The development and experimental assessment of medical devices protecting eviscerated abdominal organs using the eventration model

Abstract

On an experimental model of eventration in small and large animals (94 rats and 12 pigs), the safety and effectiveness of samples of aseptic protective dressings made of nanomaterials with impregnations used to prevent the development of complications from abdominal organs and tissues in comparison with control ones — gauze medical sterile ones were evaluated. After 3 hours, 3 and 7 days after surgery, the viability of the intestinal wall and the presence of complications were assessed on the basis of laboratory, experimental, instrumental and morphological techniques. The assessment of microcirculation (perfusion) of the intestine was carried out using the apparatus “LAKK-02”. It was found that according to the complex of clinical and laboratory, microbiological, morphological, microcirculatory data and expert assessment, the safest and most effective for the protection of abdominal organs was an aseptic bandage made of non-woven material spunbond impregnated with vinylin + silicone. The initial values of microcirculation parameters in the pig groups were: 18.4 [17.1; 19] perfusion units in the experimental group and 15.6 [6.8; 17.7] perfusion units in the control group. After applying the bandage in the experimental group, the level of microcirculation did not significantly change. In the control group, after 3-hour exposure to the bandage, a decrease in the level of microcirculation was observed to 6.5 [5.1; 8] perfusion units (p < 0.05 compared to the initial and similar stage in the experimental group). Thus, an aseptic bandage made of spunbond nanomaterial impregnated with vinylin + silicone retains the necessary moisture and protects the eventrated abdominal organs, demonstrates safe adhesive properties and prevents the development of local and general complications in the early postoperative period.

Keywords

prehospital care / protective abdominal bandages / complete service equipment / laboratory animals / microcirculation / peritonitis / penetrating abdominal wounds / adhesive process / eventration / evisceration / nanomaterials

References

[1] Alisov PG, Samohvalov IM. Ognestrel’nye ranenija zhivota. Osobennosti, diagnostika i lechenie v sovremennyh uslovijah. Saint Peterburg: Sintez Buk; 2018. 320 p. (In Russ.).

[2] Алисов П.Г., Самохвалов И.М. Огнестрельные ранения живота. Особенности, диагностика и лечение в современных условиях. СПб.: Синтез Бук, 2018. 320 с.

[3] Ukazanija po voenno-polevoj hirurgii. Bel’skih AN, Samohvalova IM, eds. Ministerstvo oborony Rossijskoj Federacii. Moscow: MO RF; 2013. 474 p. (In Russ.).

[4] Указания по военно-полевой хирургии / под ред. А.Н. Бельских, И.М. Самохвалова; Министерство обороны Российской Федерации. М.: МО РФ, 2013. 474 с.

[5] Kudrjavcev BP, Savvin JuN, Krasnov SA, et al. Klinicheskie rekomendacii po okazaniju medicinskoj pomoshhi postradavshim s povrezhdenijami zhivota i organov brjushnoj polosti v chrezvychajnyh situacijah. Klinicheskie Rekomendacii po politravme. Moscow; 2016:69–90. (In Russ.).

[6] Кудрявцев Б.П., Саввин Ю.Н., Краснов С.А., и др. Клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи пострадавшим с повреждениями живота и органов брюшной полости в чрезвычайных ситуациях // Клинические рекомендации по политравме. М., 2016. С. 69–90.

[7] Masljakov VV, Barsukov VG, Kurkin KG, et al. Scope of provision of primary medical and sanitary care to members of population with gunshot wounds in local armed conflict environment. Disaster Medicine. 2018;(2):30–33. (In Russ.).

[8] Масляков В.В., Барсуков В.Г., Куркин К.Г., и др. Объем оказания первичной доврачебной медико-санитарной помощи лицам из населения с огнестрельными ранениями в условиях локального вооруженного конфликта // Медицина Катастроф. 2018. № 2. С. 30–33.

[9] Bjalik VL. Opyt sovetskoj mediciny v Velikoj Otechestvennoj vojne 1941–1945 gg. Vol. 35. Moscow: Medgiz; 1955. P. 117–126. (In Russ.).

[10] Бялик В.Л. Опыт советской медицины в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг. Т. 35. М.: Медгиз, 1955. С. 117–126.

[11] Emergency War Surgery: Third United States Revision. Borden Institute Walter Reed Army Medical Center. Szul AC, Davis LB, еds. Washington, DC; 2004. 488 p.

[12] Emergency War Surgery: Third United States Revision. Borden Institute Walter Reed Army Medical Center. Szul A.C., Davis L.B., еds. Washington, DC, 2004. 488 p.

[13] Tactical Combat Casualty Care and Wound Treatment. U.S. Department of Defense. New York City: Skyhorse Publishing; 2016. 176 p.

[14] Tactical Combat Casualty Care and Wound Treatment. U.S. Department of Defense. New York City: Skyhorse Publishing, 2016. 176 p.

[15] Pravila provedenija rabot s ispol’zovaniem jeksperimental’nyh zhivotnyh (Prilozhenie k prikazu Ministerstva zdravoohranenija SSSR ot 12.08.1977 g. № 755). Available from: https://www.alppp.ru/law/hozjajstvennaja-dejatelnost/selskoe-hozjajstvo/64/prikaz-minzdrava-sssr-ot-12-08-1977--755.html

[16] Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755). Режим доступа: https://www.alppp.ru/law/hozjajstvennaja-dejatelnost/selskoe-hozjajstvo/64/prikaz-minzdrava-sssr-ot-12-08-1977--755.html Дата обращения: 06.10.21.

