигростатической точки 10% достаточно сложно технически. Кроме того, такие условия труда не комфортны для обслуживающего персонала. Поэтому была предложена технологическая схема производства частично рассасывающихся эндопротезов с применением заключительной сушки.

С целью определения параметров сушки до остаточной влажности менее 0,15% были получены дериватограммы в среде азота и на воздухе образцов ПГКЛ мононитей на дериватографе Паулик, Паулик и Эрдей. Потеря влаги происходит с началом повышения температуры и практически заканчивается при 100-115°С.

Наиболее прочно удерживаемая кристаллизационная вода выделяется с

7

эндотермическим эффектом в области температур 80-115°С. С учетом максимального сохранения физико-механических и биологических свойств рассасывающегося полимера выбрана температура сушки 80°С, а для интенсификации процесса предложено проводить ее в вакууме при остаточном давлении 8 торр с периодической «промывкой» сушильной камеры азотом. При таких условиях было достигнуто влагосодержание ПГКЛ мононитей в пределах 0,014-0,14%.

Третья глава посвящена проектированию структуры основовязаного полотна для эндопротезов с применением рассасывающихся нитей. Рассмотрены принципы получения формоустойчивых основовязаных полотен с дополнительными нитями в виде уточных, футерных и платировочных.

Введение в структуру основовязаного полотна дополнительных нитей в виде уточных значительно снижает растяжимость. Это явление обусловлено высокой ориентацией уточных протяжек в горизонтальном и вертикальном направлениях. Однако при сложных деформациях уточные нити изменяют свое положение относительно петель грунта и разрушаются в первую очередь. В случае использования мононитей эти свойства выражены еще более явно.

В основовязаном трикотаже футерованного переплетения футерные нити, ввязываясь в петли грунта, образуют протяжки и наброски на изнаночной стороне полотна. Футерные нити, так же как и уточные, уменьшают растяжимость полотна, но в отличие от уточных они всегда прокладываются на иглы.

Основным недостатком платированного трикотажа является его большая поверхностная плотность. Однако при условии использовании одного вида сырья платированные переплетения обладают более высокими показателями прочности по сравнению с уточными и футерованными за счет образования остовов петель двумя нитями. Смещения платировочных и грунтовых нитей относительно друг друга при деформации не происходит, этот факт объясняется надежной фиксацией нитей в структуре полотна. Это положительное свойство основовязаного платированного трикотажа, которое может быть использовано при проектировании структур эндопротезов с введением дополнительных нитей.

Однако, введение дополнительной рассасывающейся нити в виде уточной, футерной или платировочной не целесообразно при производстве полотна для изготовления эндопротезов на двухгребеночной машине, т.к. после ее деструкции имплантат может представлять собой отдельные петельные столбики (переплетение цепочка) либо одногребеночное главное или производное основовязаное полотно, обладающее низкими прочностными характеристиками.

На основании проведенного анализа структур переплетений, используемых при производстве сетчатых эндопротезов, свойств формоустойчивых основовязаных полотен рассмотренных выше переплетений, а так же с учетом дальнейшей биодеструкции дополнительных нитей, была спроектирована комбинированная сетчатая структура на базе простого филейного переплетения (рисунок 1). В ушковины второй гребенки заправляются две нити - ПГКЛ и ПВДФ (рисунок 2,6), при этом остовы петель получаются аналогично платированным (рисунок 2, а), образуются два варианта петель с разносторонними протяжками (рисунок 3).

При вышеописанном способе образования остовов петель, осуществляется надежное закрепление дополнительных нитей в структуре, их смещения относи-

тельно друг друга не происходит, как при небольших нагрузках, так и при сложных деформациях, т.е. повышается формоустойчивость полотна.

1Ф. 2гр.

!гр. 2-1-1 2-3-2 2-1-2 2-3-2 1 -2-2 1-0-1 1-2-1 1-0-1

2гр-1-2-2 1-0-1 1-2-1 1-0-1 2-1-1 2-3-2 2-1-2 2-3-2

Рисунок 1 - Выбранная структура филейного переплетения: графическая запись (а), порядок заправки и взаимной установки ушковых гребенок (б); аналитическая запись (в), расположение филейных отверстий в поле вязания полотна (г) Обозначения: К - ПВДФ мононить, в - ПВДФ мононить и ПГКЛ нити

Отсутствие связей между петельными столбиками обеспечивает получение филейных отверстий (рисунок 1). Размер ячейки (филейного отверстия) определяется раппортом кладки нитей двух гребенок по вертикали Як=8, по горизонтали Яь=3, а пористость структуры - раппортом расположения ячеек на полотне 1^=16, Яь=2.

Были выбраны различные процентные содержания

рассасывающихся нитей в заправке (100%, 75%, 50%, 25% относительно одной второй гребенки), с целью определения влияния количества введенной дополнительной нити на структуру полотна после ее биодеструкции. Варианты заправки ушковых гребенок представлены в таблице 2.

Рисунок 2 - Образование платировапной петли (а) и петли с дополнительной нитью (б)

а б

Рисунок 3 - Варианты образования платированных петель: закрытая-закрытая (а) и открытая-открытая (б)

Вариант Количество рассасывающихся нитей в заправке относительно количества пробранных ушковин гребенки,% Расположение нитей на катушке

Г гребенка 2"гребенка

1 0 РРРРРРРР РРРРРРРР

2 25 РРРРРРРР ОРРРСРРР

3 50 РРРРРРРР ОРСРСРСР

4 75 РРРРРРРР ССОРСОСР

5 100 РРРРРРРР ссоссосо

Обозначения: р - ПВДФ мононити, в - ПВДФ мононити и рассасывающиеся нити

Рассмотрены особенности проектирования технологических параметров выбранных структур на основе универсального метода с учетом специфики их получения:

- порядок заправки гребенок: первая - ПВДФ мононити, вторая - ПВДФ и ПГКЛ мононити заправляются согласно принятому процентному содержанию их в раппорте заправки;

- для образования полотна филейного переплетения используется неполная проборка обеих ушковых гребенок;

- учитывается раппорт заправки второй гребенки ПГКЛ мононитью;

- расчет среднего диаметра нити при комбинированной заправке должен определяться из процентного соотношения компонентов.

В четвертой главе проведено исследование физико-механических свойств основовязаных полотен.

В связи с длительностью процесса деструкции ПГКЛ мононитей в качестве имитации рассасывающегося компонента были выбраны ПКА мононити сопоставимые по жесткости с ПГКЛ мононитями. Они легко растворимы в минеральных кислотах (серной, соляной, муравьиной), что позволяет моделировать поведение рассасывающихся мононитей в структуре эндопротеза, а также его свойств. Использовали ПКА мононити 3 диаметров: 0,12 мм; 0,15 мм и 0,18 мм.

