Назовите фамилию ученого под руководством которого была разработана технология сварки живых мягких

Сварка живых тканей: теория, практика, перспективы

Специфические условия, в которых производятся сварка, резка или напыление различных изделий, привели к разработке уникального оборудования, а также способов выполнения сварочных работ на земле, под водой и в космическом пространстве. Сегодня накоплен достаточно большой опыт применения сварочных технологий мягких живых тканей во время хирургических операций.

Универсальная технология

Одно из выдающихся достижений современной науки — разработка новых технологических процессов соединения и разъединения биологических тканей живых существ. Метод высокочастотной сварки мягких живых тканей был создан в Институте электросварки им. Е.О. Патона в тесном сотрудничестве с Международной ассоциа­цией «Сварка», ведущими медицинскими учреждениями Украины, а также американской компанией CSMG.

Внедрению сварочных технологий в медицинскую практику предшествовали многочисленные операции на кишечнике, печени, желчном пузыре у различных групп животных (крысы, кролики, собаки, свиньи), а также эксперименты на удаленных и удаляемых органах человека.

В декабре 2001 г. на расширенном заседании ученого совета Министерства здравоохранения с участием президента НАН Украины академика Б.Е. Патона, президента АМНУ акаде­мика А.Ф. Возианова, директоров многих академических институтов и ученых в области меди­цины было принято решение распространить клинический опыт применения новой хирургической технологии на ведущие медицинские учреждения страны. Особенностью данной технологии явля­ется универсальность ее применения в хирургии. Так, она позволяет, используя один сварочный комплекс, осуществлять коагуляцию, перекрытие сосудов до 10 мм, пересечение тканей, в том числе мышечной, сосудистой, паренхиматозной, в частности легочной, связок и пр, а также с минимальными кровопотерями получать герметичные и достаточно прочные соединения разрезов ткани продольными и кольцевыми сварными швами с помощью пинцетов и специальных зажимов.

Первую операцию с применением электросварочных технологий на базе Института хирургии и трансплантологии АМН Украины провели в 1999 г.: загерметизировали перфоративное отверстие желчного пузыря

Таким образом, метод высокочастотной сварки тканей продемонстрировал свою эффективность и успешно применяется в медицинской практике уже более 10 лет. За это время освоено более 150 различных хирургических методик и успешно выполнено около 100 тыс. операций в таких областях медицины, как общая и абдоминальная хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр.

Как это происходит

Схематически основные явления, происходящие при сварке мягких тканей, можно описать следующим образом. С помощью сварочного инструмента ткани сопоставляют их поверхностными слоями. Затем хирург сжимает сварива­емый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварного тока. Образование сварного соединения основано на эффекте электротермической денатурации белковых молекул. После завершения программы управления процессом сварки и отключения энергии захваченная ткань освобождается, затем процесс повторяется до полного закрытия раны.

Чтобы восстановление физиологической функции разрушенного органа протекало быстро и без осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки существенно повышаются. В то же время важно, чтобы процесс управления был простым для хирурга, который не должен отвлекаться и тратить время на настройку аппаратуры. С этой целью создана и успешно применяется система автоматического управления процессом сварки.

Преимущества

В настоящее время установлено принципиальное отличие воздействия на живую ткань процесса сварки от широко применяемой коагуляции. Последняя вызывает ожог и омертвление ткани в мес­те нагрева, в то время как при использовании сварочной технологии достигается значительно меньшее травмирование тканей, что подтверждается морфологическими исследованиями, а также отсутствием в процессе сварки выделения дыма и неприятного запаха. «Бездымная» технология положительно сказывается на здоровье не только больного, но и хирурга, особенно при работе с инфицированными пациентами.

Кроме того, исключается поражение ткани в месте сварки, что способствует более быстрому и легкому заживлению прооперированного органа, восстановлению его морфологической структуры и функций. В послеоперационный период не отмечали осложнений, которые можно было бы связать с применением сварочной технологии.

Как известно, применяемые се­годня методы соединения тканей имеют существенные недостатки, среди которых — развитие воспаления, инфекционных процессов, в частности формирование абсцессов в брюшной полости. При сварке тканей обеспечиваются полная герметизация соединения (сварного шва) и асептичность. Это подтверждают микробиологические исследования.

Сварочные технологии победно шагают по земле, в подводном мире и космосе. Сварка начинает свой путь в медицине. Она успешно применяется для соединения поврежденных тканей человека и восстановления жизнедеятельности его органов.