[17] Samohvalov IM, Golovko KP, Denisov AV, et al. Comparative assessment of a special protective and moistening bandages for eventrated abdominal organs in experiment. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2017;60(4):95–100. (In Russ.).

[18] Самохвалов И.М., Головко К.П., Денисов А.В., и др. Сравнительная оценка эффективности применения специальных повязок для защиты и увлажнения эвентрированных органов живота в эксперименте // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2017. № 4(60). С. 95–100.

[19] Methodological guidelines of MU 4.2.2039-05 “Technique of collecting and transporting biomaterials to microbiological laboratories” (approved and put into effect by the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation on 23 December 2005 g.). Moscow; 2019. 78 p. (In Russ.).

[20] Методические указания МУ 4.2.2039-05 «Техника сбора и транспортирования биоматериалов в микробиологические лаборатории» (утв. и введены в действие Главным государственным санитарным врачом РФ 23 декабря 2005 г.). М.: 2019. 78 с.

[21] Golovko KP, Adamenko VN, Bojarincev VV, et al. Testing outcomes for a new aseptic abdominal dressing to protect and hydrate eventrated organs using experimental model of the open abdominal trauma. Polytrauma. 2019;(2):83–94. (In Russ.).

[22] Головко К.П., Адаменко В.Н., Бояринцев В.В., и др. Результаты апробации новой асептической абдоминальной повязки для защиты и увлажнения эвентрированных органов на экспериментальной модели открытой травмы живота // Политравма. 2019. № 2. С. 83–94.

[23] Krupatkin AI, Sidorov VV. Lazernaja dopplerovskaja floumetrija mikrocirkuljacii krovi. Moscow; 2005. 123 p. (In Russ.).

[24] Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. М., 2005. 123 с.

[25] Pechnikova NA, Toropova JaG. Central hemodynamics, microcirculation and oxidative metabolism of divine intestine divisions in experimental modeling of ischemia reperfusion. Smolensk Medical Almanac. 2018;(4):120–123. (In Russ.).

[26] Печникова Н.А., Торопова Я.Г. Центральная гемодинамика, микроциркуляция и окислительный метаболизм отделов тонкого кишечника при экспериментальном моделировании ишемии-реперфузии // Смоленский медицинский альманах. 2018. № 4. С. 120–123.

[27] Rybka MM. Acute ischemic injure of the intestinal wall. The Bulletin of Bakoulev Center. Cardiovascular Diseases. 2016;17(5): 11–18. (In Russ.).

[28] Рыбка М.М. Острое ишемическое повреждение кишечной стенки // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. 2016. Т. 17, № 5. С. 11–18.

[29] Barhatov IV. Assessment of the microcirculation system by laser doppler flowmetry. Clinical Medicine. 2013;91(11):21–27. (In Russ.).

[30] Бархатов И.В. Оценка системы микроциркуляции крови методом лазерной доплеровской флоуметрии // Клиническая медицина. 2013. Т. 91, № 11. С. 21–27.

[31] Timerbulatov ShV, Sagitov RB, Sultanbaev AU, et al. Diagnostics of the intestine ischemic damages in some acute surgical diseases of abdominal cavit. Klinicheskaja i jeksperimental’naja hirurgija. 2012;(3):40–52. (In Russ.).

[32] Тимербулатов Ш.В., Сагитов Р.Б., Султанбаев А.У., и др. Диагностика ишемических повреждений кишечника при острых хирургических заболеваниях органов брюшной полости // Клиническая и экспериментальная хирургия. 2012. № 3. С. 40–52.

[33] Hoff DA, Gregersen H, Hatlebakk JG. Mucosal blood flow measurements using laser Doppler perfusion monitoring. World J. Gastroenterol. 2009;(15):198–203. DOI: 10.3748/wjg

[34] Hoff D.A., Gregersen H., Hatlebakk J.G. Mucosal blood flow measurements using laser Doppler perfusion monitoring // World J. Gastroenterol. 2009. No. 15. P. 198–203. DOI: 10.3748/wjg

[35] Patent RUS № 184147/ 17.10.18. Byul. № 29. Golovko KP, Adamenko VN, Bojarincev VV, et al. Asepticheskaja povjazka dlja zashhity i uvlazhnenija jeventrirovannyh organov brjushnoj polosti. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU184147U1_20181017 (In Russ.).

[36] Патент РФ на изобретение № 184147/ 17.10.18. Бюл. № 29. Головко К.П., Адаменко В.Н., Бояринцев В.В., и др. Асептическая повязка для защиты и увлажнения эвентрированных органов брюшной полости. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU184147U1_20181017 Дата обращения: 06.10.21.

[37] Polynskij AA, Chernyshov TM. Eventration. Principles of diagnosis and medical treatment. Journal of the Grodno State Medical University. 2014;46(2):10–14. (In Russ.).

[38] Полынский А.А., Чернышов Т.М. Эвентрация. Принципы диагностики и лечения // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2014. № 2 (46). С. 10–14.

Funding

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)»(ЕП 18-181 от 01.06.2018)

RIGHTS & PERMISSIONS

Adamenko V.N., Golovko K.P., Suborova T.N., Toropova Y.G., Zaichikov D.A.