A comparative analysis of the application of piezoelectric surgery and mechanical osteoperforation techniques in modeling an orbital decompression

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Currently a wide range of instruments for surgical procedures on the bony structures of the orbits is offered. Each of them has its advantages and disadvantages. Cutter causes less injury, in comparison with a chisel or an ultrasonic saw [15]. In using a drill during surgery there was an increase in temperature of bone edge of the opening above acceptable values [17]. The use of low frequency ultrasonic tools allows you to create holes in the bones of any desired size and shape with smooth edges [5, 11, 16, 20]. The disadvantages of this method include the heating of tool’s tip up to 140° during prolonged continuous action [6]. Thus, techniques using tools for formation of the bone window require further study and improvement.

Aim: to compare surgical equipment for bone window formation in modeling an orbital decompression.

Materials and methods. In an experimental study in vivo, 12 surgical interventions on the scapula on both sides were performed in 6 Chinchilla breed rabbits. On the right side, the formation of a bone window was carried out by the ultrasonic bone scalpel MISONIX, on the left side – by a drill.

Results. It was found that during first 7-21 days there was more pronounced inflammation of soft tissues on the left side. At the same time, delayed proliferation and maturation of fibrous connective tissue was observed in comparison to the opposite side. Bone tissue inflammation and subsequent regeneration took place without significant differences on both sides. The experiment showed that the use of ultrasonic scalpel in flat bones creates less inflammation of surrounding tissues and the bone itself as compared to a diode laser. A.V. Kravchenko (2006) reports that, after exposure to a diode laser in an acute experiment there was a scalloped edge with an area of photocarbonization (charring) on the 7th and the 21st day; while the use of an ultrasonic scalpel did not create any signs of infiltrative inflammation, later on a nonspecific inflammation developed.

Conclusion. Ultrasonic scalpel has a number of advantages when performing osteoperforation, such as time-saving during surgical procedure, control of the osteotomy process, less trauma to surrounding tissues during action and less pronounced inflammatory response of the wound during early postoperative period.

About the authors

Konstantin A. Konovalov

1586 Military Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: kkonovalov82@mail.ru

Head of the Ophthalmological Department

Russian Federation, Podolsk

Dmitriy V. Davydov

Russian University of Friendship of Peoples

Email: davydovdv@gmail.com

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of Department of Plastic Surgery with the Course of Ophthalmology

Russian Federation, Moscow

Vitaliy Yu. Roshchin

National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology named after D. Rogachev

Email: davydovdv@gmail.com

Doctor-pathologist. National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology named after D. Rogachev