Очевидны и экономические преимущества, поскольку в «сварочной хирургии» практически не используются шовный материал, клипсы (соединение происходит за счет ткани сваривае­мого органа). Сокращение длительности операции и восстановительного периода уменьшает расходы на лекарственные препараты, в том числе наркоти­ческие средства.

Планы на будущее

Сегодня техника сварки мягких тканей находится в стадии широкого клинического освоения. Постепенно расширяется область ее применения, совершенствуются методики выполнения операции с учетом особенностей сварки тканей. По мнению ученых, данный метод весьма перспективен и при трансплантации различных органов. Наряду с признанным мировым приоритетом технологии высокочастотной сварки живых мягких тканей высокую медико-техническую оценку получила конвекционно-радиа­цион­ная термо­хирургическая аппаратура для остановки кровотечений, санации инфицированных и хронических гнойных ран в стационарных и полевых условиях. Очевидно, что сочетание остановки кровотечения и санации раны определяет широкие возможности ее применения в военно-полевой хирургии, медицине катастроф, больницах скорой помощи. Чрезвычайно перспективным представляется использование новой техники в ветеринарии — как для проведения хирургических операций, так и осуще­ствления санитарной обработки городов (стерилизация бродячих животных). В будущем аппараты для сварки и термоструйной обработки живых тканей должны стать неизменным атрибутом каждой операционной. В то же время масштабы современного использования рассматриваемых новых процессов и оборудования явно не соответствуют реальным потребностям, прежде всего отечественной медицины. По данным Международной ассоциации «Сварка», потребность в аппаратах для высокочастотной сварки живых мягких тканей только в Украине составляет до 500 единиц ежегодно, тогда как на практике приобретаются они различными клиниками в десятки раз меньше, и тенденции к улучшению не наблюдается. Для изменения ситуации необходимы централизованная поддержка государства и организация специализированной государственной программы развития электротермохирургии, базирующейся на отечественных разработках. Именно это позволит перейти к широкому их внедрению в хирургическую практику.

Подготовила Александра Демецкая, канд. биол. наук

Источник

Статья на тему: Сварочное искусство»

Сварочное искусство – высокочастотная сварка и резка живых тканей

студент группы СП-3: Половик Е.,

научный руководитель: Азимова С.В.

КГПОАУ «Камчатский политехнический техникум»

Ключевые слова: сварка в медицине, высокочастотный электрокоагулятор, плазмотрон, в таких областях медицины, как общая и абдоминальная хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр. Ультразвуковая наплавка костных тканей, ультразвуковая сварка мягких биологических тканей, присадочного материала.

Сварка в медицине – это когда соединяемые ткани сводятся с поверхностными слоями с использованием сварочного инструмента, затем свариваемый участок сжимается электродами и включается источник тока. Когда программа выполнена, ткань освобождается. Процесс повторяется до тех пор, пока рана не будет полностью закрыта.

Идея сварки живых тканей зародилась в коллективе электросварки им. Е А. Патона. В научных кругах Борис Евгеньевич Патон известен своими новаторскими и изобретательными идеями.

Одно из выдающихся достижений современной науки – разработка новых технологических процессов соединения и разъединения биологических тканей живых существ. Метод высокочастотной сварки мягких живых тканей был создан в Институте электросварки им. Е.О. Патона в тесном сотрудничестве с Международной ассоциацией «Сварка», ведущими медицинскими учреждениями Украины, а также американской компанией CSMG.

Первые свидетельства применения высокочастотного электрокоагуляционного оборудования в медицине зафиксированы около 100 лет назад. Исследования методов сварки и родственных технологий в разных областях медицины и ветеринарии, начатые в 1993 году Институтом электросварки им. Е. О. Патона, показали принципиальную возможность бескровного разъединения и соединения разреза живой ткани. Так начало развиваться новое направление медицины – электрохирургия 1, 2 .

В 1996 году начались систематические исследования данного способа соединения тканей.

Сварочные технологии победно шагают на земле, в подводном мире и космосе. Сварка начинает свой путь в медицине. Она успешно применяется для соединения поврежденных тканей человека и восстановления жизнедеятельности его органов. /Б.Е. Патон/.

К решению этой задачи через международную ассоциацию «Сварка» привлекли американскую фирму Consortium Service Management Group, которая, в свою очередь, пригласила принять участие в этой работе группу американских врачей во главе с выдающимся хирургом Дж. Куцем. Через год в США в г. Луисвилле (штат Кентукки) в клинике Центра микрохирургии кисти рук «Клайнерт Куц» украинские специалисты демонстрировали сварку мягких тканей. Показательные операции вызвали большой интерес. Был создан международный коллектив по разработке проекта «Сварка мягких живых тканей», участниками которого стали учёные и специалисты вышеуказанных организаций Украины и США 2 .

