Alai

Abstract

Einleitung: Vollhauttransplantate sind seit langem ein unverzichtbares und häufig praktiziertes Standardverfahren in der plastischen Chirurgie. Das Entfetten und Ausdünnen der Transplantate mit Schere oder Skalpell auf eine Dicke von 0,8 – 1,2 mm ist selbst für erfahrene Chirurgen bei großen Transplantaten sehr zeitaufwendig. Geräte zur Entfettung von Hauttransplantaten voller Dicke sind auf dem Markt nicht erhältlich. Aus diesem Grund haben wir ein relativ einfaches Gerät entwickelt, das eine vollständige und sichere Entfettung und Ausdünnung des Transplantats in kürzester Zeit ermöglicht.

Materialien und Methoden: Die Maschine hat eine Abmessung von 38cm Breite, 24cm Länge, 23cm Höhe. Die Schnittstärke kann auf 0,6mm, 0,8mm und 1,0mm eingestellt werden. Der zentrale Teil ist eine Quetschzange, die manuell mit einer Kurbel betrieben wird, um die Probe durch eine Schneidklinge zu führen. Die Maschine ist aus rostfreiem Stahl gefertigt, kann komplett zerlegt werden und ist leicht zu sterilisieren.

Ergebnisse: Mit diesem Gerät können kleine und sehr große Hauttransplantate bis zu 15 cm Breite innerhalb weniger Sekunden vollständig entfettet werden.

Diskussion: Die Zeit für die Entfettung wird um ein Vielfaches reduziert. Kostbare Operationszeit wird gespart. Es ist davon auszugehen, dass die Einheilung des Transplantats durch eine vollständigere Entfettung, eine deutlich kürzere Manipulationszeit der Haut und eine gleichmäßigere Schnittfläche im Vergleich zum manuellen Verfahren verbessert wird. Das Risiko von Defekten im Transplantat und von Verletzungen des Chirurgen wird im Vergleich zur manuellen Präparation minimiert.

Schlüsselwörter

Technische Innovationen, chirurgisches Verfahren, Vollhauttransplantate, Rekonstruktion, Verbrennung

Einführung

Vollhauttransplantate sind seit langem ein unverzichtbares und häufig praktiziertes Standardverfahren in der Plastischen Chirurgie. Wichtige Indikationen für eine Vollhauttransplantation sind die primäre Deckung von tiefen Hautdefekten nach Trauma oder Tumorexzision und sekundäre plastische Korrekturen von Narben nach tiefen Verbrennungen 3. und 4. Grades. Voraussetzung für die Einheilung des Vollhauttransplantats ist die Ausdünnung der Haut auf ca. 0,75-1,2 mm, denn bis neue Kapillaren einwachsen, kann das Transplantat nur durch Diffusion versorgt werden. Bei kleinen Transplantaten kann die Haut dünn entfernt werden, aber auch danach ist in der Regel eine weitere Ausdünnung erforderlich. Große Transplantate, wie sie z. B. bei einer Sternomental-Kontraktur benötigt werden, werden meist spindelförmig mit einem keilförmigen Unterhautfettkörper entnommen, so dass ein spannungsarmer Verschluss des Entnahmedefekts möglich ist. Die Entfettung oder Ausdünnung der Transplantate erfolgt über den Finger gestreckt mit Schere oder Skalpell. Diese Arbeit muss sehr gründlich, aber auch vorsichtig durchgeführt werden, um einerseits ein ausreichend dünnes Transplantat zu erhalten und andererseits keinen Defekt in das Transplantat zu schneiden. Daher ist dieses Verfahren sehr zeitaufwendig und dauert selbst für erfahrene Chirurgen bei großen Transplantaten leicht mehr als 30 Minuten. Diese zeitaufwendige, eher anachronistische Arbeit hat die Autoren dazu veranlasst, über alternative Möglichkeiten der Vollhautentfettung nachzudenken.

