Биомеханические свойства тканей передней брюшной стенки при пластической деформации



Данная научная статья является фрагментом выполнения инициативной научно-исследовательской работы кафедры хирургии № 3 «Морфологические и функциональные нарушения органов и систем организма при острой и хронической хирургической патологии, оптимизация диагностики и лечебной тактики, прогнозирование, профилактика и лечение послеоперационных осложнений» (№ госрегистрации 0112U006302).

Вступление. Любая биоткань способна проявлять пластические свойства, может растягиваться или сокращаться [7]. В зависимости от силы, которая действует на нее, можно выделить несколько этапов деформации: 1 — зона начальной деформации; 2 — зона пластической деформации; 3 — зона терминальной деформации; 4 — средняя критическая точка; 5 — зона разрыва. [1].

При выполнении пластических операций на передней брюшной стенке после ушивания раны и уменьшения нагрузки на ткань — происходят явления релаксации напряжения: ткань демонстрирует свойства эластичности и упругости. Эти процессы происходят вследствие особенностей гистоархитектоники тканей разных топографоанатомических областей [5]. С точки зрения пластической хирургии для врача-оператора, значительный интерес составляет угол, под которым происходит релаксация напряжения в пределах пластической деформации (т. е. допустимой, физиологической — при которой не будут происходить в ране патологические морфологические изменения), для правильного определения направления натяжения кожно-жирового лоскута в момент операции и от чего он зависит. Как следствие натяжение кожно-жирового лоскута под оптимальным ротационным углом приведет к равномерному распределению нагрузки и созданию допустимого тканевого напряжения, которое будет способствовать нормальному течению раневого процесса [6].

Биомеханические исследования позволяют определить параметры напряжения и деформации которые происходят в передней брюшной стенки [2, 4].

В научной литературе встречаются работы, посвященных изучению величин напряжения и параметров деформации поверхностных тканей передней брюшной стенки (ПБС) [3, 6], но мы не обнаружили исследования, посвященные релаксации напряжения в тканях, что и определило цель нашей работы.

Цель исследования. Установить параметры пластической деформации и показатели ротационного угла при релаксации напряжения в поверхностных тканях передней брюшной стенки, в пределах ее пластической деформации.

В основу работы положен анализ результатов биомеханического исследования образцов кожи передней брюшной стенки 40 умерших не позднее 24 часов после смерти. Возраст составлял от 23 до 87 лет (52 ± 15,6 лет) среди них 21 женщина и 19 мужчин. Перед экспериментом документировали возраст, пол, тип конституции тела, рассчитывали индекс массы тела, отмечали наличие рубцов и других патологических образований на коже живота, их локализацию и размеры, толщину подкожно-жировой клетчатки ПБС.

Учитывая, что при классической абдоминопластике нижнегоризонтальным доступом формируются два лоскута: верхний и нижний (эпигастральный и гипогастральный) и основные ротационные манипуляции проходят именно с ними, материал для исследования брали из этих топографоанатомических областей.

Для экспериментального определения коэффициентов деформации и релаксации кожно-жировых лоскутов и создания математической модели напряжения и релаксации кожи в разных топографоанатомических зонах ПБС мобилизировали прямоугольные кожно-жировые лоскуты, 80*10 мм, ориентированные по длине в кранио-каудальном направлении из эпи- и гипогастральной области, после чего измеряли длину и ширину образцов, вычисляли площадь лоскута до и после в процентах от начальной величины. Далее кожу отделяли от гиподермы устраняя влияние окружающих тканей и проводили аналогичные измерения. Границы пластической деформации вычисляли методом определения разницы показателей произведенных измерений.

После определения величин пластической деформации измеряли угол между продольной осью лоскута и нанесенной на нее предварительно строго вертикальной линии — таким образом получали параметр экспериментального ротационного угла.

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета прикладных программ «Statistica 10.0» for Windows. Учитывая что распределение пациентов в группе отличалось от нормального, для статистической обработки использовали непараметрические критерии оценивания.

Результаты иобсуждение. На первом этапе исследования, после измерения процессов пластической деформации кожи ПБС было установлено, что кожа эпигастральной области способна переносить большие нагрузки, чем аналогичный компонент гипогастрия, который соответствовал нижнему горизонтальному лоскуту при выполнении абдоминопластики. Учитывая данные статистической регрессии, о наибольшей зависимости кожно-жировых лоскутов разных топографоанатомических областей от пола и типа телосложения, мы решили проанализировать данные ротационных углов от этих параметров в пределах пластической деформации, которые описаны в таблице 1.