Внедрению сварочных технологий в медицинскую практику предшествовали многочисленные операции на кишечнике, печени, желчном пузыре у различных групп животных (крысы, кролики, собаки, свиньи), а также эксперименты на удаленных и удаляемых органах человека. Таким образом, метод высокочастотной сварки тканей продемонстрировал свою эффективность и успешно применяется в медицинской практике уже более 10 лет. За это время освоено более 150 различных хирургических методик и успешно выполнено около 100 тыс. операций в таких областях медицины, как общая и абдоминальная хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр.

Аппарат для сварки живых мягких тканей

Сварочная технология меньше травмирует ткань, не вызывает ожога и неприятного запаха, происходит быстрое заживление ткани и восстановление функций прооперированного органа.

Рассмотрим некоторые исследования:

Разработаны способы разделения (резки), наращивания (наплавки) и замещения дефектов костей.

Многолетняя совместная работа инженеров кафедры «Машины и автоматизация сварочных процессов» МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством академика Г.А. Николаева и профессора В.И. Лощилова, медиков Центрального института травматологии и ортопедии под руководством академика М.В. Волкова и других ученых привела в начале 60-х гг. ХХ в. к созданию методов и аппаратуры для получения неразъемных соединений костных и мягких биологических тканей 3, 5 .

Ими же разработаны и способы разделения (резки), наращивания (наплавки) и замещения дефектов костей. Постановкой тонких и остроумных экспериментов было установлено, что в костях человека имеются большие внутренние самоуравновешивающие напряжения. Они способствуют повышению прочности костей, но также способствуют их хрупкости.

Авторам Г.А. Николаеву, В.И. Лощилову и Э.П. Бабаеву были выданы в 1976 г. дипломы на открытие – «Явление наличия собственных напряжений в кости человека и животных». Открытие имеет большое значение для медицины, в частности в практике выпрямления искривленных костей и заживления переломов.

Рис. 1 Схема процесса ультразвуковой сварки (а) и резки костных тканей (б):
1 – ультразвуковой генератор; 2 – акустический узел; 3 – волновод; 4 – подача сварочной смеси; 5 – костная ткань; 6 – инструмент для ультразвуковой резки.

В зону соединения подается жидкий этил, смешанный с костной стружкой и другими компонентами.

Специальным устройством – волноводом ультразвуковых колебаний – вводится ультразвуковая энергия в подаваемую смесь. Это активизирует сложные физико-химические процессы: ускоряет проникновение присадочной смеси в костную ткань, химическое взаимодействие компонентов смеси с коллагеном кости. В результате образуется твердый сварной шов, причем без существенного нагрева тканей.

Полученное соединение является временным – оно удерживает биологические ткани на период естественных процессов их регенерации, вплоть до полного замещения новообразующиеся тканью. Подобным же образом осуществляется и ультразвуковая наплавка костных тканей для восстановления их целостности и размеров. Ультразвуковая сварка мягких биологических тканей осуществляется без какого-либо присадочного материала 3 .

При правильном выборе параметров ультразвуковых колебаний и методов их введения в зону соединения тканей получается сварной шов, обладающий достаточной механической прочностью, способный к последующей регенерации. Производительность ультразвукового резания значительно выше, и оно менее травмоопасно, чем традиционные методы.

Определены и созданы условия для образования сварочного (сварного) соединения тканей токами высокой частоты и создан соответствующий этим требованиям сварочный комплекс. Аппарат для сварки мягких тканей состоит из источника питания и управляющего компьютера. Компьютер не только управляет источником питания, но и адаптирует процесс сварки к конкретным свойствам тканей соединяемых участков разреза.

Рис. 2 Оборудование и инструмент для сварки живых тканей: а – высокочастотный сварочный источник питания; б – медицинский сварочный пинцет; в – лапароскопический зажим ложка; г –зажим, пинцет.

С помощью набора медицинских сварочных инструментов и сборочно-сварочных приспособлений можно заваривать кровеносные сосуды; сваривать большие массивы ткани (одномоментная сварка кишечника, удаление части легкого с одновременной заваркой его краёв, удаление опухолей с одномоментной остановкой кровотечения); резать ткани с одновременным перекрытием мелких сосудов.