Aus diesem Grund haben wir ein relativ einfaches Gerät entwickelt, das eine vollständige und sichere Entfettung oder Ausdünnung des Transplantats in kürzester Zeit ermöglicht. Grundlage für diese Entfettungsanlage sind Maschinen zum Entflechten von Tierhäuten, die in der fleischverarbeitenden Industrie seit langem im Einsatz sind und sich seit vielen Jahren bewährt haben. In Zusammenarbeit mit Herrn Dietmar Anti (MAJA / Kehl-Goldscheuer) haben wir aus einem solchen Skinner ein Gerät entwickelt, mit dem Vollhauttransplantate innerhalb von Sekunden so entfettet werden können, dass ein ideales Transplantat entsteht.

Material und Methoden

Im Zeitraum 2017-2020 wurden Versuchsreihen sowohl an tierischer als auch menschlicher Haut durchgeführt. Im Jahr 2017 wurden mehrere Vorversuche mit Tierhäuten durchgeführt und ein erster Prototyp entwickelt, der bis zur endgültigen Version mehrfach modifiziert wurde. Mit dem Prototyp wurden dann insgesamt 10 Testreihen mit menschlicher Haut durchgeführt, die bei plastisch-chirurgischen Eingriffen anfallen.

Die Maschine ist aus Edelstahl gefertigt, kann komplett in 10 nummerierte Teile zerlegt werden und ist daher leicht zu sterilisieren. Das Herzstück der LOMA ist ein Crimper, der mit einer Handkurbel angetrieben wird. Das Fett wird durch eine scharfe, feststehende Klinge abgetrennt. Die Schnittstärke kann in 3 Höhen eingestellt werden: 0,6 mm, 0,8 mm und 1 mm.

Verfahren: Die epidermale Seite des zu entfettenden Transplantats wird auf den Tragetisch gelegt und eine Ecke des Transplantats wird an die Kräuselmaschine (A) herangeführt. Durch manuelles Drehen der Quetschzange wird die epidermale Seite des Transplantats von der Riffelung der Quetschzange erfasst und durch die Schneidkante (B) geführt. Dieser Vorgang dauert etwa 5 Sekunden. Das Ergebnis ist ein vollständig entfettetes Transplantat mit mehr oder weniger Dermis, je nach Dicke und Lage der Haut (C) (Abbildung 1).

Abbildung 1. Das obere Unterhautgewebe sollte während des Kurbelns in einem Winkel von ca. 45° gerade in Bewegungsrichtung geführt werden, bei sehr geringer gleichmäßiger Spannung (A-C)

Ergebnisse

Vorversuche mit professioneller Enthäutungsmaschine und Ferkelhaut

Als Maschine wurde ein TEM (Tischenthäutungsmaschine) verwendet. Der elektrische Antrieb wurde abgeschaltet und eine Handkurbel an das Getriebe angeschlossen. Durch manuelles Drehen des Krimpers konnte die Maschine problemlos betrieben werden. Der Versuch wurde von einem Metzger mit frischer Spanferkelhaut durchgeführt, da diese dünner ist als die Haut älterer Schweine und eher der menschlichen Haut ähnelt. Die Entnahmestelle lag im Bereich des Unterbauches, da die Haut dort sehr weich ist. Die Haut wurde zusammen mit subkutanem Fett in Form einer 120 mm x 50 mm großen Hautspindel entfernt. Die Schwarte wurde manuell zur Klinge geführt, durch Drehen der Quetschzange wurde die Epidermis eingefangen und das Stück durch die Klinge gezogen. Allerdings wies die Epidermis aufgrund der scharfkantigen Rippen der Walze oberflächliche Schnitte auf. Ein erster Prototyp der Maschine wurde nun so konzipiert, dass er den Anforderungen an die Entfettung von Vollhauttransplantaten im Operationssaal gerecht wird: Das Gerät soll von Hand bedient werden können. Auch große Vollhauttransplantate, z.B. aus dem Unterbauch mit einer Größe von 20 x 20 cm, sollten entfettet werden können. Die Oberfläche des Crimpers sollte so beschaffen sein, dass er die Epidermis sicher erfasst, ohne sie zu verletzen.

Versuche mit erstem Funktionsmodell und Ferkelhaut

Nach Fertigstellung des ersten Funktionsmodells wurden zunächst Versuche mit frischer Ferkelhaut durchgeführt. Das Präparat wurde vollständig und gleichmäßig entfettet. Es wurden drei verschiedene Kräuselungen hergestellt, die jeweils eine unterschiedliche Riffelung der Oberfläche aufwiesen. Es zeigte sich, dass vollständig abgerundete Kanten der Riffelung das Präparat nicht ausreichend erfassten, während scharfe Kanten die Epidermis verletzten. Während der Tests wurde der ideale Zustand der Crimper-Riffelung ermittelt. Diese Riffelung mit abgerundeten Kanten wurde in Zukunft verwendet.

