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《中国人民解放军医学院》 2019年
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一种新型伤口闭合装置的设计及实验研究

胡传忠  
【摘要】:研究背景战创伤出血是导致伤员死亡的首要原因,大量出血可增加低血压、缺乏凝血因子和多器官衰竭的发生率和死亡率。现代战争战创伤中约有18%的死亡可通过有效止血而避免。美国2017版的战术作战伤员救护(tactical combat casualty care,TCCC)指南中把止血放在战创伤救治的首位。有效止血在平时和战时减轻输血压力、提高伤者生存率等方面都具有重要意义。目前已装备的止血敷料通常用于可加压部位血管损伤而不适合止血带的伤口,如腹股沟、颈部或腋下的伤口。目前止血敷料不能对以上部位进行有效加压,同样会造成大量血液流失,面对巨大复杂伤口即使训练有素的医务人员也不能在短时间内快速止血。因此,院前急救需要一种快速有效的伤口闭合止血技术。传统的止血敷料,例如纱布绷带、止血带对于可直接压迫部位的止血效果较好,而对于不寸有效压迫部位的出血并不能充分止血,而这些不可控制性出血中腋窝、颈部以及腹股沟区出血占20%。为达到急救时伤口闭合止血的要求,需要设计一种新型伤口闭合装置。目的设计一种体积小、强度大、使用方便,可用于巨大复杂伤口快速闭合,可在肢体与躯干交界部位进行有效止血的新型伤口闭合装置,验证该装置的合理性及有效性,分析该装置在伤口闭合中的优势与不足,为自救互救提供一种新型装置。方法(1)通过Solidworks软件进行伤口闭合装置模型的设计,使其符合结构合理,便于抓持,易于拆装的要求。(2)根据力学、工程学及医学原理,采用有限元分析和力学测试的方法设计新型伤口闭合装置,通过3D打印技术制作闭合装置样品,有限元仿真技术验证其结构、材料是否符合力学要求。(3)以3D打印的新型伤口闭合装置进行离体实验与传统的纱布加压包扎比较,观察其闭合伤口的大体形态,在离体动物皮肤和活体动物巨大切口上验证其闭合性能,收集数据并进行统计学分析。(4)进行伤口快速闭合装置的动物实验,验证其在猪致死性创伤出血模型中的伤口闭合性能与止血性能,收集实验动物巴马猪的生理参数并进行统计学分析,分析两种止血方法的统计学差异。结果1.3D打印的新型伤口闭合装置力学结构符合伤口闭合的要求,使用方便,利于抓持,符合人体工程学。闭合后伤口皮缘外翻,闭合装置对皮肤无明显损伤。2.伤口闭合装置对抗水平拉力测试的最大值为f=26.27N。抗垂直拉力测试10次的平均值为F=55.7N,此时可将质量为5kg的重物提起。皮肤缝合针穿刺皮肤的力平均值Y=4.5 N,大于伤口闭合装置闭合锁定时的4.38 N,因此用伤口闭合装置闭合伤口时闭合装置的尖端不会穿透皮肤。3.实验结束时A组动物全部存活,平均生存时间180min。B组动物平均生存时间为 129min,出血量A组(488.78±40.57)g、B组(809.84±127.82)g,差异有统计学意义(P=0.0470.05)。两组动物的心率、血压、血氧饱和度等生理参数无统计学差异。用新型伤口闭合装置闭合伤口封闭性能良好,优于普通纱布加压包扎。结论新型伤口闭合装置的设计符合巨大伤口快速闭合止血要求,解决了肢体与躯干交界部位出血的加压包扎止血问题,达到快速闭合伤口、止血的目的,与普通纱布加压包扎比具有显著优势。
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