Рис.2 Сваривающий высокочастотный электрокоагулятор ЕК-300М1 для сварки живых тканей

Высокочастотный электрокоагулятор ЕК-300М1 предназначен для соединения (сваривания), коагуляции и рассечения мягких биологических тканей при проведении хирургических операций.

Источника питания подключается к сети с напряжением 220В, частотой 66 Гц. Максимальная мощность – до 300 ВА; максимальное напряжение – 280 В; максимальная частота – 440 Гц; габариты – 300×160×220мм; масса – 16 кг.

Аппараты серии ЕКВЗ-300 ПАТОНМЕД это универсальные многофункциональные аппараты для ВЧ сварки и обработки живых тканей, которые успешно применяются на практике и могут быть рекомендованы для широкого применения в хирургии и ветеринарии.

Специальный компактный плазмотрон, легко удерживаемый рукой человека, соединяется гибким шлангом с источником питания, баллонами с плазмообразующим газом и пультом управления. Тонкий лучик высокотемпературной плазмы вырывается из сопла плазмотрона. Диаметр струи – около миллиметра, а ее длина может регулироваться в пределах от 3 до 20 мм. Струя с температурой до 10000 0 С легко рассекает мягкие ткани, испаряя их, одновременно заваривая стенки сосудов, идеально дезинфицирует операционное поле, остающееся в течение операции практически сухим, «усыпляет» окончания нервных волокон, обезболивая процесс. После операции ускоренно затягиваются разрезы, пациент меньше страдает от боли.

Плазменный скальпель работает без износа несколько тысяч часов. Нельзя не упомянуть еще об одном инструменте сварщиков – лазере, успешно применяемом медиками. Во многих клиниках лазерное излучение используется для диагностики и лечения различных болезней путем воздействия на биологически активные точки человека. Широко известно и применение миниатюрных лазерных установок для приварки отслаивающейся сетчатки глаза ко дну глазного яблока.

На сегодняшний момент выданы патенты на метод сварки живых мягких тканей, включая специальное автоматизированное сварочное оборудование и электроды, медицинские инструменты в таких странах, как Украина, США, Россия, Австралия и в ряде других ведущих стран мира.

Соединяемые слои ткани при помощи сварочного инструмента вводятся в соприкосновение своими поверхностными слоями. Далее хирург сжимает свариваемый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварочного тока. После выполнения программы управления процессом сварки и отключения энергии, захваченная ткань освобождается, затем процесс должен повторяться до полного закрытия раны 4 .

Рис.3 Биполярные инструменты для ВЧ сваркиживыхтканей

С помощью биполярного сварочного пинцета соединение продольных разрезов участка толстой кишки точечным сварным швом с достижением полной герметичности. Полная герметичность сварного шва подтверждена послеоперационным вскрытием через три месяца после эксперимента. При этом место наложения сварного шва определялось с трудом.

В настоящее время на аппаратах, созданных в ИЭС им. Е.О. Патона выполняется в среднем от 15 до 20 тысяч операций в год, проведено более 80000 операций на различных органах человека. При применении нового сварочного медицинского оборудования не было послеоперационных осложнений или кровотечения. Накопленный опыт показывает, что применение сварочной технологии обеспечивает получение внешне привлекательного шва, тонкого, ровного, изящного, не деформирующего орган, не уменьшающего просвет полых органов. Достигается полная герметизация соединения в месте сварочного шва и обеспечивается асептичность 4 , 5 .

Использование сварочной технологии обеспечивает упрощение техники выполнения хирургической операции.

Результаты клинического применения способа сварки свидетельствуют о возможности уменьшения послеоперационных болей, простоте и безопасности применения разработанного оборудования.

Благодаря применению сварочной технологии значительно сокращаются кровопотери на 60-85%. Операции производятся на «сухом» операционном поле (без разрезания тканей).

Практически не используются шовный материал, клипсы, поскольку соединение происходит за счет родного материала свариваемого органа.

Сокращение длительности операции 20-50% и восстановительного периода приводит к уменьшению расходов на лекарственные препараты. В том числе и на наркотические средства.

Возможность проведения хирургического лечения больным, которые раньше считались неоперабельными. Быстрая и полноценная послеоперационная реабилитация.

Возможность проведения новых операций, недоступных для выполнения другими способами 4 .

Достижения сварки в медицине:

Разработаны сплавы с памятью формы на основе титана и никеля, в которой температурный диапазон фазового превращения отвечает условиям безопасного медицинского применения.