Исследование полученных образцов до растворения и после проводилось в нескольких направлениях:

- изменение свойств образцов с увеличением количества находящихся в структуре дополнительных нитей;

- изменение свойств образцов после растворения в зависимости от количества допоплнительных ПКА мононитей.

Контролировались изменения следующих параметров: структуры, прочности и удлинения, жесткости образцов.

Характер изменения структуры образцов представлен на примере заправки вязальной машины ПКА мононитями ё = 0,12 мм (рисунок 4).

Рисунок 4 - Фотография эндопротеза из ПВДФ мононитей без введения в структуру ПКА мононитей (а); со 100% содержанием ПКА мононитей в одной гребенке (б) и после растворения ПКА мононитей (в)

Для сравнения приведены диаграммы прочностных свойств вдоль петельных рядов образцов без дополнительных ПКА мононитей (рисунок 5,а); с ПКА

мононитями (100% в одной гребенке) ¿/=0,12 мм до (рисунок 5, б) и после растворения (рисунок 5, в).

Разрывное удлинение.% Разрывное удлинение,",; Разрывное удлинением

а б в

Рисунок 5 - Диаграммы растяжения вдоль петельных рядов образцов эндопротезов из ПВДФ мононитей без введения дополнительных нитей в структуру (а), с введением ПКА мононитей в структуру (б) и после растворения ПКА мононитей (в)

Результаты испытаний показали, что введение предложенным способом в структуру переплетения дополнительных нитей значительно увеличивает прочностные (в 1,3 раза) свойства полотен и жесткость (в 5 раз), а также уменьшает разрывное удлинение (в 1,5 раза), что является положительными свойствами эндопротезов на момент их имплантации. Данная тенденция прослеживается как вдоль петельных рядов, так и вдоль петельных столбиков.

После растворения ПКА мононитей растяжимость эндопротезов за счет деформированной структуры «каркасного» переплетения возрастает (примерно в 3,5 раза).

Прослеживается тенденция снижения (примерно в 2 раза) жесткости для образцов после растворения ПКА мононитей по сравнению с жесткостью «каркасного» переплетения. Это положительно влияет на свойства эндопротезов и снижает вероятность возникновения имплантат-ассоциированных побочных эффектов, таких как болевой синдром в раннем и отдаленном послеоперационном периодах, ощущение пациентом инородного тела и т.д.

В результате проведенного двухфакторного эксперимента установлены характер и степень влияния на жесткость (У! и У^), прочность (У2 и У г) и удлинение за счет структуры (Уз и У'з) эндопротезов изменения диаметра ПКА мононити (X,), а так же их процентного содержания в заправке (Х2) при вязании полотна в виде следующих регрессионных уравнений:

У,= 7,3-1,7Х,-Х2 + 0,1Х,Х2 У',= 11,6- 1,2Х,-Х2 + 0,8Х,Х2

У2= 60,0-7,5Х, + 10,5Х2 У'2=54,0 - X, + 8,5Х2 + 1,5Х,Х2 У3= 26,25 + 4,75Х, + 10,25Х2 + 1,75Х,Х2 У'з=32,5 + 3,5Х, + 8,5Х2 + 0,5Х,Х2

Располагая серией кривых разных уровней полученных сечений поверхно-

стей отклика можно проектировать эндопротезы с необходимыми прочностными характеристиками и оптимальной жесткостью, варьируя процентным содержанием рассасывающихся нитей в заправке и их диаметром.

С учетом полученных результатов было предложено использование спроектированных эндопротезов в следующих группах прочности (таблица 3).

Таблица 3 - Характеристики используемых в настоящее время и спроектированных эндолротезов

Параметр Эндоп ротезы

нерассасывающиеся частично рассасы вагощиеся

Группа «стандартных» (значение разрывной нагрузки Р = 16-32 Н/см)

Сырьевой состав ПВДФ ПВДФ ПГКЛ

Диаметр мононитей, мм 0,12 0,09 0,12

Соотношение нитей в структуре эндопротеза, % 100 80 20

Материалоемкость эндопротеза на момент имплантации, т1м1 120 115

Материалоемкость эндопротеза на отдаленных сроках после имплантации, г/м2 120 58

Группа «тяжелых» (значение разрывной нагрузки Р>32 Н/см)

Сырьевой состав ПВДФ ПВДФ ПГКЛ

Диаметр мононитей, мм 0,14 0,09 0,17

Соотношение нитей в структуре эндопротеза, % 100 65 35

Материалоемкость эндопротеза на момент имплантации, г/м2 200 190

Материалоемкость эндопротеза на отдаленных сроках после имплантации, г/м2 200 65

Таким образом, в группе «стандартных» эндопротезов, применяющихся в лечении грыж различной локализации и для пластики дефектов мягких тканей, после деструкции рассасывающегося компонента материалоемкость имплантата снижается на 50%, в группе «тяжелых» эндопротезов, отличающихся повышенной прочностью на момент имплантации, материалоемкость уменьшается на 66%.

В пятой главе разработана технологическая цепочка производства эндопротезов с учетом особенностей переработки ПГКЛ мононитей и режимы отделочных операций.

Особенности процесса петлеобразования и конструкция основовязальных машин требуют специального технологического процесса - снования нитей. Спецификой создания основы является подготовка навоя для второй гребенки. Как уже отмечалось ранее, при образовании петель второй гребенкой, в зону вязания со сновальной катушки подается две нити.

Для вязания полотна была выбрана основовязальная машина 22 класса «Ко-кетт-У2». На любых типах трикотажных машин можно перерабатывать нити и пряжу лишь в определенном диапазоне толщин. Нижний предел определяется исходя из качественных требований к полотну, верхний предел толщины нити определяется величиной ниточного промежутка х - расстоянием между иглой и стенкой платины, мм. Величина ниточного промежутка определяется выражением:

х = (1-И-р)/2,

где / - игольный шаг машины, мм; И - толщина крючка иглы, мм; р - толщина платины, мм.

Для выбранной модели вязальной машины х = 0,48. Соотношение между ниточным промежутком и толщиной перерабатываемой нити (с учетом двух ни-

тей, одновременно попадаемых под крючок иглы, жесткости игл) для основовя-зальных машин высоких классов:

х = 1,69(1,

где <1 - толщина (диаметр) нити, мм.

Таким образом, максимальный суммарный диаметр двух нитей попадающих под крючок - 0,26-Ю,28 мм.

