Зварювання в медицині

ЗВА́РЮВА­Н­НЯ В МЕДИЦИ́НІ — за­стосува­н­ня устаткува­н­ня і методів зварювання та родин­них технологій у різних галузях медицини для різа­н­ня, отрима­н­ня нерозʼємних зʼ­єд­нань й обробле­н­ня мʼяких живих тканин і кісток, діагностува­н­ня захворювань, створе­н­ня особливих інструментів й устаткува­н­ня, роз­робле­н­ня новітніх матеріалів для лікува­н­ня. Перші екс­перименти роз­почато 1993 в Ін­ституті електрозварюва­н­ня АНУ (Київ). Вони довели принципову можливість швидкого, без­кровного роз­ʼ­єд­на­н­ня органа, який оперують, з мінімальним ушкодже­н­ням його тканини, і сполуче­н­ня роз­різу живої тканини процесами, подібними до контактного зварюва­н­ня металів. Від 1996 Ін­ститут електрозварюва­н­ня НАНУ спільно з низкою різно­профільних ін­ститутів медичних установ України провів дослідже­н­ня з роз­робле­н­ня електричного зварюва­н­ня мʼяких живих тканин, який ґрунтується на коагуляції тканин глобуліну. Зварюва­н­ня живої тканини виконують електрохірургічними інструментами з високочастотними джерелами живле­н­ня та мікро­процесорною системою керува­н­ня. При проходжен­ні електричного струму високої частоти стиснуті електродами інструмента стінки судин, шарів різних тканин і органів пере­плітаються (зʼ­єд­нуються). За­стосува­н­ня зварюва­н­ня унеможливлює кровотечу, скорочує тривалість операції. Шов, виконаний за допомогою зварювальних методів, залишається герметичним навіть при тиску, що пере­вищує артеріальний. Під час медичного зварюва­н­ня не потрібно використовувати шовні матеріали, зшивальні апарати та клеєві композиції. Зварений шов за від­носно короткий час заміщується повноцін­ною живою тканиною. 

Українські науковці роз­робили понад 50 типів електрохірургічних зварювальних інструментів (пінцетів, затискувачів тощо), які до­зволяють виконувати близько 80 видів втручань у загальній, торакальній і спеціалізованій хірургії (онкології, гін­екології, урології, травматології, отоларингології та ін.). Ці способи зварюва­н­ня освоєно в низці клінік України, РФ, Білорусі, запатентовано в Україні, РФ, США, Канаді, ЄС, Австралії. 2001 КБ «Пів­ден­не» (Дні­пропетровськ) та Ін­ститутом електрозварюва­н­ня НАНУ створено хірургічний комплекс «Плазмамед» для різа­н­ня тканин і зупинки внутрішньоранових кровотеч за допомогою струменя низькотемпературної аргонової плазми. Згодом Ін­ститутом електрозварюва­н­ня НАНУ спільно з Ін­ститутом хірургії й транс­плантології АМНУ (Київ) роз­роблено термострумин­ний спосіб і від­повід­ну апаратуру (замість аргону використовують повітря). Внаслідок цього започатковано нову галузь медицини — гіпертермічна хірургія — санація ран, інфікованих стійкими до антибіо­тиків штамами мікроорганізмів, профілактика роз­витку ранових інфекцій, зупинка кровотеч усередині ран, зʼ­єд­нува­н­ня живих біо­логічних тканин, знище­н­ня зло­якісних пухлин тощо. Інші методи зварюва­н­ня для зʼ­єд­на­н­ня біо­логічних тканин не зна­йшли практичного за­стосува­н­ня. Так, у 1970-х рр. в Московському вищому технічному училищі ім. М. Баумана досліджено процес зʼ­єд­на­н­ня кісткових і мʼяких тканин за допомогою ультра­звуку — до хірургічних інструментів при­єд­нували хвилеводи та накладали на них продовжні ультра­звукові колива­н­ня. Не використовують також методи заповне­н­ня роз­ломів і дефектів кісток суміш­шю ціакрилату із кістковою стружкою. Не досягнуто необхідної міцності зʼ­єд­на­н­ня лазерним зварюва­н­ням. Досить складною залишається технологія за­стосува­н­ня присадок на основі білка. 

