Microanastomoses vasculaires assistées par laser diode 1950 nm en chirurgie plastique réparatrice : étude expérimentale et clinique

par Franck Leclère

Thèse de doctorat en Biophysique (Médecine)

Sous la direction de Véronique Martinot-Duquennoy et de Serge Mordon.

Soutenue le 13-12-2011

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) .


  • Résumé

    En chirurgie plastique, le succès des lambeaux libres et des replantations dépend largement de la qualité des microanastomoses vasculaires. Ce travail complète les bases scientifiques de la technique de microanastomoses assistées par laser diode 1950 nm par la mise au point d’une méthode standardisée et l’étude post-opératoire du débit sanguin sur des séries animales. Il pose les jalons des premières séries cliniques. Dans une première série animale (S1), 30 anastomoses terminoterminales carotidiennes et 30 anastomoses jugulaires sont effectuées par la technique laser diode 1950 nm chez des rats Wistar. Les paramètres lasers suivants sont utilisés: taille du spot 400 µm, temps 1s, puissance délivrée de 100 mW à 150 mW (carotides) et de 90 mW à 140 mW (veines jugulaires). Elles sont comparées à J0 puis après 1, 4 et 12 semaines postopératoires, à un groupe contrôle de 30 anastomoses artérielles et de 30 anastomoses veineuses dans les mêmes proportions réalisées à l’aide de la technique conventionnelle par fils. Deux autres séries animales S2 et S3 sont ensuite entreprises à l’aide des paramètres lasers mis en évidence dans l’étude S1. Une série S2 regroupant vingt microanastomoses terminoterminales carotidiennes de rats Wistar est réalisée par la technique laser (n=10, P=120mW, spot 400 μm, durée du spot 1s, 5 spots par paroi, fluence 95 J/cm²) et la technique conventionnelle par fils 10/0 (groupe contrôle, n=10). Pour les deux groupes, la carotide controlatérale non opérée sert de référence pour le calcul du débit sanguin par IRM de flux : Une séquence de positionnement, une séquence anatomique, une séquence angiographique et une séquence de flux sont réalisées un jour après l’opération puis après une, quatre et huit semaines. Une série S3 regroupant vingt microanastomoses terminoterminales jugulaires de rats Wistar est réalisée par la technique laser (n=10, P=110mW, spot 400 μm, durée du spot 1s, 4 spots par paroi, fluence 90 J/cm²) et la technique conventionnelle (groupe contrôle, n=10). De même la jugulaire controlatérale sert de référence dans les diverses séquences IRM. Au total, 40 actes microchirurgicaux comprenant 38 lambeaux libres et 2 replantations digitales sont réalisés à l’aide du laser diode 1950 nm. Les microanastomoses artérielles sont terminoterminales dans 36 cas et terminolatérales pour 4 autres. Les microanastomoses veineuses sont toutes terminoterminales. Les microanastomoses sont réalisées par un laser diode 1,95 µm après mise en place de 2-5 points de rapprochement. Les paramètres suivants sont utilisés : taille du spot 400µm, puissance 125mW, 4 à 8 spots sur chaque face, temps d’application (0,7-2s) suivant le diamètre des vaisseaux : la fluence varie de 70 à 200 J/cm². Les études du débit sanguin par les nouvelles techniques d’IRM de flux avec les paramètres maintenant standardisés mettent en évidence l’excellente perméabilité des anastomoses laser sur un modèle animal. Le taux de succès de cette première grande série clinique apparait excellent lorsque comparé à celui des grandes séries de la littérature. Les innovations technologiques devraient conduire à une utilisation plus large de cet outil au bloc opératoire.

  • Titre traduit

    1950 nm diode laser-assisted vascular microanastomoses in reconstructive plastic surgery : experimental and clinical study


  • Résumé

    In the field of plastic surgery, the most important factor for successful free flap transfer and replantations is a well executed vascular microanastomosis. The aim of these studies is to complement the scientific basis of the 1950 nm diode laser assisted microanastomosis (LAMA) by standardising the technique and studying the postoperative blood flow in animal series. This work introduces the first clinical series. In the first animal series (S1), 30 end-to-end microanastomoses of the carotidis and 30 end-to-end microanastomoses of the external jugular were performed with a 1950 nm diode LAMA technique in Wistar rats. The following laser parameters were used: spot size=400µm, spot duration=1s, Power varying between 100 to 150 mW for arterial microanastomoses and between 90 to 140 mW for venous microanastomoses. They were compared at D0 and at 1, 4 and 12 weeks with 30 conventional arterial microanastomoses and 30 conventional venous microanastomoses.Two other animal series (S2 and S3) were performed using the standardised parameters of the initial studies. In the S2 series, LAMA was performed on a group of 10 carotidis on Wistar rats. Two 10/0 stay sutures and a standard laser tissue welding technique (P=120mW, spot size=400 μm, t=1s, 5 spots for each wall, fluence=95 J/cm²) were used (LAMA group). They were compared with a group of 10 conventional arterial anastomosis (CSMA group). A MRI-positioning sequence (Magnetic Resonance Imaging), an anatomical sequence, an angiographic sequence and a flow sequence were performed 1 day after operation and then after 1, 4 and 8 weeks. Similarly, the series S3 included 20 microanastomoses of the external jugular performed with LAMA (n=10, P=110mW, spot size=400 μm, spot duration= 1s, 4 spots for each wall, fluence 90 J/cm²) or the conventional technique (n=10). For the two groups, contralateral non-operated external jugular were used as control.In total, 40 clinical procedures, including 38 free flaps and 2 finger replantations have been performed with the LAMA technique. End-to-end arterial microanastomoses were performed in 36 cases and end-to-side in 4 cases. All venous microanastomoses were performed end-to-end. LAMA was performed with a 1950 nm diode laser after placement of 2-5 stitches. The following laser parameters were used: spot size=400 μm, spot duration=0.7-2s, 4-8 spots for each wall, power=125 mW, fluence=70-200 J/cm². The animal series S1 demonstrates excellent bloodless patency at fluences ranging from 90 to 100 J/cm² (Power between 110-130mW) for arterial LAMA, and between 80 and 95 J/cm² (Power between 100-120mW) for venous LAMA. The flow-MRI further demonstrates that 1950 nm diode laser-assisted microanastomoses performed with our standardised parameters is a consistent, reliable and reproducible technique. The success rate of the clinical series appears promising. Technical innovation will most likely lead to greater ease of use of the laser handpiece in the operating room.

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