Versuche mit erstem Funktionsmodell und menschlicher Haut

Die sehr großen Hautstücke nach Bauchdeckenplastiken wurden mit einer Schere so geschnitten, dass Hautspindeln entstanden, wie sie für Vollhauttransplantate jeder Größe typisch sind. Die Häute wurden vollständig entfettet. Die Abdrücke vom Crimper auf der epidermalen Seite waren unproblematisch und verschwanden nach 2 Tagen vollständig. Es wurden Serien mit unterschiedlichen Einstellungen des Messerhalters durchgeführt, mit identischen, reproduzierbaren Ergebnissen. Die Transplantate können auf nahezu jede Größe entfettet werden. Die Schnittfläche ist völlig eben und vollständig entfettet. Auf der Schnittfläche des abgetrennten Fetts sind weißliche Dermisreste zu erkennen, d. h. die Schnitttiefe lag im Bereich der Dermis. Am ersten Prototyp wurden Korrekturen vorgenommen: Es stellte sich heraus, dass der Widerstand beim Drehen der Kurbel zu hoch war, so dass eine Getriebeübersetzung notwendig wurde.

Experimente mit verbessertem zweiten Funktionsmodell und menschlicher Haut

Das zweite Funktionsmodell hat eine Schnittbreite von 20 cm. Damit lassen sich Transplantate beliebiger Länge mit einer maximalen Breite von 15 cm entfetten. Dies entspricht nach den Erfahrungen der Autoren der maximalen Größe von entnehmbaren Vollhauttransplantaten, z.B. im Unterbauch von Spina zu Spina. Der Crimper-Antrieb ist mit einer 2:1-Übersetzung ausgestattet. Das bedeutet, dass auch breite Transplantate von einer Person leicht entfettet werden können. Die Höhe des Rahmens wurde so optimiert, dass die Kurbel noch bequem bedient werden kann.

Versuche mit verbessertem dritten Funktionsmodell und menschlicher Haut

Das endgültige Gerät hat eine Abmessung von 38 cm Breite (ohne Kurbel), 24 cm Länge, 23 cm Höhe. Die maximale Schnittbreite beträgt 20 cm (D-F). Die Quetschzange hat eine Riffelung, die geeignet ist, das Transplantat sicher zu fassen, ohne es zu beschädigen. Die Abdrücke der Quetschzange auf der epidermalen Seite sind unproblematisch und verschwinden nach 2 Tagen vollständig. Um ein leichtes Drehen zu ermöglichen, wurde die Kurbelkraft durch ein Getriebe (E) erhöht. Die Schnittstärke kann auf 0,6 mm, 0,8 mm und 1,0 mm eingestellt werden. Nach unseren Messungen haben die Transplantate tatsächlich eine etwas größere Dicke. Dies liegt genau im gewünschten Bereich von 0,8-1,2 mm (Abbildung 2).

Abbildung 2. Endgerät (D), Seitenansicht (E), Crimper aus der Maschine (F)

Diskussion

Die gründliche Entfettung eines Vollhauttransplantats, die zur notwendigen Verringerung des Diffusionsabstands von der Transplantatbasis zur Epidermis führt, ist neben der guten Fixierung des Transplantats und der Vermeidung einer Transplantatinfektion die wichtigste Voraussetzung für eine erfolgreiche Vollhauttransplantation. Diese wichtige, aber einfache Arbeit wird weltweit mit einer Schere durchgeführt, wobei das Transplantat in der Regel über einen Finger gestreckt wird. Das Verfahren ist zeitaufwendig und erfordert große Aufmerksamkeit, damit weder der Finger des Chirurgen verletzt noch Defekte in das Transplantat geschnitten werden.

Geräte zur Entfettung von Vollhauttransplantaten sind auf dem Markt nicht erhältlich. Aus diesem Grund haben wir den oben beschriebenen Transplantatentfetter entwickelt. Dies sind die Vorteile dieses neuen Gerätes:

1. Der Entfettungsprozess wird im Vergleich zur manuellen Vorbereitung um ein Vielfaches verkürzt.
2. Es wird wertvolle Operationszeit gespart.
3. Der Patient ist kürzer in Narkose.
4. Die Entfettung erfolgt unabhängig von der Gründlichkeit und Geduld des Entfetters, so dass die Entfettung in der Regel vollständiger ist.
5. Die Schnittfläche ist nicht unregelmäßig, wie bei der manuellen Entfettung, sondern flach und gleichmäßig, wie man auf den Abbildungen leicht erkennen kann.
6. Das Risiko einer Transplantatinfektion könnte geringer sein, da die Zeit der Manipulation des Transplantats, einige Sekunden, im Vergleich zur manuellen Entfettung über viele Minuten sehr kurz ist.
7. Die letzten drei Punkte könnten zu einer geringeren Infektionsrate führen.

Das Risiko von Defekten im Transplantat wird im Vergleich zur manuellen Vorbereitung minimiert. Die manuelle Entfettung führt häufig zu Perforationen des Präparats, insbesondere bei der Herstellung sehr dünner Transplantate. Beim Entfetten mit dem Gerät konnten wir nur dann einen Defekt im Transplantat provozieren, wenn das subkutane Fett während des Schneidens stark gezogen wurde, wenn das subkutane Fett hochgehalten wurde. Dies sollte daher unbedingt vermieden werden.

Auch das Verletzungsrisiko für die Finger des Chirurgen ist im Vergleich zur manuellen Entfettung minimiert. Bei sachgemäßer Handhabung der scharfen Klinge – ähnlich wie bei einer Dermatomklinge – sollten Verletzungen des Chirurgen und des OP-Personals ausgeschlossen sein.

Als Nachteil kann das Gewicht des Gerätes genannt werden. Diese Größe ergab sich aus dem durch Versuche immer wieder modifizierten Design, da das Gerät auch große Stücke Vollhaut entfetten sollte und die notwendige Stabilität eine kleinere Ausführung nicht ratsam erscheinen ließ.

Fazit

Der Entfettungsvorgang mit diesem neuen Gerät wird im Vergleich zur manuellen Präparation um ein Vielfaches verkürzt und die Operationszeit wird eingespart. Die Entfettung erfolgt unabhängig von der Gründlichkeit und Geduld des Entfetters, so dass die Entfettung in der Regel vollständiger ist. Außerdem werden die Risiken von Defekten und Verletzungen der Finger des Chirurgen minimiert. Zusammengefasst ist die Maschine eine neue Erfindung zur Verbesserung des Prozesses einer Vollhauttransplantation.

Finanzierung

Keine.

Interessenkonflikte

Wir haben keine Interessenkonflikte zu erklären. Alle Autoren haben auch kein kommerzielles Interesse an dem Gerät. Diese Erklärung soll bestätigen, dass alle Autoren das eingereichte Manuskript gesehen und genehmigt haben. Wir versichern, dass der Artikel die Originalarbeit der Autoren ist. Wir versichern, dass der Artikel nicht bereits veröffentlicht wurde und nicht für eine Veröffentlichung an anderer Stelle in Betracht gezogen wird. Der korrespondierende Autor trägt stellvertretend für alle Co-Autoren die volle Verantwortung für die Einreichung.

Ethische Genehmigung

Nicht erforderlich.

1. Pommer A, Schumacher G (2020) Klinikleitfaden Chirurgie, Urban und Fischer, 6. Auflage, S.300.
2. Kaufmann R, Podda M (2011) Dermatologische Operationen: Farbatlas und Lehrbuch der Hautchirurgie, Thieme, 4. Aufl. S.60.
3. Katsch J, Krausse s, Müller R (1994) Hauttransplantationen, S 55 ff in: Mahrle G, Schulze H-J, Krieg T: Wundheilung Wundverschluss, Springer.
4. Schiestl C, Stark g, Lenz Y, Neuhaus K (2017) Plastische Chirurgie für Kinder und Jugendliche, Springer, pp, 185.
5. Ratner D (1998) Hauttransplantation. Dermatologic Clinics 16: 75-82.