ARTÍCULO ORIGINAL
ESTUDIO DE EFECTIVIDAD PARA EL DRENAJE Y DESCOMPRESIÓN ENTÉRICA DE CUATRO DIFERENTES DISEÑOS DE SONDAS INTRALUMINALES
STUDY OF THE EFFECTIVENES OF FOUR DIFFERENT DESIGNS OF INTRALUMINAL STENTS IN ENTERIC DRAINAGE AND DECOMPRESSION
O ESTUDO DA EFICÁCIA PARA A DRENAGEM E O DECOMPRESSION ENTERIC DE QUATRO PROJETOS DIFERENTES DO SOUNDINGS INTRALUMINALES
ANDREA TRÓCHEZ R., M.D.a*, LUIS CARLOS RINCÓN L., M.D., CIRUJANO PEDIATRAb, c Y RAFAEL ORTÍZ, INGENIERO CIVILd
a Residente del Programa de Cirugía Pediátrica de la Universidad Militar Nueva Granada.
b Jefe del Servicio de Cirugía Pediátrica del Hospital Militar Central.
c Profesor de Cirugía Pediátrica de la Facultad de Medicina de la Universidad Militar Nueva Granada.
d Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Colombia.
Resumen
Un Muchas de las patologías quirúrgicas pediátricas intestinales son un reto para el equipo tratante, ya que comprometen tan seriamente el intestino, que agotan los recursos conocidos de tratamiento y las opciones de vida para el paciente. Por tal razón, se recurre a la inventiva del cirujano, para que en el acto quirúrgico busque alternativas que ofrezcan esperanza. Es así como surgen de forma artesanal, modificando elementos ya existentes, las sondas de drenaje entérico, que ayudan a proteger el intestino inflamado, a promover su recuperación, al drenaje de su contenido y a frenar el deterioro isquémico. Además, evitan la formación de adherencias obstructivas y limitan la necesidad de realizar resecciones amplias. El presente estudio busca tecnificar su uso y encontrar elementos de juicio claros para el posterior diseño de una sonda ideal, que cumpla con las características físicas y biológicas necesarias para ser una verdadera solución frente a las patologías a resolver. Para ello, por medio de una simulación hidráulica, se probaron las sondas de drenaje más utilizadas en el mercado, las cuales, por su diseño, pueden ser un buen punto de partida para la obtención de un producto nuevo. Del estudio se concluyó que la sonda ideal aun no existe y que faltan muchos y similares trabajos de investigación para llegar a un resultado óptimo, que cuente con los principales beneficios de las sondas actuales: una superficie lisa del PVC, la suavidad de la silicona y la tecnología del dren de Blake®, en la búsqueda de una mayor área de superficie para un óptimo drenaje.
Palabras clave: sonda, enterocolitis necrotizante, hidráulica
Abstract
Multiple surgical pediatric intestinal diseases are a real challenge for the medical team, because they compromise seriously the intestines limiting the treatment options and with it the survival options. For that reason the creativity of the surgeon in the surgical field is the resource to find an alternative that give us hope. It is like this how enteric drain stents were designed, modifying existing elements, as a solution to protect the compromised gut, help its recovery, drain its contents and stop its isquemic deterioration. Additionally they limit the formation of obstructive adhesions and the need for wide resections. The present work intends to raise its use and find common elements for the design of an ideal catheter, with optimal biophysical qualities related to the diseases to treat. With these objectives we did a hydraulic simulation of the most used drains which may serve as an excellent starting point in the design of a new product. The conclusion is that the ideal stent is not yet developed and more research like this is necessary for an optimal result, using the main characteristics of actual drains: smooth surface of pvc, softness of the silicon and the technology of the Blake's® drain in the search for a for larger surface for maximum drainage.