Для приведения структуры трикотажа, снятого с вязальной машины, в условно-равновесное состояние, при котором она не проявляет стремления к дальнейшему изменению размеров и имеет наиболее высокую устойчивость, полотна подвергают термической обработке в растянутом виде при температуре 150±5 °С в течении 10-12 минут.

После стадии термофиксации полотно подвергается лазерному раскрою в соответствии и ассортиментом выпускаемой продукции. Для режима раскроя выбраны: длина волны лазера 10,6 мкм; мощность излучения - 15 Вт; диаметр луча в фокусе - 1,0 мм; скорость раскроя - 50 мм/с.

Перед дальнейшей упаковкой раскроенные заготовки подвергаются трехкратной промывке этиловым спиртом при комнатной температуре с целью удаления технологических загрязнений и нежелательных визуальных эффектов. Затем полуфабрикаты сушат в течении 1 часа на воздухе между слоями фильтровальной бумаги при температуре 20±2°С, после чего они передаются для „первичной упаковки. Упаковка эндопротезов должна быть светонепроницаемой и герметичной. Выбрана двойная упаковка: внутренняя - ламинированная алюминиевая фольга; внешняя - полимерно-бумажный пакет.

В связи с тем, что у ПГКЛ мононитей существенно снижаются прочностные свойства в процессе стерилизации гамма-лучами или ускоренными электронами, несмотря на высокую радиационную стойкость ПВДФ мононитей, спроектированные эндопротезы стерилизуют только газовым методом, в частном случае -оксидом этилена. Цикл стерилизации продолжается в течении 1 часа при влажности в камере 75%.

После процесса стерилизации эндопротезы передаются на заключительную сушку и вторичную упаковку. Сушка изделий осуществляется в вакуумном шкафу в режиме установленном для ПГКЛ мононитей описанном в главе 2.

В шестой главе проведена оценка прочностных характеристик краев осно-вовязаных полотен из ПВДФ и ПВДФ+ПГКЛ нитей при разрыве шовной нитью узловым и непрерывным обвивным швами. Для исследований были выбраны три варианта основовязаных полотен из ПВДФ и один из ПВДФ+ПГКЛ мононитей разного диаметра.

Считается, что внутрибрюшное давление распределяется по сетчатому эндопротезу достаточно равномерно, а критическими точками являются зоны узлов, через которые нагрузка передается тканям. Следовательно, надежность структуры полотна к прорезанию шовной нитью при его фиксации к тканям организма характеризуется прочностью разрыва края шовной нитью.

Увеличение прочности края сетчатого полотна в зависимости от расстояния крепления шовной нити не существенно (при изменении расстояния от 4 до 15 мм максимум на 26%), поэтому принятое в практической хирургии расстояние от края 6-8 мм можно считать вполне достаточным.

В зависимости от диаметра ПВДФ мононитей в диапазоне 0,09 ^ 0,14 мм прочность краев образцов при разрыве узловым швом находится в пределах от 40 до 170 Н и при разрыве обвивным швом - от 43,0 до 170,2 Н. Спроектированные эндопротезы из ПВДФ+ПГКЛ мононитей обладают прочностными характеристиками краев от 67,2 до 100,8 Н и от 87,2 до 101,8Н.

Как известно, наиболее вероятной причиной рецидивов грыж может быть разрыв швом либо края эндопротеза, либо тканей организма к которым он фиксируется. Клинические исследования зарубежных и отечественных исследователей показали, что сила отрыва одиночного шва от различных тканей брюшной стенки находится в пределах 3,6 -^88,1 Н, а для обвивного шва- 15,2 144,1 Н.

Сравнительный анализ этих данных и результатов наших исследований показывает, что при использовании узлового и обвивного швов прочность образцов либо приближена, либо превышает максимальную прочность крепления шва к тканям организма.

Для определения биосовместимости и тканевой реакции на разработанные эндопротезы из ПВДФ и ПГКЛ мононитей проведены экспериментальные исследования на белых крысах-самцах линии Вистар. В качестве материалов сравнения использовали нерассасывающийся эндопротез из ПВДФ мононитей диаметром 0,09 мм той же структуры (контрольный образец) и зарубежный аналог - эндопротез Ultrapro («Ethicon», USA), изготовленный из нерассасы-вающихся ПП мононитей и рассасывающихся полиглекапроновых мононитей.

Животным в брюшную стенку имплантировали образцы 20x20 мм на сроки 7, 14, 30, 90 и 180 суток. Изучали морфологические изменения тканей брюшной стенки, окружавших эндопротез.

На ранних сроках наблюдения выявлены определенные отличия в реакции тканей на нерассасывающий и частично рассасывающийся имплантаты. Так на эндопротез из ПВДФ мононитей была минимальная воспалительная реакция на присутствие биологически инертного материала.

На оба частично рассасывающихся эндопротеза воспалительная реакция было несколько более выражена, что связано с выделением в окружающие ткани химических компонентов, образующихся при биодеструкции рассасывающихся мононитей.

В срок 90 суток, очевидно по той же причине, наблюдалось замедленное созревание соединительной ткани, формирующейся на частично рассасывающихся эндопротезах.

На сроке 180 суток принципиальных отличий в конфигурации соединительной ткани и выраженной воспалительной реакции не отмечено для всех исследованных образцов.

Таким образом, можно считать, что в целом по тканевой реакции разработанный сетчатый эндопротез из ПВДФ и ПГКЛ идентичен зарубежному аналогу,

но как было отмечено выше, превосходит его по прочностным характеристикам и равномерности деформирования в различных направлениях.

Проведенные аккредитованными организациями токсикологические и сани-тарно-химические испытания, а также исследования на стерильность свидетельствуют о том, что разработанные сетчатые эндопротезы отвечают требованиям, предъявляемым к изделиям медицинского назначения, имеющим длительный контакт с тканями организма, и рекомендуются к применению по назначению по показателям «токсичность» и «стерильность».

Общие выводы по работе

1. Разработаны структуры и технологические процессы получения облегченных эндопротезов из биорезистентных и биодеструктируемых синтетических мононитей.

2. На основе анализа научной и патентной литературы установлено, что наиболее перспективными являются облегченные частично рассасывающиеся эндопротезы изготовляемые трикотажным способом с применением основовя-зального оборудования. Сформулированы основные медико-технические требования к таким изделиям.

3. В качестве сырья для производства частично рассасывающихся эндопротезов выбраны биорезистентные ПВДФ мононити, а в качестве дополнительных нитей - синтетические биодеструктируемые ПГКЛ мононити со средними сроками рассасывания. Для снижения материалоемкости нерассасывающегося компонента использовали ПВДФ мононити диаметром 0,09 мм, а повышение прочности и жесткости, улучшающих манипуляционные свойства, обеспечивали введением в структуру эндопротеза рассасывающихся ПГКЛ мононитей диаметром 0,12 мм. Показана вполне удовлетворительная способность ПГКЛ мононитей к переработке на вязальном оборудовании.