Разработаны конструкции и изготовлены имплантаты и инструменты из этих сплавов, экстракторы, скобки и др. успешно испытаны в клиниках. Экстрактор новой конструкции с дополнительным нагревом до температуры примерно 40 0 С успешно опробован в операциях.

Разработаны скобки, изготовленные из сплава с памятью формы, применяются для соединения обломков костей при операциях как опорно-двигательного аппарата, так и при черепно-мозговых и стоматологических операциях. Разработана новая технология сварки сосудов и других предварительно разрезанных мягких тканей животных и человека тканей без использования ниток, металлических скоб, клеев-припоев и т.п.

Основные особенности новой технологии:

исключение излишнего перегрева ткани за счет системы автоматического управления процессом сварки, действующей на основе обратных связей;

электроды, подводящие ток и сжимающие ткань, выполнены из хорошо полируемого и достаточно твердого материала, обладающего наиболее высокой теплопроводностью 5.

В настоящее время техника сварки мягких тканей находится в стадии широкого клинического освоения. Постепенно расширяются области ее применения, совершенствуются методики выполнения операции с учетом особенностей сварки тканей.

По мнению ученых, данный метод весьма перспективен и при трансплантации различных органов. Наряду с признанным мировым приоритетом технологии высокочастотной сварки живых мягких тканей высокую медико-техническую оценку получила конвекционно-радиационная термохирургическая аппаратура для остановки кровотечений, санации инфицированных и хронических гнойных ран в стационарных и полевых условиях. Очевидно, что сочетание остановки кровотечения и санации раны определяет широкие возможности ее применения в военно-полевой хирургии, медицине катастроф, больницах скорой помощи. Чрезвычайно перспективным представляется использование новой техники в ветеринарии – как для проведения хирургических операций, так и осуществления санитарной обработки городов (стерилизация бродячих животных). В будущем аппараты для сварки и термоструйной обработки живых тканей должны стать неизменным атрибутом каждой операционной.

Благодаря усилиям учёных и специалистов в области электросварки и медицины принесут большие успехи в хирургии, диагностике, новые конструктивные решения при создании медицинского оборудования и инструментария, разработке новейших материалов для протезирования 4, 6.

Сварка нашла своё применение в медицине. Этот процесс удивляет не только специалистов и хирургов, но все человечество, что способствует быстрому заживлению и облегчению проведения операций.

Сварка мягких живых тканей . Иванов О.Н., к.т.н. Источник: Международная ассоциация «Сварка» Электронный ресурс – Режим доступа: http :// iaw . org . ua / articles / svarka — mjagkih — zhivyh — tkanej /865. html .

Патон Б.Е., президент Национальной академии наук Украины, директор Института электросварки им. Е. О. Патона Сварка и родственные технологии. Журнал ТПП Украины «Деловой вестник» № 12(211), 2011.

Технологии сварки Электронный ресурс – Режим доступа: http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/tech/bioweld/.

Сварка живых тканей — революционная технология в медицине Электронный ресурс – Режим доступа: http://plastichelp.ru/view/75/.

Применение сварки http: Электронный ресурс – Режим доступа: //weldingsite.com.ua/medicin.html.

Б. Е. Патон, И. В. Кривцун, Г. С. Маринский, И. Ю. Худецкий, Ю. Н. Ланкин, А. В. Чернец Сварка и родственные технологии Сварка, резка и термическая обработка живых тканей. Журнал ТПП Украины «Деловой вестник».

Источник

Назовите фамилию ученого, под руководством которого была

Назовите фамилию ученого, под руководством которого была разработана технология сварки живых мягких тканей человека.

ОГАПОУ «Белгородский машиностроительный техникум»

Методическая разработка  на тему

«Сварка живых тканей: теория, практика, перспективы»

Выполнили обучающиеся гр №33

Перепечаев Максим; Петров Сергей

Руководитель: Шахбанова В.И.

                                                        Белгород, 2018г

Оглавление

1. Пояснительная записка
2. Необычный способ сварки
3. Как это работает?
4. Чем хороша сварка живых тканей?

      5. Универсальная технология

      6. Как это происходит

      7. Преимущества

      8. Планы на будущее

      9.Изобретение и применение

      10.Примеры операций на человеке

      11.Принципы действия

      12.Сравнение с ультразвуковой хирургией

      13.Перспективы использования

Пояснительная записка

       На сегодняшний день сварочные работы охватили большую область промышленности. Кроме резки и сварки различных металлических изделий, её начали применять и на живых тканях. Сварка живых мягких тканей применяется в хирургии, во время операций.