Key words: probe, enterocolitis necrotizing, hydraulics
Resumo
Muitos dos pathologies cirúrgicos dos pediátricas intestinal são um desafio para o equipamento do tratante, desde que jeopardize o intestine assim seriamente, que esgota o tratamento sabido recursos e as opções da vida para o paciente. Para tal razão, se recorre ao inventiveness do cirurgião, de modo que no ato cirúrgico procure as alternativas que oferecem a esperança. É assim como se levantam do formulário do artisan, modificando elementos existentes já, os soundings da drenagem enteric, que ajudam proteger o intestine inflamed, promover sua recuperação, à drenagem de seu índice e conter a deterioração do isquémico. Além, evitam a formação de adesões dos obstructivas e limitam a necessidade para fazer resecciones amplos. O estudo atual procura technify seu uso e para encontrar elementos desobstruídos do julgamento para o projeto mais atrasado de soar ideal, aquele cumpre as características físicas e biológicas necessárias ser uma solução verdadeira ao contrário dos pathologies a resolver. Para ele, por meio de uma simulação hidráulica, os soundings usados da drenagem no mercado foram provados mais, que, por seu projeto, podem ser um ponto bom da partida para obter de um produto novo. Do estudo se concliu que soar ideal existe não ainda e que faltam muitas e trabalhos similares da investigação para alcançar um resultado optimal, esse conta nos benefícios principais dos soundings atuais: uma superfície lisa do PVC, a lisura do silicone e a tecnologia de dren de Blake®, na busca de uma área mais grande de superfície para uma drenagem optimal.
]]> Palavras-chave: sonda, enterocolite necrosante, hidráulicaIntroducción
El cateterismo gastrointestinal se viene utilizado desde finales del siglo XIX en el tratamiento del íleo agudo o postoperatorio, para disminuir la distensión y la presión abdominal. Y aunque su uso ha estado limitado al drenaje proximal de estómago o duodeno, con o sin succión, es tal la evidencia de disminución en la mortalidad de pacientes con obstrucción intestinal, que su uso se estandarizó para el manejo de estapatologías (1). Inicialmente se hizo con tubos elásticos de caucho, siendo el de mayor difusión el introducido por Levine para alimentación enteral animal (2). También se ha usado para protección en casos de obstrucción intestinal mecánica por síndrome adherencial y en peritonitis (3), no solo a través de la nariz, sino también por gastrostomías, enterostomías (4) y de forma transrectal (figura 1). En el mercado se cuenta con múltiples alternativas de catéteres para usar en el drenaje intraluminal, pero ninguno con especificaciones de diseño, o con elaboración aprobada para ese uso y sin que aseguren mejores resultados en eficiencia y en seguridad para los pacientes. Por ello es que en muchas ocasiones se recurre a adaptaciones elaboradas de forma espontánea e improvisada durante el acto quirúrgico, con el riesgo de que se presenten efectos adversos derivados de su uso.
Como parte del manejo de patologías intestinales complejas como la enterocolitis necrozante multisegmentaria (5,6), las atresias intestinales múltiples (7-9) y las obstrucciones intestinales severas por bridas, casos en los que las únicas opciones son las resecciones amplias, anastomosis y ostomias, que conllevan complicaciones postquirúrgicas más morbidas aún, como es el síndrome de intestino corto, las sondas intraluminales de drenaje entérico se utilizan de forma empírica por muchos cirujanos pediatras alrededor del mundo (10). Con un catéter de drenaje enteral se puede obtener descompresión, desfuncionalización y ferulización, lográndose un proceso de recuperación intestinal mucho más controlado. Mientras que la descompresión limita el proceso isquémico intestinal promoviendo la reperfusión del segmento lesionado, la desfuncionalización permite la recuperación del tejido para un reinicio óptimo de las funciones básicas y la ferulización es la guía en la protección de anastomosis de riesgo, lo que evita filtraciones e impide obstrucciones en la organización intestinal (figura 2). Además, disminuyen el tiempo quirúrgico, la necesidad de reintervenciones y favorecen el inicio de nutrición enteral temprana (11).