Russian Federation, Moscow

References

  1. Абдурахманов Г.А., Белоглазов В.Г. Эндоназальный подход с использованием микроэндоскопической техники в хирургическом лечении непроходимости слёзоотводящих путей // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 9–12. [Abdurakhmanov GA, Beloglazov VG. Endonazal’nyy podkhod s ispol’zovaniem mikroendoskopicheskoy tekhniki v khirurgicheskom lechenii neprokhodimosti slezootvodyashchikh putey. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 9-12. (In Russ.)]
  2. Авербух С.Л. Ручная фреза для просверливания костей слёзной ямки // Офтальмол. журн. – 1960. – № 4. – С. 241. [Averbukh SL. Ruchnaya freza dlya prosverlivaniya kostey sleznoy yamki. Oftal’mol zhurn. 1960;(4):241. (In Russ.)]
  3. Алиев Г.Д., Исмаилов М.И., Гаджиев С.С., и др. Модифицированные устройства для формирования костного отверстия при наружной дакриоцисториностомии // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 37–39. [Aliev GD, Ismailov MI, Gadzhiev SS, et al. Modifitsirovannye ustroystva dlya formirovaniya kostnogo otverstiya pri naruzhnoy dakriotsistorinostomii. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 37-39. (In Russ.)]
  4. Байдо Е.Н. Клинические и функциональные параллели при эндоназальной дакриоцисториностомии: Дис. … канд. мед. наук. – М., 1977. [Baydo EN. Klinicheskie i funktsional’nye paralleli pri endonazal’noy dakriotsistorinostomii [dissertation]. Moscow; 1977. (In Russ.)]
  5. Белоглазов В.Г. Внутриносовой способ операции слезоотводящих путей ультразвуковыми инструментариями // Вестник оториноларингологии. – 1978. – № 5. – С. 44–47. [Beloglazov VG. Vnutrinosovoy sposob operatsii slezootvodyashchikh putey ul’trazvukovymiinstrumentariyami. Vestnik otorinolaringologii. 1978;(5):44-47. (In Russ.)]
  6. Белоглазов В.Г., Атькова Е.Л., Голямина И.П. Тридцатидвухлетний опыт применения ультразвуковой хирургической аппаратуры в дакриологии // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 57–60. [Beloglazov VG, At’kova EL, Golyamina IP. Tridtsatidvukhletniy opyt primeneniya ul’trazvukovoy khirurgicheskoy apparatury v dakriologii. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 57-60. (In Russ.)]
  7. Бобров Д.А., Козлов B.C. Применение микрошейвера в современной эндоназальной хирургии слёзного мешка // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 83–87. [Bobrov DA, Kozlov BC. Primenenie mikrosheyvera v sovremennoy endonazal’noy khirurgii sleznogo meshka. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 83-87. (In Russ.)]
  8. Давыдов Д.В., Кравченко А.В., Юсипова Э.Р. Эндовидеоассистированное биканаликулярное стентирование слёзных путей при микроинвазивной дакриоцисториностомии // Российская ринология. – 2004. – № 4. – С. 16–18. [Davydov DV, Kravchenko AV, Yusipova ER. Endovideoassistirovannoe bikanalikulyarnos stentirovanie sleznykh putey pri mikroinvazivnoy dakriotsistorinostomii. Rossiyskaya rinologiya. 2004:(4):16-18. (In Russ.)]
  9. Киршман Я.С. К технике образования соустья между слёзным мешком и носом: Сб. науч. тр., посвящённый 40-летию научной деятельности проф. Авербаха. – М., 1935. – С. 120–122. [Kirshman YaS. K tekhnike obrazovaniya soust’ya mezhdu sleznym meshkom i nosom. Sb. nauch. tr., posvyashchennyy 40-letiyu nauchnoy deyatel’nosti prof. Averbakha. Moscow; 1935. P. 120-122. (In Russ.)]
  10. Колесникова Л.Н., Пескова Э.А. Новая модификация формирования соустья при дакриоцисториностомии // Вестник офтальмологии. – 1997. – Т. 103. – № 1. – С. 25–27. [Kolesnikova LN, Peskova EA. Novaya modifikatsiya formirovaniya soust’ya pri dakriotsistorinostomii. Vestnik oftal’mologii. 1997;103(1):25-27. (In Russ.)]
  11. Краснов М.М., Голямина И.П., Танеева И.П., и др. О принципах и возможностях применения низкочастотного ультразвука в офтальмохирургии // Вестник офтальмологии. – 1969. – № 5. – С. 20–26. [Krasnov MM, Golyamina IP, Taneeva IP, et al. O printsipakh i vozmozhnostyakh primeneniya nizkochastotnogo ul’trazvuka v oftal’mokhirurgii. Vestnik oftal’mologii. 1969;(5):20-26. (In Russ.)]
  12. Красножён В.Н. Клинико-диагностические принципы эндоназальной хирургии воспалительной патологии носа и околоносовых пазух: Дис. … д-ра мед. наук. – М., 2001. – С. 128–134. [Krasnozhen VN. Kliniko-diagnosticheskie printsipy endonazal’noi khirurgii vospalitel’noy patologiey nosa i okolonosovykh pazukh [dissertation]. Moscow; 2001. P. 128-134. (In Russ.)]
  13. Лейзерман М.Г. Применение новых технологий в ЛОР-хирургии: Дис. … д-ра мед. наук. – М., 1999. – 194 с. [Leyzerman MG. Primenenie novykh tekhnologiy v LOR-khirurgii [dissertation]. Moscow; 1999. 194 s. (In Russ.)]
  14. Лучик В.И. Электротрепан для дакриоцисториностомии с подвижной защитной муфтой и управляемым режимом работы // Офтальмологический журнал. – 1978. – № 5. – С. 371. [Luchik VI. Elektrotrepan dlya dakriotsistorinostomii s podvizhnoy zashchitnoy muftoy i upravlyaemym rezhimom raboty. Oftal’mologicheskiy zhurnal. 1978;(5):371. (In Russ.)]
  15. Люткевич В.Г. Способ эндоназальной дакриоцисториностомии с использованием электрофрезы: Дис. … канд. мед. наук. – М., 1994. – С. 67–71. [Lyutkevich VG. Sposob endonazal’noi dakriotsistorinostomii s ispol’zovaniem elektrofrezy [dissertation]. Moscow; 1994. P. 67-71. (In Russ.)]