Київськими фахівцями у галузі зварюва­н­ня роз­роблено мікроплазмове, магнетрон­не й електрон­но-променеве напилюва­н­ня стентів, імплантатів, ендо­протезів, нанесе­н­ня покрит­тів, нейтральних для внутрішнього середовища організму людини, зокрема цирконію та його сплавів. На основі титану й нікелю створено сплави з ефектом памʼяті форми. Вони мають необхідні характеристики біо­інертності й біо­сумісності, після деформува­н­ня при низьких температурах від­новлюють форму при температурі людського тіла. На їх основі створено нові імплантати й інструменти, зокрема екс­трактор для видале­н­ня каменів або інших пере­шкод із трубчастих органів людини; дужки для сполуче­н­ня уламків кісток при операціях опорно-рухового апарату, при черепно-мозкових і стоматологічних операціях; емболи для лікува­н­ня онкологічних захворювань. Стенти нової кон­струкції мають поверх­ню з регульованими роз­мірами, формами й кількістю пор, що необхідно для збереже­н­ня фармакологічних засобів, під­вищену твердість в радіальному напрямі й осьову гнучкість для полегше­н­ня проходже­н­ня кровоносними судинами до місця встановле­н­ня. Стенти з нітінолу використовують як протези жовчних проток на ділянці, де про­йшло видале­н­ня пухлини. У металевих імплантатах, зокрема ендо­протезах, унаслідок покри­т­тя біо­керамічними матеріалами механічна міцність по­єд­нано з позитивними біо­логічними властивостями (під­вище­н­ня швидкості формува­н­ня кісткової тканини, можливість утворе­н­ня звʼязку з кісткою й запобіга­н­ня утворен­ню продуктів корозії металу), які забезпечують їх довголітню надійність. Процеси електрон­но-променевого випаровува­н­ня з подальшою конденсацією різних речовин у вакуумі до­зволяють створювати композиційні матеріали на основі нанотехнологій. Конденсати одержують у ви­гляді покрит­тів на виробах, фольги, аркушів, окремих виробів, від­ділених від під­кладок, а також нанопорошків, колоїдних систем медичного при­значе­н­ня (на­приклад, магнітні рідини для цілеспрямованого транс­портува­н­ня лікарських препаратів у необхідну ділянку живого організму; пористі конденсати для сорбува­н­ня, фільтрува­н­ня, пере­несе­н­ня каталізаторів тощо). Науковці Ін­ститутів електрозварюва­н­ня та газу НАНУ (Київ) для пере­робле­н­ня різноманітних медичних від­ходів роз­робили технологічний процес, який ґрунтується на викори­стан­ні парової плазми, а також від­повід­не устаткува­н­ня (у стаціонарному і мобільному виконан­ні).

Літ.: Патон Б. Е., Гвоздецкий В. С., Драновский В. И., Джеп­па В. Л. и др. Плазмен­ный хирургический комплекс «Плазмамед» // АС. 2000. № 1; Патон Б. Е. Электрическая сварка мягких тканей в хирургии // Там само. 2004. № 9; Патон Б. Е., Чернец А. В., Маринский Г. С. и др. Пер­спективы применения плазмен­ных технологий для уничтожения и пере­работки медицинских и других опасных отходов // Современ­ная электрометал­лургия. 2005. № 3; Патон Б. Е., Калеко Д. М., Шевченко В. Е. и др. Свариваемость сплавов системы с эф­фектом памяти формы // АС. 2006. № 5.

Б. Є. Патон

Фотоілюстрації

×

❮ ❯

Завантажити статтю