El objetivo de este trabajo fue determinar, bajo circunstancias corporales simuladas, si los catéteres que se encuentran en el mercado, todos ellos de materiales y diseños diferentes, tienen equivalencia en su desempeño para el drenaje, con el propósito de tener argumentos de juicio suficientes para escoger alguno de ellos, al momento de enfrentar pacientes con estos tipos de patología. También, al conocer la calidad de los diferentes catéteres, de puede promover el desarrollo de un producto mejor, que cumpla con las características físicas y biológicas que permiten una mejor biocompatibilidad y una menor tasa de efectos secundarios.
Metodología
]]> La metodología fundamental fue la simulación de la estructura corporal, para evaluar así la eficacia de drenaje entérico de cuatro diferentes diseños de sondas, disponibles todas en el mercado. Para ello se utilizó un modelo hidráulico que consta de un recipiente transparente acrílico el cual hace las veces de cavidad abdominal y sirve de contenedor de las asas intestinales y de un sistema de pistón, que ejerce la presión de la pared abdominal. Tiene además una manguera plástica corrugada y flexible plegada dentro de la cavidad que simula el intestino y su organización, con ángulos que pueden llegar a ser muy agudos (figura 3). Para comparar en drenaje con el agua y así evaluar cual de las sondas ofrecía el mejor rendimiento en cuanto al drenaje de líquidos con diferente viscosidad, se escogió una sustancia de viscosidad elevada. Las características de las sondas que se tuvieron en cuenta fueron la clase de material y el diseño, variables que definen su comportamiento frente al drenaje y que ofrecen las ya conocidas ventajas y desventajas (se exponen más adelante).
Clase de materiales
Policloruro de vinilo o PVC. Por su superficie lisa y de baja porosidad, disminuye la adherencia de las sustancias y facilita el drenaje; sin embargo, su estructura química tiende a cambiar con la exposición prolongada a la humedad y al calor corporal, cristalizándose y aumentando su rigidez, con el consecuente incremento de posibilidades de desarrollar lesiones titulares (12).
Silicona. De mayor biocompatibilidad y flexibilidad, resulta más estable, no irritante y más suave con los tejidos. Pero al ser más rugosa y adherente su superficie y al tener un coeficiente de fricción alto, el drenaje se hace lento, incrementándose el riesgo de infección (13,14).
Tipos de diseño
Estructura tubular con perforaciones y superficie lisa. No hay obstáculos que detengan el drenaje, pero hay menor superficie de contacto interno y un mayor riesgo de angulaciones y de colapsos.
Estructura tubular con perforaciones y estrías internas. Se aumenta la superficie de contacto y se protegen del colapso en casos de que un ángulo supere su flexibilidad; sin embargo, es mayor el riesgo de obstrucciones y el retardo en el drenaje.
Dren de Blake®. Tiene el mejor rendimiento en cuanto a drenaje, comodidad y baja incidencia de lesión tisular en tórax, si se lo compara con el tubo de tórax estándar. Su diseño permite un máximo de superficie de contacto interno y una comunicación exterior en todo su trayecto, por lo que se puede drenar toda área con la que hace contacto. Con este no se ha probado el drenaje de sustancias que tengan una viscosidad similar a las encontradas en el tracto intestinal (15).
]]> Se evaluaron las sondas PVC lisa 21F, Silicona lisa 21F, Silicona estriada 21F, Silicona estriada 14F y el Dren de Blake (figura 4). Se realizaron varias mediciones de tiempos de drenaje con un volumen constante de sustancia para cada sonda y se calculó la velocidad para cada una. Posteriormente se realizaron cálculos hidrostáticos para extrapolar cual de las sondas cuenta con las características fisicoquímicas que ofrecen la ventaja final en cuanto a drenaje.
Resultados
La efectividad de drenaje en este estudio reflejó la capacidad que tenía cada sonda para evacuar el líquido intestinal producido por el paciente durante el día, cumpliendo con las funciones de desfuncionalizar y descomprimir. Por esto se midió el tiempo que tardaba cada sonda en drenar cinco litros de dos sustancias de diferente viscosidad.
