Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

СПЛАВ Ti–50,8 ат.% Ni И ТЕХНОЛОГИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Муслов С.А. Ярема И.В. Данилевская О.В.

В настоящее время распространенность желчнокаменной болезни (ЖКБ) бурно прогрессирует, а количество больных с данной патологией ежегодно увеличивается. Остаётся высоким процент осложнений. Несмотря на значительный накопленный опыт и прогресс в лечении ЖКБ, существует ряд нерешённых вопросов, в том числе касающихся травматичности вмешательств и манипуляций на желчевыводящих путях. Высокий уровень травматизма по-прежнему остается "ахиллесовой пятой" хирургических и даже неоперативных бескровных методов лечения ЖКБ. Поиск малотравматичных, но эффективных методик привел к поиску и применению так называемых малоинвазивных технологий в лечении больных. Как правило, они основаны на применении материалов и конструкций из них по механическим свойствам близким к механическим характеристикам живых тканей.

На сегодняшний день ещё нельзя считать решённой проблему удаления камней из желчного русла. Каковы основные причины, создающие предпосылки для опасностей и осложнений при экстракции конкрементов? Одним из факторов, затрудняющим выполнение литоэкстракции из желчных протоков, является несовершенство геометрии и материала рабочей части используемого инструментария. Для захвата и удаления камней из желчных протоков предложено много инструментов, из которых наиболее популярна корзинка Дормиа. С помощью этой корзинки удаётся проводить очистку протоков, удалять камни интраоперационно, эндоскопически ретроградно после папиллосфинктеротомии, при самых разнообразных дренажах и при расположении конкрементов, как в дистальном, так и проксимальном отделах желчных протоков. Несмотря на высокую эффективность в лечении ЖКБ, литоэкстракция с помощью петли Дормиа не может рассматриваться как совершенно безопасный способ очистки желчевыводящих путей. Ей присущ ряд как общих, так и специфических осложнений, которые могут возникнуть на любом этапе вмешательства и в послеоперационном периоде. Основными недостатками "классической" корзинки Дормиа являются повышенная травматичность и недостаточная уловистость при захвате и тракции. При выполнении манипуляций в просвете протоков вероятны механические повреждения внутренней поверхности и стенки протоков рабочей частью корзинки вплоть до ее перфорации. Вероятность и объем травмы возрастают из-за повторных попыток захвата камня после частичного его выпадения из корзинки при эвакуации. При этом наихудшие результаты дают вмешательства на стриктурах протоков, что часто приводит к образованию более обширных стриктур и повторным вмешательствам.

К моменту наших исследований совместно с ООО СМЕТ в качестве материала рабочих частей литоэкстракторов Дормиа, как правило, применялась медицинская сталь. Однако в последнее время все более популярными при изготовлении медицинского инструментария становятся сверхэластичные металлы с памятью формы, среди которых абсолютно лучшими показателями обладают бинарные рентгеноконтрастные и биоинертные сплавы на основе титана и никеля вблизи стехиометрического состава (нитинол). Материалы принципиально отличаются друг от друга параметрами упругих свойств: сталь имеет характеристики "жесткой" пружины - высокий модули упругости и сдвига и относительно малую (1%) упругую деформацию, никелид титана NiTi обладает "резиноподобным" поведением - низкими модулями и высокой (до 10%) "псевдоупругой" деформацией, то есть характеристиками, свойственными мягким биологическим тканям. При этом интерметаллиды с химическим содержанием 50,8 ат.% Ni ("медицинский" нитинол) являются адаптированными под так называемый "медицинский" интервал температур Af = 150C, Md = 600C и в результате Af < 36,60C < Md. В данной работе методом конечных элементов проведён анализ напряжённо-деформированного состояния (НДС) стенки желчного протока при проходе протока раскрытой корзинкой литоэкстракторов. Рассматривались реальные конструкции корзинок типа Дормиа с различным числом и витьём браншей, равномерной и сгущённой на дистальном конце браншевой сеткой и вариантом исполнения сталь или нитинол. Желчные протоки моделировались в области стриктуры с учетом эффективных упругих свойств сопредельных тканей или с приложением вдоль протока механического напряжения постоянного по величине и нормального по направлению. Расчёт НДС выполнялся с помощью программного комплекса ANSYS. В результате исследований установлено, что, независимо от материала литоэкстракторов, выбор многобраншевых конструкций повышает общую площадь контакта с внутренней поверхностью протоков, снижает значения контактных давлений с ними и способствует более равномерному их распределению. При этом наименьшие значения максимальных контактных давлений создают рабочие части литоэкстракторов из никелида титана Ti-50,8 ат.% Ni. Предложена линейка новых сверхэластичных литоэкстракторов для извлечения инородных тел из желчных протоков и других полых органов (литоэкстракторы Хачина В.Н.). По механическим свойствам рабочие части нитиноловых конструкций "ближе" к тканям стенок трубчатых органов и меньше травмируют их, чем аналогичные зонды, выполненные из стали. При вводе в область стриктур, узкие и извилистые протоки сверхэластичные петли меньше травмируют желчные пути, лучше копируют рельеф и принимают их форму. При удалении конкрементов из обтурированных протоков они легко проникают за камень и атравматично удаляют его. Этому способствует наличие направляющей с оливой на конце. Клиническим путём подтверждено, что сгущение браншевой сетки на дистальном конце зонда повышает надёжность захвата камней и повышает уловистость. Также оно позволяет эффективно очищать желчные пути от песка, ила и сладжей (желчной замазки).


Библиографическая ссылка

Муслов С.А., Ярема И.В., Данилевская О.В. СПЛАВ Ti–50,8 ат.% Ni И ТЕХНОЛОГИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 2. – С. 107-108;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9479 (дата обращения: 18.05.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074