4. Исследованы гигроскопические условия переработки и хранения ПГКЛ мононитей. С учетом полученных результатов разработан технологический процесс заключительной сушки эндопротезов содержащих ПГКЛ мононити, обеспечивающий влагосодержание менее 0,15% и сохранение функциональных свойств в герметичной упаковке более 3 лет.

5. Разработаны теоретические положения в области проектирования оптимальных формоустойчивых структур сетчатого основовязаного полотна с введением дополнительных рассасывающихся нитей.

6. Разработан технологический процесс изготовления частично рассасывающихся эндопротезов и режимы влажной, термической и химической обработки полотна с учетом условий переработки рассасывающихся нитей. Разработаны заключительные этапы производства эндопротезов: лазерный раскрой, способ упаковки, методы стерилизации и вакуумной сушки, позволяющие сохранить их эксплуатационные свойства в процессе длительного хранения.

7. В результате проведенного двухфакторного эксперимента установлены характер и степень влияния на жесткость, прочность и удлинение образцов изменения диаметра рассасывающейся нити, а так же их процентного содержания в заправке при вязании полотна. Получены регрессионные уравнения.

8. Проведены токсикологические, санитарно-химические испытания, а также исследования на стерильность, позволившие рекомендовать разработанные эндопротезы для клинического изучения. Составлены нормативно-техническая документация производства частично рассасывающихся сетчатых эндопротезов (заправочные и технологические карты, проект технические условия). Результаты работы внедрены в ООО «Линтекс», г. Санкт-Петербург.

Публикации, отражающие содержание работы

Статьи в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ

1. Зайцев, A.B. Оценка прочностных характеристик краев основовязаных полотен из полимерных мононитей [Текст]/ Зайцев A.B., Ровинская Л.П., Жуковский В.А., Столяров О.Н. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010,- Том 8 №2.-С. 6-11.

Статьи, материалы конференций и тезисы докладов

1. Филипенко Т.С. Исследование свойств основовязаных полотен медицинского назначения из полипропиленовых мононитей [Текст]/Т.С. Филипенко, Л.П. Ровинская, A.B. Зайцев// Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности. Всероссийская н.-техн. конф. Тез. докл.- СПб: СПГУТД, 2007, - С. 110-111.

2. Ровинская, Л.П Создание и исследование свойств основовязаных полотен медицинского назначения с улучшенными биологическими и эксплуатационными показателями [Текст]/ Л.П. Ровинская, В.А. Жуковский, Т.С. Филипенко, A.B. Зайцев// Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения: Матер, н.-техн. конф. «Тех-текстиль-2007»,- Димитровград: ДИТУД УлГТУт 2007,- С. 55-57.

3. Ровинская, Л.П. Современные полимерные эндопротезы для пластики опорных мягких тканей [Текст]/ Л.П. Ровинская, В.А. Жуковский, Т.С. Филипенко, A.B. Зайцев, С.Ю. Коровнчева// Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов: Сб. тез. докл. Международной научной конференции, посвященной 70-летию факультета прикладной химии и экологии, 24-26 ноября 2008,- СПб.: СПГУТД, 2008 - С. 40.

4. Зайцев, A.B. Исследование разрывных характеристик краев полимерных сетчатых имплантатов одиночным хирургическим швом [Текст] / A.B. Зайцев, Л.П. Ровинская, В.А. Жуковский // Сборник трудов аспирантов «Дни науки», СПГУТД, 2009г.

5. Жуковский В.А. Композитные сетчатые имплантаты для реконструктивно-восстановительной хирургии [Текст] / В.А. Жуковский, Л.П. Ровинская, Т.С. Филипенко, A.B. Зайцев // Современные технологии и возможности реконструк-тивно-восстановительной и эстетической хирургии. П-я международная конференция.

Подписано в печать 26.11.2010 Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 565 Отпечатано в типографии «Адмирал»

199048, Санкт-Петербург, В.О., 6-я линия, д. 59 корпус 1, оф. 40

Введение.

1 Современное состояние в области разработки и применения эндопротезов в хирургии.

1.1 Требования к эндопротезам.

1.2 Пленочно-пористые эндопротезы.

1.3 Нетканые эндопротезы.

1.4 Вязаные эндопротезы.

1.4.1 Эндопротезы из ПЭТФ.

1.4.2 Эндопротезы из полипропиленовых нитей.

1.5 Пути снижения материалоемкости вязаных эндопротезов.

1.5.1 Легкие основовязаные эндопротезы.

1.5.2 Частично рассасывающиеся эндопротезы.

1.6 Сырье для изготовления эндопротезов.

1.6.1 Нерассасывающиеся нити.

1.6.2 Рассасывающиеся нити.

Выводы по главе 1.

2 Исследование и оценка основных свойств используемых нитей.

2.1 Нерассасывающиеся поливинилиденфторидные (ПВДФ) мононити.

2.2 Рассасывающиеся мононити из сополимера гликолевой кислоты и капролактона (111КЛ).

2.3 Рассасывающиеся комплексные нити на основе полигликолевой кислоты (ПГА).

2.3.1 Нанесение полимерного покрытия на ПГА нити.

2.4 Исследование прочностных характеристик синтетических нитей, применяемых в работе.

2.5 Исследование жесткости при изгибе применяемых нитей.

2.6 Оценка влияния процесса термофиксации на физико-механические свойства ПВДФ и ПГКЛ мононитей.

2.7 Исследование устойчивости ПГКЛ мононитей к влаге.

Выводы по главе 2.

3 Проектирование структуры основовязаных полотен для эндопротезов с применением рассасывающихся нитей.

3.1 Принципы получения основовязаных полотен с дополнительными нитями в виде уточных.

3.2 Принципы получения основовязаных полотен с дополнительными нитями в виде футерных.

3.3 Принципы получения основовязаных полотен с дополнительными' нитями в виде платировочных.

3.4 Способ получения ячеистой структуры полотна на базе филейных переплетений.

3.5 Структура спроектированного переплетения.

3.6 Особенности проектирования технологических параметров структуры переплетения.

3.6.1 Проектирование технологических параметров филейного переплетения без рассасывающейся нити.

3.6.2 Проектирование технологических параметров филейного переплетения с рассасывающейся ПГКЛ нитью.

Выводы по главе 3.

4 Исследование влияния рассасывающихся нитей в структуре основовязаного полотна на физико-механические свойства эндопротезов.

4.1 Свойства нерассасывающихся поликапроамидных (ПКА) нитей.