Como se evidencia en la tabla 1, el drenaje de la sonda de PVC, tanto para sustancias líquidas como para las viscosas, fue superior frente al de las demás sondas. Sin embargo, las sondas de material siliconado también ofrecieron en buen drenaje, cumpliendo con el drenaje de todo el volumen de las sustancias. El Dren de Blake y su homológa de silicona, a pesar tener un menor diámetro, tuvieron un buen rendimiento drenando sustancias líquidas. Pero como dependían de la presión para lograr un buen drenaje del contenido más viscoso, su drenaje se acercó a cero.
V = Q / A Q = Vol / T
V: velocidad, Q: caudal, A: área Vol: volumen, T: tiempo
Discusión
La patología pediátrica intestinal, especialmente la neonatal es de tan difícil manejo, que se requiere de todas las herramientas disponibles para asegurar la viabilidad del intestino y con ello, un pronóstico vital del paciente. Uno de estos elementos son las sondas de drenaje entérico intraluminal, que se utilizan para proteger el intestino comprometido de todas las noxas que pueden empeorar su estado y limitar su recuperación, tales como la distensión, la isquemia y la organización con patrones obstructivos. Pero para tomar la decisión de escoger una u otra sonda de drenaje es necesario un análisis multivariado, en el que el drenaje no sea el único aspecto a considerar. Porque si bien es cierto es ese el objetivo principal cuando se diseñan, el que se usen en organismos vivos implica realizar análisis de riesgo beneficio que sopesen la totalidad de los posibles efectos secundarios.
Las sondas conducen sustancias y funcionan bajo el principio de que para que un fluido discurra es necesaria una diferencia de energía, correspondiente a las pérdidas de rozamiento que se generan por la rugosidad del conducto y por la viscosidad del fluido. Entonces, entre más lisa sea la superficie de un catéter y más líquida sea la secreción a drenar, más efectiva será la sonda. Para optimizar estos resultados es que surgen todas las medidas en el diseño de elementos biomédicos, encaminadas a disminuir el rozamiento y lograr con esto una mejor función de los implementos, lo que se traduce finalmente en un beneficio directo para el paciente, porque repercute en su recuperación. Un ejemplo de ello son los catéteres de irrigación succión, que con su diseño favorecen el drenaje y en los que aplicando un solvente para su evacuación, disminuyen la viscosidad de las sustancias. El diseño también tiene que ver con lograr la mayor superficie de contacto en el menor espacio, para favorecer el drenaje, pero sin que se obstruya la luz. Además, también debe contar con algún mecanismo que impida el colapso si llegaran a darse angulaciones excesivas.
En cuanto a los materiales utilizados para la elaboración de catéteres, lo que se busca primordialmente es lograr una superficie lisa que favorezca el drenaje. Pero además de ello, que cumpla con las características indispensables para un elemento biomédico por su exposición a tejidos y sustancias corporales. La rugosidad de la superficie, por ejemplo, no solo limita el drenaje, sino que también favorece la colonización bacteriana, haciendo de catéter un elemento potencialmente infeccioso. Se busca además cierta flexibilidad que lo haga fácil de manipular y con una angulación tal que sin quebrarse ni romperse, tenga a la vez un comportamiento noble con los tejidos, es decir, que no genere resistencias que lesionan los tejidos. El compuesto químico debe reaccionar de manera favorable frente al calor y a la humedad corporal, sin que se degenere su configuración, ni se ponga en riesgo su integridad. Además, el material debe ser inocuo, con un mínimo de reacciones a cuerpo extraño o la generación de alergias.