          Сварочные технологии победно шагают по земле, в подводном мире и космосе. Сварка начинает свой путь в медицине. Она успешно применяется для соединения поврежденных тканей человека и восстановления жизнедеятельности его органов.

Очевидны и экономические преимущества, поскольку в «сварочной хирургии» практически не используются шовный материал, клипсы (соединение происходит за счет ткани свариваемого органа). Сокращение длительности операции и восстановительного периода уменьшает расходы на лекарственные препараты, в том числе наркотические средства.

      Специфические условия, в которых производятся сварка, резка или напыление различных изделий, привели к разработке уникального оборудования, а также способов выполнения сварочных работ на земле, под водой и в космическом пространстве. Сегодня накоплен достаточно большой опыт применения сварочных технологий мягких живых тканей во время хирургических операций. 

Сварка живых тканей: теория, практика, перспективы

Необычный способ сварки

Поистине уникальным событием стала разработка технологии соединения и разъединения живых тканей.

Перед тем как сварку живых тканей внедрили в современную медицину, провели немало экспериментов. И только после этого было дано разрешение на применение сварки в ведущих медицинских учреждениях страны.

Применение этой технологии позволило не только соединять живую ткань, но и резать её, а также перекрывать сосуды.

Первый раз, такую технологию применили для герметизации перфоративного отверстия жёлчного пузыря. Это произошло в конце прошлого века.

Эта технология отлично показала себя на практике, поэтому на сегодняшний день сварка живых тканей успешно применяется в разных областях медицины.

Как это работает?

Можно описать процесс схематически. Берётся инструмент для сварки, сопоставляются поверхности тканей, которые необходимо соединить. После этого хирург зажимает аппарат и с помощью специальных сварочных электродов происходит сварка живых тканей. После того как сварка окончена, отключается энергия, которая подавалась на электроды и освобождается соединённая ткань. Таким образом, хирург полностью закрывает рану.

Для того чтоб разрушенный орган быстро восстановился после проведённых сварочных работ, напряжение при сварке должно быть минимальным, но достаточным, чтоб произошло соединение. Для того чтоб все настройки были автоматические и не отвлекали хирурга от процесса операции, создали специальную систему управления аппаратом.

Чем хороша сварка живых тканей?

Кроме сварки живых тканей, применяется ещё коагуляция. Однако после неё могут появиться ожоги, а ткани после нагрева отмирают. Сварка, действует, намного милосердней, на живые ткани. При использовании этой технологии отсутствует дым и неприятный запах жжёной плоти.

Этот способ соединения ткани, благоприятно влияет на здоровье пациента и хирурга, когда он сталкивается с инфицированными больными. Так как сварка не травмирует соединяемые ткани органа, он начинает быстрее приходить в норму после проведённой операции. В медицине не были зафиксированы случаи осложнений после применения сварочной технологии на живых тканях.

Универсальная технология

Одно из выдающихся достижений современной науки — разработка новых технологических процессов соединения и разъединения биологических тканей живых существ. Метод высокочастотной сварки мягких живых тканей был создан в Институте электросварки им. Е.О. Патона в тесном сотрудничестве с Международной ассоциацией «Сварка», ведущими медицинскими учреждениями Украины. Внедрению сварочных технологий в медицинскую практику предшествовали многочисленные операции на кишечнике, печени, желчном пузыре у различных групп животных (крысы, кролики, собаки, свиньи), а также эксперименты на удаленных и удаляемых органах человека.

В декабре 2001 г. на расширенном заседании ученого совета Министерства здравоохранения с участием президента НАН Украины академика Б.Е. Патона, президента АМНУ академика А.Ф. Возианова, директоров многих академических институтов и ученых в области медицины было принято решение распространить клинический опыт применения новой хирургической технологии на ведущие медицинские учреждения страны. Особенностью данной технологии является универсальность ее применения в хирургии. Так, она позволяет, используя один сварочный комплекс, осуществлять коагуляцию, перекрытие сосудов до 10 мм, пересечение тканей, в том числе мышечной, сосудистой, паренхиматозной, в частности легочной, связок и пр, а также с минимальными кровопотерями получать герметичные и достаточно прочные соединения разрезов ткани продольными и кольцевыми сварными швами с помощью пинцетов и специальных зажимов.

Первую операцию с применением электросварочных технологий на базе Института хирургии и трансплантологии АМН Украины провели в 1999 г.: загерметизировали перфоративное отверстие желчного пузыря

      Таким образом, метод высокочастотной сварки тканей продемонстрировал свою эффективность и успешно применяется в медицинской практике уже более 10 лет. За это время освоено более 150 различных хирургических методик и успешно выполнено около 100 тыс. операций в таких областях медицины, как общая и хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр.