4.2 Исследование влияния муравьиной кислоты на физико-механические свойства ГТВДФ мононитей.

4.3 Изучение свойств образцов основовязаных полотен с различным содержанием ПКА нитей.

4.3.1 Структурные характеристики.

4.3.2 Прочностные характеристики.

4.3.3 Жесткость на изгиб.

4.3.4 Определение влияния диаметра ПКА мононитей и их процентного содержания в заправке на прочность и жесткость эндопротезов.

Выводы по главе 4.

5 Разработка технологических процессов вязания и режимов отделки сетчатых полотен.

5.1 Подготовка нитей к вязанию.

5.1.1 Методика расчета основы.

5.1.2 Расчет технологических параметров эндопротеза «Ультрафлекс стандартный».

5.1.2 Расчет технологических параметров эндопротеза «Ультрафлекс тяжелый».

5.1.4 Расчет основы для выбранных вариантов структур эндопротезов.

5.2 Вязание полотна.

5.3 Термофиксация.

5.4 Раскрой.

5.5 Упаковка.

5.6 Стерилизация.

Выводы по главе 5.

6 Медико-технические и медико-биологические испытания эндопротезов.

6.1 Медико-технические испытания.

6.2 Медико-биологические испытания.

6.2.1 Гистологические и морфологические исследования.

6.2.2 Токсикологические испытания и контроль стерильности эндопротезов.

Выводы по главе 6.

Интенсивное развитие новых медицинских технологий пластических операций остро ставит вопрос о создании современных синтетических имплантатов для реконструктивно-восстановительной хирургии.

Проблема хирургической реабилитации больных с обширными дефектами опорных мягких тканей, в большинстве случаев не может быть разрешена без применения полимерных имплантатов (эндопротезов), укрепляющих эти ткани.

Грыжеобразование является сложной многоплановой патологией, обусловленной нарушением равновесия между внутрибрюшным давлением и сопротивляемостью брюшной стенки.

При повышении внутрибрюшного давления нагрузка на брюшную стенку возрастает и в случае недостаточной прочности последней образуются выпячивания (грыжи), в которые могут попасть сальник, тонкая кишка и другие внутренние органы. Грыжи брюшной стенки чаще всего проявляются болевым синдромом и расстройствами пищеварения. Небольшую опасность среди осложнений данного заболевания представляет острая кишечная непроходимость, сопровождающаяся высокой летальностью даже в условиях современного стационара.

Повышение внутрибрюшного давления может быть связано с поднятием тяжести, хроническим кашлем, частым чиханием (например, при аллергическом рините), беременностью и др. Дефекты брюшной стенки могут быть врожденными и приобретенными. К образованию грыж предрасполагают конституционные факторы, пол, возраст, истощение, ожирение, расслабление связочно-мышечного аппарата, перенесенные операции и травмы.

Любые грыжи живота относят к заболеваниям хирургического профиля. До середины предыдущего столетия хирургическое лечение больных с обширными дефектами опорных мягких тканей и мышц выполнялось «под натяжением», путем усиления слабых мест апоневротическими дупликатурами, мышцами, кожными трансплантатами и т.п. однако частота рецидивов достигала 10%, а при сложных грыжах - 30% и более. Причиной этого явилось сшивание разнородных, рубцовоизмененных тканей, зачастую с натяжением для; их плотного соприкосновения, что противоречит биологическим закономерностям заживления ран.

В поисках путей уменьшения количества рецидивов за последние несколько десятилетий была разработана концепция «ненатяжной» пластики грыж с использованием синтетических имплантатов. При этом грыжевые ворота закрывает эндопротез, который удерживает в фиксированном положении укрепляемые поверхности и служит каркасом для врастания соединительной ткани. Пористая структура эндопротеза способствует прорастания соединительной ткани в ячейки имплантата, практически вовлекая его в толщу рубца.

В настоящее время в мировой хирургической практике наибольшее применение нашли основовязаные сетчатые эндопротезы из полипропиленовых мононитей.

Однако накопленные и обобщенные клинические данные показали, что «стандартные» и «тяжелые» полипропиленовые эндопротезы обладают излишней прочностью, а главное и массой, что приводит к возникновению таких имплантат-ассоциированных осложнений как: проявление воспалительного процесса (серома, эрозии и др.), инфекционные осложнения (нагноение, свищеобразование), болевой синдром в раннем и отдаленном послеоперационном периоде, дискомфорт пациента (чувство инородного тела).

Ведущей тенденцией на современном этапе разработки и производства эндопротезов является снижение их материалоемкости. Одним из возможных способов решения данной задачи является создание частично рассасывающихся эндопротезов, содержащих биорезистентные (нерассасывающиеся) и биодеструктируемые (рассасывающиеся) мононити.

Рассасывающийся компонент увеличивает прочность эндопротеза на ближайший послеоперационный период, пока на сетке не сформировалась соединительнотканная пластина, забирающая на себя основную часть нагрузки от внутрибрюшного давления, а так же придает изделию определенную жесткость, облегчающую хирургу манипуляцию с ним.

Известные (Уурго, Уурго II и икгарго) частично рассасывающиеся эндопротезы зарубежного производства имеют высокую стоимость и обладают ярко выраженной анизотропией прочностных свойств! и растяжимости вдоль петельных столбиков и вдоль петельных рядов. Кроме того, Уурго и Уурго II подвержены инфицированию, так как изготовлены из комплексных нитей отличающихся высокой капиллярностью, что ведет к увеличению процента рецидивов. Поэтому данные изделия не получили широкого применения в клинической практике, в частности, в России. В1 связи с этим разработка отечественных частично рассасывающихся эндопротезов является целесообразной.

Актуальность выполненных исследований связана с разработкой облегченных структур сетчатых частично рассасывающихся эндопротезов для реконструктивно-восстановительных оперативных вмешательств при заболеваниях опорных мягких тканей.

Цель работы - разработка структур основовязаных полотен для изготовления облегченных частично рассасывающихся полимерных эндопротезов и технологии их производства.

Основными задачами исследования являются:

- анализ опыта изготовления и применения синтетических эндопротезов, определение медико-технических требований, предъявляемых к эндопротезам;

- изучение физико-механических свойств рассасывающихся мононитей, применяемых для производства эндопротезов;

- проектирование структур сетчатых трикотажных полотен, удовлетворяющих медико-техническим требованиям;

- разработка технологии производства сетчатых эндопротезов, включая отделочные операции и стерилизацию в условиях конкретного производства;

- изучены свойства основовязаного полотна разработанной структуры с различным содержанием рассасывающихся нитей, определены оптимальные параметры заправки сновальной и вязальной машин;

- проведение технических и медико-биологических испытаний разработанных эндопротезов.