Aunque definitivamente fueron las sondas de PVC las que mostraron un muy buen drenaje, presenta una rigidez importante, favorecedora de quiebres y resistencia frente a los ángulos, lo que facilita el colapso. Además, es una condición que aumenta con el tiempo cuando está en el organismo, pudiendo llevar a lesiones iatrogénicas, sobretodo en el momento de su retiro. Teniendo en cuenta estas consideraciones se concluye que de las sondas evaluadas no hay ninguna que cumpla a cabalidad con todas las características requeridas, aunque se obtuvieron elementos que pueden tomarse como punto de partida para el desarrollo de una nueva sonda, con superficie lisa poco adherente como es la de PVC, pero moldeable y suave como las de silicona y con un diseño que impida el colapso sin que se reduzca la luz, ya que se impediría el adecuado drenaje.
Aunque la normalización de los datos disminuye las diferencias entre sondas, con la velocidad se puede asegurar que la eficiencia de drenaje de la sonda de PVC es mayor que cualquier otra, incluso frente al Dren de Blake en el drenaje líquido que es su fuerte. Con respecto al diseño se encontró que las sondas estriadas, a pesar de contar con un mayor diámetro interno, no reflejaron beneficio el drenaje frente a las lisas (figura 5).
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Agradecimientos
Ethicon. Johnson & Jonson, Industria Nacional Eectro-Mcánica Ltda., Inema Ltda., Medex–Meditec S.A.
Referencias
1. Leigh O.C, et al. The miller-abbott tube as an adjunct to surgery of small intestinal obstructions. Ann Surg. 1940 February; 111(2): 186–212. [ Links ]
2. Levin L. A Simple Method for Rapid Tube Feeding of Rats. Science, Volume 96, Issue 2499, pp. 477-478. [ Links ]
3. Waclawiczek H.W, et al. Internal intubation of the small intestine for preventing ileus in peritonitis and recurrent adhesions. Zentralbl Chir. 1987; 112(19):1222-7. [ Links ]
4. Wittens C.H, et al. Intraluminal Miller-Abbott tube stenting as treatment and prophylaxis of recurrent intestinal obstruction. Neth J Surg. 1990 Oct; 42(5):123-7. [ Links ]
5. Lessin M.S, et al. Multiple spontaneous small bowel anastomosis in premature infants with multisegmental necrotizing enterocolitis. Journal of pediatric surgery. 2000, vol. 35, no 2 (245 p.) (7 ref.), pp. 170-172. [ Links ]
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7. Chaet M.S, et al. Management of multiple jejunoileal atresias with an intraluminal SILASTIC® stent. Journal of Pediatric Surgery, Volume 29, Issue 12, December 1994, Pages 1604-1606. [ Links ]
8. Dinsmore J.E, et al. Management of multiple intestinal atresias and perforations with intraluminal stenting. Pediatr Surg Int (1998) 13: 226±228. [ Links ]
9. Alexander F, et al. Use of intraluminal stents in multiple intestinal atresia. J Pediatr Surg. 2002 Nov; 37(11):E34. [ Links ]
10. Petty J.K, et al. Operative strategies for necrotizing enterocolitis: The prevention and treatment of short-bowel syndrome. Semin Pediatr Surg. 2005 Aug; 14(3):191-8. [ Links ]
11. Henry M, et al. Surgical therapy for necrotizing enterocolitis: bringing evidence to the bedside. Seminars in Pediatric Surgery (2005) 14, 181-190. [ Links ]
12. Granados D, et al. Durabilidad de catéteres de pvc: influencia de la calidad original y el protocolo de reúso. Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba. [ Links ]
13. SHERERTZ R.J, et al. Contribution of vascular catheter material to the pathogenesis of infection: the enhanced risk of silicone in vivo. Journal of biomedical materials research. 1995, vol. 29, no5, pp. 635-645. [ Links ]
14. John L. Pace, Mark E. Rupp, Roger G. Finch. Biofilms, infection, and antimicrobial therapy. Medical device composition and biological secretion influences on biofilm formation. CRC Press, 2005. 53-54. [ Links ]
15. Frankel T.L, et al. Silastic Drains vs Conventional Chest Tubes After Coronary Artery Bypass. Chest 2003;124;108-113. [ Links ] ]]>