Как это происходит

Схематически основные явления, происходящие при сварке мягких тканей, можно описать следующим образом. С помощью сварочного инструмента ткани сопоставляют их поверхностными слоями. Затем хирург сжимает свариваемый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварного тока. Образование сварного соединения основано на эффекте электротермической денатурации белковых молекул. После завершения программы управления процессом сварки и отключения энергии захваченная ткань освобождается, затем процесс повторяется до полного закрытия раны.

Чтобы восстановление физиологической функции разрушенного органа протекало быстро и без осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки существенно повышаются. В то же время важно, чтобы процесс управления был простым для хирурга, который не должен отвлекаться и тратить время на настройку аппаратуры. С этой целью создана и успешно применяется система автоматического управления процессом сварки.

Преимущества

В настоящее время установлено принципиальное отличие воздействия на живую ткань процесса сварки от широко применяемой коагуляции. Последняя вызывает ожог и омертвление ткани в месте нагрева, в то время как при использовании сварочной технологии достигается значительно меньшее травмирование тканей, что подтверждается морфологическими исследованиями, а также отсутствием в процессе сварки выделения дыма и неприятного запаха. «Бездымная» технология положительно сказывается на здоровье не только больного, но и хирурга, особенно при работе с инфицированными пациентами.

Кроме того, исключается поражение ткани в месте сварки, что способствует более быстрому и легкому заживлению прооперированного органа, восстановлению его морфологической структуры и функций. В послеоперационный период не отмечали осложнений, которые можно было бы связать с применением сварочной технологии.

Как известно, применяемые сегодня методы соединения тканей имеют существенные недостатки, среди которых — развитие воспаления, инфекционных процессов, в частности формирование абсцессов в брюшной полости. При сварке тканей обеспечиваются полная герметизация соединения (сварного шва) и асептичность. Это подтверждают микробиологические исследования.

Изобретение и применение

Способ электросварки мягких тканей был предложен Институтом электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. Идея разработки принадлежит академику Борису Патону, под руководством которого работает коллектив специалистов инженерного и медицинского профиля. По его инициативе в 1993 году сотрудники Института электросварки совместно с хирургами Института клинической и экспериментальной хирургии (ныне — Институт хирургии и трансплантологии) и больницы «Охматдет » провели эксперименты, которые подтвердили принципиальную возможность получения сварного соединения различных мягких тканей животных способом биполярной коагуляции. Начались исследования этой технологии в экспериментальном отделе Института хирургии и трансплантологии в 1992 году.

В дальнейшем проект «Сварка мягких живых тканей» стал одним из двух приоритетных направлений деятельности Международной ассоциации «Сварка» (МАЗ) основанной в 1991 при Институте электросварки. В 1996 году, согласно программе МАЗ, организован международный коллектив с участием украинских специалистов и американской финансовой компании Consortium Service Management Group, Inc (CSMG). В 1997 году украинские специалисты впервые продемонстрировали хирургические операции с применением электросварки мягкие тканей на животных в США. В 1998 году в Киеве в госпитале Военно-медицинского управления СБУ начато эксперименты по сварке тканей человека с использованием сварочно-медицинского оборудования, разработанного и изготовленного в Институте электросварки.

   Совокупность экспериментов на контрольной группе животных (свиньях), а также на удаленных и извлекаемые органах человека по применению сварочной технологии в общей хирургии, показавших воспроизводимость получения положительных результатов, служила основанием для издания Министерством здравоохранения Украины свидетельства о государственной регистрации применения сварочного оборудования в медицинской практике на 2001—2004, 2005—2010 и 2011—2015 годы. Это позволило провести освоение способов сварки мягких тканей в более 80 клиниках Украины и России для применения в различных отраслях общей хирургии, а также разработать более 130 методик оперативного вмешательства. На сегодня по этой технологии было проведено более 80 000 операций на различных органах человека. Технология разрешена к клиническому использованию в России, на Украине, в Белоруссии и др. странах.

В 2004 году коллективу авторов проекта во главе с академиком Борисом Патоном была присуждена Государственная премия Украины в области науки и техники.

Примеры операций на человеке

С использованием электросварочной технологии в клинических условиях могут быть проведены следующие операции:

• получение прочного соединения с совершенной герметичностью при закрытии просвета в мочеточнике ;
• наложения шва на желудок без угрозы попадания его содержания в живот;
• герметичная сварка кишки;
• восстановление непрерывности слизистой носовой перегородки;
• удаление гланд;
• косметические операции на молочных железах, нижних и верхних конечностях.