  16. Максименко А.Н. Дакриоцисториностомия ультразвуковым ножом // Здравоохранение Туркменистана. – 1991. – С. 56–57. [Maksimenko AN. Dakriotsistorinostomiya ul’trazvukovym nozhom. Zdravookhranenie Turkmenistana. 1991:56-57. (In Russ.)]
  17. Малиновский Г.Ф. Хирургическое лечение больных хроническими дакриоциститами с использованием дозирующего устройства и микрохирургической техники: Дис. … канд. мед. наук. – Минск, 1991. – 152 с. [Malinovskiy GF. Khirurgicheskoe lechenie bol’nykh khronicheskimi dakriotsistitami s ispol’zovaniem doziruyushchego ustroystva i mikrokhirurgicheskoy tekhniki [dissertation]. – Minsk; 1991. 152 p. (In Russ.)]
  18. Моторный В.В., Камполе П.А. Электрофреза для дакриоцисториностомии // Здравоохранение Белоруссии. – 1977. – № 6. – С. 81–82. [Motornyy VV, Kampole PA. Elektrofreza dlya dakriotsistorinostomii. Zdravookhranenie Belorussii. 1977;(6):81-82. (In Russ.)]
  19. Ободов В.А., Солощенко А.П. Варианты дакриоцисториностомии с эндоскопическим контролем // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 226–230. [Obodov VA, Soloshchenko AP. Varianty dakriotsistorinostomii s endoskopicheskim kontrolem. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 226-230. (In Russ.)]
  20. Субботина И.Н. Влияние низкочастотного ультразвука на ткани глаза и возможности его применения в офтальмохирургии: Дис. … канд. мед. наук. – М., 1971. [Subbotina IN. Vliyanie nizkochastotnogo ul’trazvuka na tkani glaza i vozmozhnosti ego primeneniya v oftal’mokhirurgii [dissertation]. Moscow; 1971. (In Russ.)]
  21. Чиненов И.М., Лебедева О.С., Белоглазов В.Г. Эндоназальная дакриоцисториностомия у детей с нарушением слёзоотведения // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 302–308. [Chinenov IM, Lebedeva OS, Beloglazov VG. Endonazal’naya dakriotsistorinostomiya u detey s narusheniem slezootvedeniya. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 302-308. (In Russ.)]
  22. Шахмалов Ш.А., Белоглазов В.Г. Дакриоциститы. – Махачкала, 1969. – С. 149. [Shakhmalov ShA, Beloglazov VG. Dakriotsistity. Makhachkala; 1969. P. 149. (In Russ.)]
  23. Шелудченко Т.П., Лопатин А.С. Наш опыт эндоназальной эндоскопической дакриоцисториностомии // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 312–315. [Sheludchenko TP, Lopatin AS. Nash opyt endonazal’noy endoskopicheskoy dakriotsistorinostomii. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 312-315. (In Russ.)]
  24. Шилов М.В. Возможности эндоскопической ринохирургии в лечении посттравматических дакриостенозов // Современные методы диагностики и лечения заболеваний слёзных органов: Сб. науч. статей. – М., 2005. – С. 315–318. [Shilov MV. Vozmozhnosti endoskopicheskoy rinokhirurgii v lechenii posttravmaticheskikh dakriostenozov. In: Sovremennye metody diagnostiki i lecheniya zabolevaniy sleznykh organov. Moscow; 2005. P. 315-318. (In Russ.)]
  25. Шубин М.Н. Значение эндомикрохирургических методов в диагностике и лечении патологии полости носа, околоносовых пазух и пограничных анатомических областей: Дис. … канд. мед. наук. – М., 2003. – С. 46–47. [Shubin M.N. Znachenie endomikrokhirurgicheskikh metodov v diagnostike i lechenii patologii polosti nosa, okolonosovykh pazukh i pogranichnykh anatomicheskikh oblastey [dissertation]. Moscow; 2003. P. 46-47. (In Russ.)]
  26. Arruga Н. Über eine Verbesserung der Totischen operation. Klin Montasbl f Augenh. 1928;81(2):80.
  27. Czyz CN, Fowler AM, Dutton JJ, et al. Piezosurgery in External Dacryocy-storhinostomy. Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery. 2017;33(1):69-71. doi: 10.1097/IOP.0000000000000796.
  28. Halle D. Intranasale Tränensackoperation bei einen Sangling von Monaten zur Entfernung Hineigegelittenen Daursonde. Die Internasalie. Tränensackoperation und ihre Erfolge. Berl Kl Woch. 1918;11-14.
  29. Heinemann F, Hasan I, Kunert-Keil C, et al. Experimental and histological investigations of the bone using two different oscillating osteotomy techniques compared with conventional rotary osteotomy. Ann Anat. 2012;194(2):165-170. doi: 10.1016/j.aanat.2011.10.005.
  30. Malhotra R, Wright M, Olver JM. A consideration of the time taken to do dacryocy-storhinostomy (DCR) surgery. Eye. 2003;17(6):691-696. doi: 10.1038/sj.eye.6700470.
  31. Moore WM, Bentley CR, Olver JM. Functional and anatomic results after two types of endoscopic endonasal dacryocy-storhinostomy: surgical and holmium laser. Ophthalmology. 2002;109(8):1575-82. doi: 10.1016/S0161-6420(02)01114-4.
  32. Stacchi C, Berton F, Turco G, et al. Micromorphometric analysis of bone blocks harvested with eight different ultrasonic and sonic devices for osseous surgery. J Craniomaxillofac Surg. 2016;44(9):1143-1151. doi: 10.1016/j.jcms.2016.04.024.
  33. Toti E. Dacryo-cystorhinostomia. Clin Med Firenze. 1904;(10):383-385.
  34. Vercellotti T. Technological characteristics and clinical innovations of piezoelectric bone surgery. Minerva Stomatol. 2004;53(5):207-214.
  35. West JM. A window resection of the nasal duct in cases of stenosis. Trans Am Ophthalmol Soc. 1924;12:654-658.
  36. Wong RJ, Gliklich RE, Rubin RA, et al. Bilateral nasolacrimal duct obstruction managed with endoscopic technique. Arch Otoryngol Head Neck Surg. 1988;124;703-706.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Ultrasonic scalpel Misonix BoneScalpel