Научная новизна работы состоит в следующем: научным обоснованием применения при производстве частично рассасывающихся эндопротезов в качестве нерассасывающейся составляющей поливинилиденфторидные (ГТВДФ) мононити, а рассасывающейся — мононити из сополимера гликолевой кислоты и е-капролактона (ПГКЛ); разработке теоретических положений в области создания и проектирования оптимальных формоустойчивых структур пористого основовязаного полотна с введением дополнительных рассасывающихся нитей в структуру двухгребеночного комбинированного переплетения; построении по результатам проведения полного факторного эксперимента математической модели, устанавливающей характер и степень зависимости жесткости и прочности эндопротезов от диаметра нитей и их процентного содержания в заправке при вязании полотна.

Практическая значимость заключается в разработке основовязаного полотна комбинированного двухгребеночного переплетения для производства частично рассасывающихся эндопротезов, обладающих на момент имплантации необходимой прочностью, жесткостью и формоустойчивостью, которые обеспечивают имплантату требуемые физико-механические и манипуляционные свойства, и имеющих после деструкции рассасывающихся нитей минимальную материалоемкость при сопоставимых растяжимости и прочности в различных направлениях.

Определены специфические условия переработки рассасывающихся мононитей, режимы термофиксации полотна из ПВДФ и ПГКЛ мононитей, условия стерилизации, заключительной сушки и хранения.

Проведена оценка прочности края сетчатых основовязаных полотен при разрыве шовной нитью различными видами швов. Даны рекомендации по выбору способа фиксации эндопротеза и расстояния наложения шва от края.

Разработанные эндопротезы соответствуют медико-техническим требованиям, что подтверждается результатами технических и медико-биологических испытаний.

По результатам диссертации разработана нормативно-техническая документация (заправочные и технологические карты, проект технических условий) на производство частично рассасывающихся эндопротезов.

Апробация работы проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ в ООО «Линтекс» в рамках НИР «Разработка сетчатых эндопротезов для реконструктивно-восстановительной хирургии», государственный контракт 3650р/6043.

Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на конференциях:

• «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической промышленности», Всероссийская научно-техническая конференция (г. Санкт-Петербург, 2007г.);

• «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения», научно-техническая конференция «Текстиль 2007» (г. Димитровград, 2007г.);

• «Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов», международная научная конференция (г. Санкт-Петербург, 2008 г.);

• «Современные технологии и возможности реконструктивно-восстановительной и эстетической хирургии» П-я международная конференция (г. Москва, 2010 г.).

Общее количество публикаций по теме диссертационной работы — 6, из них 1 статья в журнале, входящем в «Перечень.» ВАК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 6 глав с выводами, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах, имеет 66 рисунков, 42 таблицы, 2 приложения, список литературы включает 85 наименований.

Общие выводы по.работе

1. Разработаны, структуры* и технологические-процессы, получения' облегченных, эндопротезов из биорезистентных и биодеструктируемых синтетических мононитей.

2. На основе'анализа, научной и патентной литературы 1 установлено, что наиболее перспективными' являются облегченные, частично ■ рассасывающиеся' эндопротезы, изготовляемые трикотажным способом с применением основовязальнош оборудования. Сформулированы основные медико-технические требования к таким изделиям.

3. В качестве сырья для производства частично > рассасывающихся эндопротезов выбраны, биорезистентные ПВДФ мононити; а в. качестве дополнительных' нитей — синтетические биодеструктируемые ПГКЛ мононити со, средними, сроками, рассасывания. Для. снижения, материалоемкости нерассасывающегося' компонента, использовали ПВДФ мононити диаметром 0,09 мм, а повышение прочности и жесткости, улучшающих манипуляционные свойства, обеспечивали введением в структуру эндопротеза рассасывающихся ПГКЛ мононитей, диаметром-10,12 мм. Показана вполне удовлетворительная способность, ПГКЛ мононитей, к переработке на вязальном оборудовании.

4. Исследованы гигроскопические условия переработки и хранения' ПГКЛ мононитей. С учетом полученных результатов разработан технологический процесс заключительной сушки эндопротезов, содержащих ПГКЛ мононити, обеспечивающий влагосодержание менее 0,15% и сохранение функциональных свойств в герметичной упаковке более 3 лет.

5. Разработаны теоретические положения в области проектирования оптимальных формоустойчивых структур сетчатого основовязаного полотна с введением дополнительных рассасывающихся нитей.

6. Разработан технологический процесс изготовления частично рассасывающихся эндопротезов и режимы влажной; термической и химической обработки полотна с учетом условий переработки рассасывающихся нитей. Разработаны заключительные этапы производства эндопротезов: лазерный раскрой, способ упаковки, методы стерилизации и вакуумной сушки, позволяющие сохранить их эксплуатационные свойства в процессе длительного хранения.

7. В результате проведенного двухфакторного эксперимента установлены характер и степень влияния на жесткость, прочность и удлинение образцов изменения диаметра рассасывающихся нитей, а так же их процентного содержания в заправке при вязании полотна. Получены регрессионные уравнения.

8. Проведены токсикологические, санитарно-химические испытания, а также исследования на стерильность, позволившие рекомендовать разработанные эндопротезы для клинического изучения. Составлена нормативно-техническая документация производства частично рассасывающихся сетчатых эндопротезов (заправочные и технологические карты, проект технических условий (Приложение Б)). Результаты работы внедрены в ООО «Линтекс», Санкт-Петербург.

1. Емельянов, С.И. Эндохирургия паховых и бедренных грыж Текст. / С.И. Емельянов, A.B. Протасов, Г.М. Рутенбург. СПб.: ООО «Фолиант», 2000.-176 с.

2. Тимошин, А.Д. Хирургическое лечение паховых и послеоперационных грыж брюшной стенки Текст. / А.Д. Тимошин, A.B. Юрасов, A.JI. Шестаков/ Монография.- М.: « Триада X», 2003.-144 с.

3. Интернет-ресурс wwvv.lintex.ru

4. Егиев, В.Н. Ненатяжная герниопластика Текст. / В.Н. Егиев.-М.: Медпрактика-М, 2002.- 148 с.

5. Федоров, И.В. Протезы в хирургии грыж: столетняя эволюция Текст. / И.В. Федоров, А.Н. Чугунов // Герниология, № 2, 2004.-С.45-52.

6. Филипенко, Т.С. Разработка сетчатых эндопротезов для реконструктивно-восстановительной хирургии и исследование их свойств. Текст. / автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук.-СПб. 2009.

7. Cumberlend, V.H. Discussion on metals and synthetic in relation to soft tissue: tissue reaction to synthetic materials/ V.H. Cumberlend, J,T.Scales//Proc R Soc Med, №46, 1953.- Vol. 647.

8. Жуковский, B.A. Материалы научно-практической конференции с международным участием «Современные методы хирургического лечения вентральных грыж и эвентрации», Алушта.-27-28сентября 2006 г.

9. Манабу, C.B. Полимеры медицинского назначения Текст. / C.B. Манабу и др.-М.: Изд-во «Медицина», 1981.-248 с.

10. Интернет-ресурс www.crbard.com

11. Интернет-ресурс mvw.davol.com

12. Интернет-ресурс www.goremedical.com/dualmesh/documents

13. Интернет-ресурс www.goremedical.com/mycromesh/documents

14. Интернет-ресурс www.ecoflon.net

15. Пат. 2808437 Франция (Fr), МКПО A 61F 2/00,7A61F.Протез для пластики грыж Текст. / Dieudonne G., Frismana J, Solecki G.; заявитель и патентообладатель Cousine Biotech.-№200005764; заявл. 05.05.2000; опубл. 09.11.2001.; ИСМ,№21,2002

16. Жуковский, В.А. Проблемы и перспективы разработки и производства хирургических шовных материалов Текст. / В.А. Жуковский // Химические волокна, №3,2008-с.31-37

17. Интернет-ресурс www.sofradim.com

18. Интернет-ресурс www.covidien.com

19. Клинге, У. Сморщивание полипропиленовых сеток после имплантации (экспериментальные исследования) Текст. / У. Клинге, И. Конце, М. Ануров, С. Титкова и др. // Материалы конференции «Актуальные вопросы герниологии», Москва, 9-10 октября 2002 г.

20. Usher, F., Marlex mesh, a new plastic mesh for replacing tissue defects: clinical studies. / Usher F., Fries. J. Ochsner J, Tutle L.J. // Archives of Surgery. 138-145 (1959).

21. Usher, F. Hernia repair with Marlex mesh. / Usher F. // Archives of Surgery. 84, 325-328 (1962).

22. Leber, G.E. Long-term complication associated with prosthetic repair of incisional hernias. / Leber G.E. Garb S.L. Alexander A.I. Reed W.P. // Archives of Surgery. 133, 378-382 (1998).

23. Amid, P.K. The Lichtenstein Herniotomy Procedure. / Amid P.K,Shuiman A.G., Lichtenstein I.L. // Chirurg 65, 54-58 (1994).

24. Kling, U Alteration of abdominal wall mechanics after mesh implantation. Experimental alteration of mesh stability./ Kling U,Conse S,Klosterhaifen et. all //Langenbecks Archiv. Fur. Chirurgie 381,323-332 (1996).4

25. Sunge, К, Elasticity of the anterior abdominal well and impact for reparation of incisional hernias using mesh implants. / Sunge K,Klinge U,Prescher

26. A. etal,// Hernia 5, 113-118(2001).

27. Klosterhalfen, B. Pathology of traditional Surgical nets hernia repair-after longterm implantation in humans.' / Klosterhalfen B, Klinge U, Hermanns

28. B,Schumpelick V//Chirurg 71, 43-51 (2000).

29. Жуковский, В.А. Отечественные сетчатые эндопротезы для-пластики опорных мягких тканей Текст. / В.А.Жуковский // Медицинская техника, №2, 2002.-С. 8-11.

30. Klinge, U. PVDF as a new polymer for the construction of surgical meshes / U. Klinge, B. Klosterhalfen, A. Ottinger, K. Lunge, V. Schumpelick // Biomaterials, №23,2002.-P. 87-93.

31. Flum, D.R. Have outcomes of incisional hernia repair improved with time? A population-based* analysis./ Flum DR, Horvath K, Koepsell T// Annals of Surgery. 237, 129-135(2003).i

32. Интернет-ресурс www.dynamesh.com

33. Интернет-ресурс www.biomet.com

34. Пат. 3094781 A1 США (De); МКПО A 61 F2/02 Плоский имплантат для грыж Текст. / Fricke Н., Buttstaedt, J.; заявитель и патентообладатель Gfe Medisintechnic GmbH, Germany. №10221320; заявл.г0705.2002.; опубл. 20.11.2003., ИСМ, №22, 2004

35. Soliraan, S.M. Anchorage overlapping repair of incisional hernia./t

36. Soliman S.M // Journal of the Royal College Surgeons of Edinburgh 34.140-142(1989)

37. Интернет-ресурс www.ethicon.com

38. Пат. 6162962 США (US),MKnO A 61F 2/02. Areal implant Текст. / Hinsch В., Walther С.; заявитель и патентообладатель Ethicon CmbH and Co.,KG, Germany.- №19613730; заявл. 25.03.1996.; опубл. 19.12.2000

39. Интернет-ресурс www.serag-wiessner.de

40. Интернет-ресурс www, samyang. со .kr

41. Гензер, M.C. Трикотаж для хирургии Текст. / М.С. Гензер. Легкая промышленность, 1981 г

42. Красий, Г.Г., Справочник трикотажника Текст. / Г.Г.Красий, В.НКерсик. и др. Киев: Техника, 1975

43. Слепцов, И.В. Узлы в хирургии Текст. / И.В. Слепцов, P.A. Черников.- СПб.: Салит-Медкнига, 2000-176с

44. Danner, M. Progress in Fibers for Human Implants Текст. / M. Danner H. Plank. Tampere,-90th Anniversary of Academic textile Research fhd Education in «Fibers and textile for future». Proceeding Abstracts of Posters-200Г.Р.147-159

45. Седов, B.M. Сетчатые имплантаты из пиливинилиденфторида в лечении грыж брюшной стенки Текст. / В.М. Седов, A.A. Гостевский, С.Д. Тарабаев, А.Б.Чухловин, Г.М. Нутфуллина, В.А.Жуковский // Вестник хирургии им. И.И.Грекова, 2008. Т. 167, №2 С. 16-21

46. Грелов, A.C. Обоснование и оценка эффективности применения сетчатых имплантатов из поливинилиденфторида в оперативном лечениипослеоперационных вентральных грыж (экспериментально-клиническое исследование) /Дисс. Канд. мед. наук — СПб., 2008

47. Паншин, Ю.А. Фторпласты Текст. / Ю.А. Паншин, С.Г. Малкевич, Ц:С. Дунаевская. JT: Химия, 1978.- 232 с.

48. Кронфельд, А.М. Получение фторсодержащих волокон расплавным способом и исследование свойств Текст. / А.М; Кронфельд / Автореф. Дисс. канд. техн. наук. Ленинград, 1982.

