Die endoluminale Vollwandresektion im Dickdarm in Klammernahttechnik Technologische Entwicklung und tierexperimentelle Ergebnisse

Abstract

Die vorliegende Arbeit zeigt die Entwicklung eines endoluminal anwendbaren Vollwandresektionsgerätes auf. Es werden die verschiedenen Entwicklungsschritte beschrieben. Diese sind im einzelnen Bau und Testung von Funktionsmodellen im Akutversuch und an der Leiche bis hin zur Erprobung serienreifer Prototypen im Überlebensversuch. Die neuartige Resektionstechnik setzt sich aus Kombination der Klammernahttechnik und flexiblen Endoskopie zusammen. Hierdurch wird der Resektionsvorgang und Wundverschluss in einem Arbeitsschritt möglich, so dass breitbasige Polypen oder Malignome mit einer schnell und sicher durchzuführenden Methode entfernt werden können. Die Kriterien der Minimal Invasiven Chirurgie werden dabei eingehalten. Dies gelang auf der Erfahrungsbasis der von BUESS entwickelten TEM. Bei der Funktionsmodell- und Prototypentwicklung wurden die Anforderungen an das Instrument unter funktionellen und sicherheitstechnischen Aspekten bewertet. Hierzu erfolgten umfangreiche Entwicklungsprozesse auf den Gebieten der Klammer- und Stapling- Technik zur Durchführung des Resektionsvorganges, Gerätedimensionierung, im besonderen Spezifizierung der Resektionskammergröße und Konfigurationsermittlung der Fasszangen. Die Anordnung von mechanischen und optischen Elementen wurde festgelegt. In den Akut- und Überlebensversuchen konnte die Entwicklung stufenweise so beeinflusst werden, dass eine abschließende Versuchsserie mit 13 Schweinen die technische Durchführbarkeit des Verfahrens und einen komplikationslosen postoperativen Verlauf verifizierte. Durch die Erprobung der Abfolge der Operationsschritte, sowie der prä- und postoperativen Phasen des Tierversuches, konnte ein standardisiertes Versuchsvorgehen festgelegt werden. Dies ermöglichte die optimale Auswertung und Dokumentation der Versuche. Das Verfahren der Vollwandresektion stellt eine lokale Therapiemaßnahme zur Entfernung krankhafter Prozesse im Gastrointestinaltrakt dar. Die derzeitigen Prototypen sind auf Grund ihrer Größe und Länge dazu geeignet, tumoröse Läsionen im Bereich von Rektum, Sigma und Colon descendens bis zu einer Größe von ca. 3 cm Durchmesser lokal zu exzidieren.

The thesis concerns the development of an endoluminal full thickness resection device. It describes the different steps of processing to build and test functional prototypes in animal models and human corps. At the end of the tests it is possible to see a production run prototype. The novel resection technology is a combination of cutting and stapling technique which is applied through flexible endoscopy. By this combination it is possible to do resect the specimen and to close the defect in a single procedure. This method allows to resect sessile polyps or early malignant tumors in a quick and safe way. The procedure maintains the principles of Minimal Invasive Surgery. The system is based upon the experience of Prof. Buess who developed Transanal Endoscopic Microsurgey (TEM) for full thickness resection of large flat lesions of the rectum and distal sigmoid tract.

The requirements of functional models and prototypes concerning function and reliability aspects were severely reviewed. To gain the skills of the entire resection procedure extensive developments in different techniques are necessary. The thesis presents the substantial process of development in the technical area of fastening, stapling and resection performance in an endoluminal way. Further, considerations concerning specifications of device dimensions are explained, particularly regarding the size of resection chamber and the shape of the graspers. The alignment of mechanical and optical elements were also evaluated.

A series of thirteen animal procedures was performed, which demonstrated the technical feasibility of the procedure in a non complicated process. From the evaluation of operating advancement in the animal tests, it resulted a standardized experimental proceeding which enabled optimal analysis and documentation of procedures. The full thickness resection technique demonstrates a local treatment to resect a sessile neoplasm in the gastrointestinal tract. The actual prototypes allowed the local resection of tumor lesions of 3 cm in rectum, sigma and descending colon.