Thorac cardiovasc Surg 1988; 36(1): 20-26
DOI: 10.1055/s-2007-1020036
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Substitution of the Wall of the Trachea by Absorbable Synthetic Material

Ersatz der Trachealwand durch resorbierbare KunststoffeH. Greve
  • Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Münster University, FRG
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Publikationsverlauf

1987

Publikationsdatum:
19. März 2008 (online)

Summary

Synthetic, absorbable tissue proved to supply a valuable “interim support” for an orderly reconstruction of the wall of the trachea during the first three months following surgery. This is in general the result of experiments in which the use of implanted Polyglactin 910 as a substitute material for the tracheal wall of rats and rabbits was tested. Additionally the possibilities for satisfactory stabilization of the tracheal wall by means of Polydioxanon, another synthetic substance, which is absorbed more slowly, were investigated. The experiments were performed in a total of 30 rats and 70 rabbits.

Initial attempts to substitute the entire circumference of the trachea! wall in the area of the neck by synthetics resulted in excessive difficulties post-surgically. Frequently substantial stenoses, obstructing respiration, developed. Consequently, patches of substitute material, covering more than half ofthe circumference of the trachea, were applied.

The periods of survival ofthe animals ranged from one to 23 weeks. Following autopsy and macroscopical inspection, selected specimens were examined histologically by means of light microscopes and scanning electron microscopes. Evaluation ofthe samples showed progressive lining of the inner surface ofthe prosthetic patches with connective tissue and subsequent covering with squamous cell epithelium. On the average, approximately six weeks after surgery, ciliated columnar epithelium resembling normal respiratory mucosa developed. Gradually the synthetic fabric was replaced by dense connective tissue, which finally contained newly generated hyaline cartilage also.

The very slow rate of dissolution of the polydioxanone material provided sufficient time for the formation of a new, stratified wall of the trachea, maintaining sufficient clearance in the tracheal lumen.

Zusammenfassung

Synthetisches resorbierbares Gewebe übernimmt eine wichtige “Platzhalterfunktion” für einen geordneten reparativen trachealen Wandaufbau während der ersten drei postoperativen Monate. Dieses ist das experimentelle Ergebnis von Implantationsversuchen mit Polyglactin 910 als Ersatzmaterial der Trachealwand an Ratten und Kaninchen. Ferner wurde die Möglichkeit geprüft, ob eine ausreichende Stabilisierung derWand durch einen weiteren, langsamer resorbierbaren Kunststoff, Polydioxanon, möglich ist. Die Versuche wurden an 30 Ratten und 70 Kaninchen ausgeführt.

Nachdem sich bei beiden Tierspezies der Ersatz der gesamten Tracheazirkumferenz im Halsbereich postoperativ als zu kompliziert erwies - es kam sehr häufig zu erheblichen Stenosierungen mit Behinderung der Atmung -, wurde ein Patch überwiegend auf mehr als der Hälfte des Umfanges eingesetzt.

Die Überlebenszeiten betrugen eine bis 23 Wochen. Nach der Obduktion und makroskopischen Untersuchung wurden histologische Präparate licht- und rasterelektronenmikroskopisch ausgewertet. Die innere Oberfläche der Prothesen war bindegewebig ausgekleidet und anschließend von Plattenepithel bedeckt. Durchschnittlich nach sechs Wochen bildete sich ein der normalen respiratorischen Schleimhaut ähnliches Flimmerepithel aus. Das Kunststoffgewebe wurde langsam von dichtem Bindegewebe ersetzt. In diesem fanden sich zuletzt auch Regenerate aus hyalinem Knorpel.

Durch die sehr langsame Auflösung des Polydioxanon bleibt genügend Zeit für eine geschichtete stabile Wandbildung, die das Tracheallumen ausreichend offen hält.