49. Интернет-ресурс wvvw.meta-biomed.com

50. Винокурова, Т.И;, Свойства рассасывающихся нитей Сабфил / Т.И. Винокурова, В.Ф. Жданов, Г.Д. Михайлов // АЛЬМАНАХ института хирургии имени A.B. Вишневского 2008. №2.- С. 35-36

51. А. с. 138402. Прибор для определения жесткости нитей, тканей и других текстильных материалов Текст. / В.М. Лазаренко, Н.Е. Фрейдман (СССР). -Бюл.№ 10,1963.

52. Труевцев, A.B. Конфигурация петли, образованной упругой нитью Текст. //Изв. вузов. Технол. текстил. пром-сти, №6, 1995.-С.66-69.

53. Гензер, М.С. Трикотаж для хирургии: Монография. Текст. / М.С. Гензер — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.- 144 с.

54. Шалов, И.И. Технология трикотажа / И.И. Шалов, A.C. Далидович, Л.А. Кудрявин. Легпромбытиздат, 1986. - 376 с.

55. Марисова, О.И. Трикотажные рисунчатые переплетения / О.И. Марисова. 2е изд., перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. — 216 с.

56. Галанила, О.Д., Машины и технология основовязального производства / О.Д. Галанина, A.M. Каценеленбоген М.: Гизлегпром.1957.

57. Кирина, М.А. Влияние способов кладки уточной нити на структуру трикотажа и его свойства Текст./ М.А. Кирина, В.А. Зиновьева // Текстильная промышленность, №3, 1970. С.43-45.

58. Агапов, JI.M. О прочности на разрыв при проектировании малорастягивающихся вертелочных полотен Текст. / Л.М. Агапов // Изв. вузов. Технол. легкой, пром-сти, №3, 1961. — С. 121-131.

59. Саватеева, З.В. Технология производства формоустойчивых трикотажных полотен Текст. / З.В. Саватеева // Текстильная пром-сть, №1, 1974.-С. 61-65.

60. Далидович, A.C. Основы теории вязания,. М.: «Легкая индустрия», 1970, С. 432.

61. Филатов, В.Н. Технология и оборудование основовязального производства / В.Н. Филатов М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1985.- 304с.

62. Шалов, И.И., Технология трикотажного производства: Основы теории вязания/ И.И. Шалов, A.C. Далидович, JI.A. Кудрявин.- М.: Легкая и пищевая про-сть, 1984.-296с.

63. Ровинская, Л.П. Проектирование технологических параметров трикотажных полотен и чулочно-носочных изделий / Л.П. Ровинская, Н.Ф.Зыбина // учебное пособие. СПб. 2002

64. Вольф, Л.А., Производство поликапроамида Текст. /Л.А.Вольф, Б.Ш.Хайтин. М.: Химия, 1977.-208 с.

65. Фишман, К.Е., Производство волокон капрон Текст. / К.Е.Фишман, Н.А.Хрузин. — М.: Химия, 1967.-248 с.

66. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий: 2-е изд., пер. и доп. Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Изд-во «Наука», 1976. - 280 с.

67. Тихомиров, В.Б. Математическое планирование эксперимента / В.Б. Тихомиров. М.: Легкая индустрия, 1974. — 262 с.

68. Гарбарук, В.Н. Проектирование трикотажных машин: учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / В.Н. Гарбарук. Л.: Машиностроение, 1980,- 472с

69. Симон, Я. Отделка трикотажных изделий: Пер.с чеш. Текст. / Я. Симон, М. Квапыль. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982 - 352с

70. Соболев, H.H. Газовый лазер Текст. / H.H. Соболев.- М.: Изд-во «Мир», 1978-341с

71. Байбородин, Ю.В. Основы лазерной техники: Учеб. пособие для вузов, 2-е изд., пер. и доп. Текст. / Ю.В. Байбородин. К.: Изд-во «Киев», 1988.-383 с.

72. ГОСТ Р ИСО 11607 — 2003 Упаковка для медицинских изделий, подлежащих финишной стерилизации Текст. — М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

73. ГОСТ Р ИСО 11137-2000. Стерилизация медицинской продукции. Требования к валидации и текущему контролю Текст. — М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.

74. ОСТ 42-21-2-85 Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы, Текст. М.: Госстандарт России.

75. Корнев, И.И. Стерилизация изделий медицинского назначения в лечебно-профилактических учреждениях Текст. / И.И. Корнев. М.: Изд-во АНМИ, 2000. - 175с.

76. Абрамова, И.М. Методические указания до дезинфекции, предстерилизационнной очистке и стерилизации Текст. /И.М.Абрамова, Л.Г.Пантелеева, Л.С. Федорова и др. // методич. пособие / -М.:ФГПУ «Интерсен», 2000-67 с.

77. ГОСТ Р ИСО 11140-1-2000 Стерилизация медицинской продукции. Химические индикаторы. Часть 1. Общие требования Текст. -М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.

78. ГОСТ Р ИСО 11138-2-2000 Стерилизация медицинской продукции. Биологические индикаторы. Часть 2. Биологические индикаторы для стерилизации оксидом этилена Текст. — М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.

79. ГОСТ Р ИСО 11135 -2000 Медицинские изделия. Валидация и текущий контроль стерилизации оксидом этилена Текст. — М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.

80. Торкунова, З.А. Испытания трикотажа: 2-е изд., перераб. Текст. / З.А. Торкунова -М.: Легпромбытиздат, 1985. 200 с.

81. Слепцов, И.В. Узлы в хирургии Текст. / И.В. Слепцов, P.A. Черников СПб.: Салит-Медкнига, 2000. - 112 с.

82. Митин, С.Е. Использование различных способов фиксации имплантата при лапароскопической герниопластике / С.Е. Митин, Д.Б. Чистяков, Г.Т. Камилов // Герниология. 2004. - №2. — с. 33-35.1. ПРОЕКТ1. СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

83. ЭНДОПРОТЕЗЫ СЕТЧАТЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ЧАСТИЧНО РАССАСЫВАЮЩИЕСЯ ДЛЯ РЕКОНСТРУКТИВНОЙ ХИРУРГИИ, СТЕРИЛЬНЫЕ1. S 4 5 .а о s

84. С Технические условия ТУ 9398-001-56257679-20101 а а а К

85. Срок действия с« » 2010 г.

86. Щ п x s 5 й J3 и до« » 20 г.1. Подпись и дата 1. Инв, № подл. 20101.MEX

87. ПРОИЗВОДСТВО ХИРУРГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ1. SO"l34S3f£1.O ООО1. УТВЕРЖДАЮ

88. Зам. генерального директора

89. ООО «Линтекс» Г. П. Лисовас