Таблица 1

Деформационный угол топографоанатомических областей передней брюшной стенки взависимости от пола иконституции тела

			Муж.	Жен.
Долихоморфы	Эпигастрий	Медиана	59	64
		Минимум	57	61
		Максимум	62	69
	Гипогастрий	Медиана	58	57
		Минимум	53	55
		Максимум	59	62
Мезоморфы	Эпигастрий	Медиана	55,5	59
		Минимум	51	61
		Максимум	58	54
	Гипогастрий	Медиана	54	60
		Минимум	50	53
		Максимум	56	64
Брахиморфы	Эпигастрий	Медиана	47	60
		Минимум	44	49
		Максимум	59	64
	Гипогастрий	Медиана	48,5	57
		Минимум	42	49
		Максимум	57	63

Достоверно при р≤0,05

Учитывая вышеперечисленный разброс параметров и проведенный анализ статистической регрессии данных зависимостей углов эпи- и гипогастральной областей, установлено, что положительную корреляцию от пола и типа телосложения имеет эпигастральная область (R=0,86при р=0,005) (таблица 2), что позволяет нам достоверно судить о положительной зависимости данных. Следовательно, мы можем выбирать диапазон разброса установленных экспериментальных ротационных углов при выполнении абдоминопластики и латеральной тракции кожно-жировых лоскутов ПБС.

Таблица 2

Корреляционная связь эпи- игипогастральной областей взависимости от пола итипа телосложения

		Пол	Тип телосложения	Возраст
Эпигастрий	R	0,850	0,650	0,110
	p	0,005	0,014	0,061
Гипогастрий	R	0,700	0,530	0,410
	p	0,812	0,130	0,461

Большую позитивность корреляции эпигастральной области в зависимости от пола, типа конституции и слабозависимую от возраста, можно объяснить особенностями гистоструктуры топографоанатомических областей кожи ПБС.

Выводы. 1. В пределах нагрузок, которые вызывают пластические деформации тканей передней брюшной стенки, тканевое давление остается в пределах нормы, не вызывая патологического раневого процесса. 2. Ротационный угол тракции верхнего поперечного (эпигастрального) лоскута при выполнении абдоминопластики нижнегоризонтальным доступом зависит от пола, конституции тела пациента и равен: 57–62^о у мужчин, и 61–69^о у женщин с долихоморфным типом телосложения, 51–58^о у мужчин, и 54–61^о у женщин с мезоморфной конституцией тела, и 44–59^о у мужчин, та 49–64^о у женщин с брахиоморфной формой туловища. Экспериментально установленные ротационные углы необходимо учитывать при выполнении тракции и фиксации кожно-жировых лоскутов для оптимизации направления векторов действия силы при перераспределении напряжения в послеоперационном периоде для создания оптимального тканевого давления в ране.

Литература:

1. Аветіков Д. С. Гістотопографічне обгрунтування підйому та мобілізації клаптів у фіксованих зонах / Д. С. Аветіков, А. А. Гутник // Актуальні проблеми сучасної медицини. — 2010. — Т. 10, № 4(32). — С. 51–53.
2. Дубровский, В. И. Биомеханика. Учебник для ВУЗов / В. И. Дубровский, В. Н. Федорова. — 3-е изд. — Москва: Владос, 2008. — 669 с.
3. Курек М. Ф. Сравнительная оценка и прогнозирование сократимости кожи эпи- и гипогастральной областей передней брюшной стенки / М. Ф. Курек, В. В. Аничкин // Проблемы здоровья и экологии. — 2008. — № 4 (18). — С. 69–74
4. Лисенко Р. Б. Вивчення деформаційних змін передньої черевної стінки при функціональних навантаженнях / Р. Б. Лисенко // Актуальні проблеми сучасної медицини. — 2016. — Т. 15, № 3(51) Ч.2 С. 149–151.
5. Федоров А. Е. Математическая модель кожи человека и ее приложение к задачам биомеханики: дисс.... канд. тех. наук: 01.02.04 / Федоров Андрей Евгеньевич. — Пермь, 2007. — 96 с
6. Храпач В. В. Хірургічне лікування косметичних дефектів голови, тулуба, кінцівок з використанням опорних та фіксаційних систем м’яких тканин / В. В. Храпач // Хірургія України. — 2005. — № 4. — С. 20–25.
7. Bush J. A. Skin tension or skin compression? Small circular wounds are likely to shrink, not gape / J. A. Bush [et al.] // Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery 2008. — Vol. 61, № 5. — P. 529–534