Download (253KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Drill Marathon Handy ECO 1000 drill

Download (264KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Histological preparation of the right scapula of a rabbit, acute experiment: a – perimysial edema; b – leukocytic infiltration

Download (233KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Histological preparation of the left scapula of a rabbit, an acute experiment: a – perimysial edema; b – hemorrhages

Download (252KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Histological preparation of the right scapula of a rabbit on the 7th day after surgery: a – productive inflammation

Download (218KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Histological preparation of the right scapula of a rabbit on the 7th day after surgery: a – immature bone beams; b – cells of productive inflammation; c – osteoclast

Download (256KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Histological preparation of the left scapula of a rabbit on the 7th day after surgery: a – leucocytes; b – necrosis; c – hemosiderin

Download (236KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Histological preparation of the right scapula of a rabbit on the 21st day after surgery: a – maturation of connective tissue

Download (251KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Histological preparation of the left scapula of a rabbit on the 21st day after surgery: a – calcification; b – leukocytes

Download (241KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Histological preparation of the right scapula of a rabbit at 60 days after surgery: a – uniform calcification of trabecula; b – minimal osteoblastic reaction

Download (196KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Histological preparation of the left scapula of a rabbit at 60 days after surgery: a – uniform calcification of bone trabecula; b – minimal osteoblastic reaction

Download (230KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2018 Konovalov K.A., Davydov D.V., Roshchin V.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies