The objective of this study was to validate, both in vitro and in an ex vivo model, a technique for the measurement of forces exerted on surgical sutures. For this purpose, a stainless steel E-type buckle force transducer was designed and constructed. A strain gauge was mounted on the central beam of the transducer to measure transducer deformation. The transducer was tested and calibrated on a single strand of surgical suture during cyclic loading. Further validation was performed using a previously published cadaveric model of laryngoplasty in the horse. Linear regression of transducer output with actual force during calibration tests resulted in mean R² values of 1.00, 0.99, and 0.99 for rising slope, falling slope, and overall slope, respectively. The R² was not less than 0.96 across an average of 75 cycles per test. The difference between rising slope and falling slope was 4%. Over 45 846 samples, the predicted force from transducer output showed a mean error of 4%. In vitro validation produced an adjusted R² of 0.99 when the force on the suture was regressed against translaryngeal pressure in a mixed-effects model. E-type buckle force transducers showed a highly linear output over a physiological force range when applied to surgical suture in vitro and in an ex vivo model of laryngoplasty. With appropriate calibration and short-term in vivo implantation, these transducers may advance our knowledge of the mechanisms of success and failure of techniques, such as laryngoplasty, that use structural suture implants.
L’objectif de la présente étude était de valider, autant dans un modèle in vitro que ex vivo, une technique pour la mesure des forces exercées sur des sutures chirurgicales. À cette fin, un transducteur de force en acier inoxydable de type boucle en E a été élaboré et machiné. Un cadran de force a été installé sur le montant central du transducteur afin de mesurer la déformation du transducteur. Le transducteur a été testé et calibré sur un brin unique de suture chirurgicale lors de chargement cyclique. Une validation additionnelle a été faite à l’aide d’un modèle cadavérique, antérieurement décrit, de laryngoplastie chez le cheval. Une régression linéaire du signal du transducteur avec la force actuelle durant les tests de calibration a résulté en des valeurs moyennes de R2 de 1,00, 0,99 et 0,99, respectivement, pour la pente ascendante, la pente descendante et la pente globale. La valeur de R2 n’a jamais été moins de 0,96 pour une moyenne de 75 cycles par test. La différence entre la pente ascendante et la pente descendante était de 4 %. Sur un total de 45,846 échantillons, la force prédite à partir du signal du transducteur présentait une erreur moyenne de 4 %. La validation in vitro a permis d’obtenir une valeur ajustée de R2 de 0,99 lorsque la force sur la suture était régressée contre la pression translaryngale dans un modèle à effets mêlés. Les transducteurs de type boucle en E ont permis d’obtenir un signal très linéaire sur une étendue de force physiologique lorsque appliquée à des sutures chirurgicales in vitro et dans un modèle ex vivo de laryngoplastie. Avec les calibrations appropriées et des implantations in vivo de courte durée, ces transducteurs permettraient de faire progresser nos connaissances des mécanismes de succès et d’échec de techniques, telle la laryngoplastie, qui utilisent des implants structuraux de suture.
(Traduit par Docteur Serge Messier)