Принципы действия

Схематично процесс сварки мягких тканей состоит из:

• соединяемые слои ткани накладывают друг на друга поверхностными слоями;
• хирург сжимает свариваемый участок ткани электродами сварочного инструмента и включает источник тока;
• после выполнения программы управления процессом сварки и отключения энергии, захваченная ткань освобождается, а процесс повторяется до полного закрытия раны.

Образование сварного соединения базируется на эффекте электротермической денатурации белковых молекул. При воздействии электротока невысокого напряжения частично разрушаются клеточные мембраны, в результате чего выделяется белковая жидкость. За счет коагуляции (свертывания) белка ткани слипаются — «свариваются». Через некоторое время морфологическая структура ткани восстанавливается, поэтому рубца в привычном понимании этого слова на прооперированном органе не остается.

Чтобы восстановление органа проходило быстро и не несло осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки значительно повышаются. Для упрощения задачи хирурга в управлении процессом сварки создана система автоматического управления. Температура в зоне сварки — 60-70 ° C.

В результате проведенных экспериментов были отобраны методы применения сварочной технологии в операциях на свиньях:

• соединение с помощью биполярного сварочного пинцета продольных разрезов участка толстой кишки точечным сварным швом с достижением полной герметичности;
• формирование циркулярного анастомоза толстой кишки (полная герметичность сварного шва подтверждена послеоперационным вскрытием за три месяца эксперимента)
• герметичное сварное соединение продольного разреза желчного пузыря — сформирован точечный сварной шов длиной 6-7 мм.

Клинически этот способ нашел применение, как в хирургической эндоскопии, так и в лапароскопии.

Сравнение с другими хирургическими методами

       По сравнению с традиционными методами хирургии использования электросварки позволяет сократить время операции (в некоторых случаях — до 60 мин) и потери крови (на 200-300 мл). Швы после сварки легче заживают, в совокупности это все приводит к уменьшению расходов на лекарственные препараты, в том числе на наркотические средства.

В отличие от традиционной хирургии, метод сварки не требует шовного материала, скоб, клипс и сшивающих аппаратов, поскольку соединение происходит благодаря «родном» материалу свариваемого органа с помощью специального оборудования.        Места швов при использовании метода электросварки легко заживают, о что свидетельствует о сложности их нахождения при вскрытии через месяц после операции. По словам Юрия Фурманова, месячные рубцы на прооперированном кишечнике «очень тонкие» и практически незаметны». Во многих случаях это имеет ключевое значение, поскольку причиной многих неудач при традиционных операциях является вызванный рубцеванием швов стеноз — сужение отверстия трубчатых органов.

        Отсутствие шовных материалов в месте операции в свою очередь затрудняет возникновение воспалительного процесса и угрозы возникновения инфекций. При применении сварочной технологии, по свидетельству хирургов, не зафиксировано ни одного случая послеоперационных осложнений; достигается полная герметизация соединения в месте сварного шва и обеспечивается асептичность. В то же время метод сварки позволяет экономить на шовных материалах.

Большое преимущество электросварки дает в лапатоскопии, поскольку в этом случае наложить швы гораздо сложнее, чем в открытой хирургии.

Сравнение с ультразвуковой хирургией

В некоторых случаях (например, в операциях на печени) электросварка позволяет заменить дорогие и сложные в обращении ультразвуковые скальпели.

Заключение

Благодаря международному проекту «Сварка мягких живых тканей» электросварка тканей сегодня используется в некоторых современных клиниках Украины. В то же время, технология имеет широкие перспективы по ее применению в гинекологии, урологии, торакальной хирургии, офтальмологии, онкологии и др.

Планируется сертифицировать и производить аппараты для сварки живых ткани в Китае. Этим направлением, в частности, занимается Китайско-украинский институт сварки им. Е. О. Патона, созданный в 2011 году.  

Список используемой литературы

1.Источник:  http://weldering.com/svarka-zhivyh-tkaney-svarka-imeet-granic

татті 

2. Сварка. Том 1. Развитие сварочной технологии и науки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование. Комов В.В ,2015. — 536 с.

2. Сварка. Том 2. Теоретические основы сварки, прочности и проектирования. Сварочное производство. Комов В.В,2015. — 494 с.

3. Ольшанский Н.А. , Николаев Г.А. «Специальные методы сварки». М. , “Машиностроение ” ,2017. 232 с.