Introducción

Muchos dispositivos diseñados para lograr una anastomosis por compresión han sido descritos previamente en la literatura, con variedades técnicas que incluyen tornillos, broches de presión y resortes [1-10]. La formación de una anastomosis por compresión con imanes ha sido descrita para las anastomosis biliares y vasculares [11-13]. Los autores de este trabajo han diseñado y desarrollado un sistema controlado de anastomosis por compresión magnética (magnamosis), que optimiza la fuerza magnética, la distancia entre los imanes y la geometría de las superficies de acoplamiento, para lograr una anastomosis entérica confiable [14]. Sus estudios iniciales, validando las anastomosis por compresión magnética, fueron realizados por vía laparotómica, con exclusión del segmento anastomosado del torrente intestinal. Ahora reportan la creación de la magnamosis usando sólo técnicas mínimamente invasivas. Adicionalmente, muestran que una magnamosis puede ser creada con exposición inmediata al flujo intestinal (yeyunoyeyunostomía) y que la magnamosis puede ser efectuada entre paredes intestinales con diferente grosor (gastroyeyunostomía).

Métodos

Dispositivo

El dispositivo para la magnamosis fue diseñado para incorporar 3 características. Primero, hay 2 mitades convexo-cóncavas radialmente simétricas, que se auto-alinean magnéticamente. Segundo, las mitades magnéticas tienen forma de anillo, para permitir la creación de una luz inmediata. Tercero, las superficies de acoplamiento tienen una topografía radial específicamente diseñada, para promover la remodelación gradual y la cicatrización de las paredes intestinales comprimidas [14].

Cada mitad simétrica es toroide o con forma de anillo y consiste en un imán de forma anillada de neodinio-hierro-boro (N35 o N50) encajado en una cubierta de policarbonato específicamente diseñada (diámetro externo 21 mm, diámetro interno 12 mm, altura 5 mm; Fig. 1). Cuando se los aproxima, los 2 aros se auto alinean magnéticamente y comprimen el tejido interpuesto, en este caso, la pared intestinal. Los anillos magnéticamente acoplados (el magnut) necrosan el anillo interno de la pared intestinal comprimida en varios días y pasan al lumen intestinal, dejando una anastomosis magnética (magnamosis) bien cicatrizada. Este diseño fue desarrollado con base en las propiedades físicas bien conocidas de los imanes y en mediciones ex vivo de la fortaleza, junto con el conocimiento biológico de la respuesta de los tejidos a la compresión constante. Se estudiaron 2 fuerzas magnéticas diferentes (N35 y N50), para determinar la seguridad de las diferentes fuerzas magnéticas en la formación de la magnamosis.

• FIGURA 1: Dispositivos en anillo de compresión magnética

El modelo porcino (Sus scrofa)

Este estudio fue aprobado por el Animal Care and Use Committee en el David Grant USAF Medical Center, Travis Air Force Base, CA. Todos los animales recibieron atención y fueron usados con estricto cumplimiento de lo normado en la Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, en una instalación acreditada por la Association for the Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International [15].

Técnica de la yeyunoyeyunostomía

Cerdos jóvenes recibieron anestesia general y la administración de cefazolina endovenosa pre-incisión. Se ingresó a la cavidad peritoneal con técnica Optiview (Ethicon Endosurgery) y se estableció el neumoperitoneo. Se colocaron 2 trócares adicionales y se inspeccionó el abdomen. Se tomó el yeyuno con agarraderas (graspers) y se lo extrajo a través del sitio del trócar de 12 mm en la línea media. Se seccionó el yeyuno y se colocaron ambas mitades del dispositivo de compresión magnética en cada uno de los extremos (proximal y distal). Se permitió que ambos anillos se acoplaran sobre el lado antimesentérico del intestino. La mucosa ente ambos anillos magnéticos fue cauterizada y canulada con un tubo de alimentación elastomérico de silicona de l8-F, para asegurar su permeabilidad inmediata.

Los extremos yeyunales seccionados fueron luego cerrados, ya sea con sutura manual o mecánica (Fig. 2). Se confeccionó una anastomosis adicional estándar con sutura mecánica, aproximadamente a 40 cm por debajo de la magnamosis, para brindar una comparación de control. Los sitios de los trócares fueron cerrados luego con suturas 3-0 de Vicryl (Ethicon, Polyglactin 910) y la piel fue reaproximada con suturas subcuticulares. Los animales fueron despertados de la anestesia general y extubados. Se les permitió la ingesta de líquidos 24 horas después del procedimiento y se avanzó de acuerdo a lo determinado por el equipo veterinario. Los animales fueron alojados postoperatoriamente en el vivarium, sin que se les realizara intervenciones adicionales.

• FIGURA 2: Técnica de la magnamosis: yeyunoyeyunostomía

Técnica de la gastroyeyunostomía

Los cerdos jóvenes fueron sometidos a una inducción anestésica idéntica a la del grupo anterior. Se introdujo una agarradera dentro del canal del esofagogastroduodenoscopio (EGD) y se colocó una sutura sosteniendo el anillo magnético. El EGD fue introducido luego transoralmente y dirigido hacia el estómago. El estómago fue insuflado para permitir la visualización del EGD desde el laparoscopio. Se ingresó a la cavidad peritoneal vía un acceso óptico y se estableció el neumoperitoneo. Se colocaron 2 trócares adicionales. Se seleccionó un asa de yeyuno y se la llevó hasta la pared abdominal. Se realizó una yeyunotomía y se colocó un segundo anillo magnético en la luz intestinal (Fig. 3).

Se cerró la yeyunotomía ya sea con una sutura mecánica transversa de 3,5 mm o con sutura manual en un plano con puntos separados de Maxon 3-0 (Covidien). El anillo yeyunal fue llevado luego a la proximidad del estómago insuflado. Una vez que los 2 anillos estuvieron en proximidad, se produjo el acoplamiento magnético, formando el magnut. La sutura de Vicryl que aseguraba el dispositivo magnético de compresión gástrico fue retirada con la agarradera endoscópica. El estómago y la cavidad abdominal fueron desinflados. Todos los trócares y el EGD fueron retirados del animal. Los sitios de los trócares fueron cerrados con suturas de Vicryl 3-0 y la piel reaproximada con suturas subcuticulares. Los animales fueron despertados de la anestesia y extubados y se les permitió ingerir líquidos en el día 0 postoperatorio, y sólidos en el día 1.

• FIGURA 3: Técnica de la magnamosis: gastroyeyunostomía laparoscópica

Recolección de tejidos

A las semanas postoperatorias 1, 2, 4 ó 6, los cerdos fueron sacrificados mediante una inyección venosa central de una solución de eutanasia veterinaria, de pentobarbital, a 80 mg/kg (B-eutanasia, 390 mg pentobarbital/ml, a 10 a 15 ml/100 lbs). Subsiguientemente, se los sometió a laparotomía y exploración del abdomen en búsqueda de evidencias de filtraciones, abscesos u otras complicaciones. El segmento con la magnamosis y la anastomosis con engrampadora en el grupo de la yeyunoyeyunostomía fue luego disecado y resecado con una engrampadora estándar de 3,8 mm.

Análisis de los tejidos

Presión de rotura

Cada anastomosis sin evidencia de falla o filtración fue estudiada en búsqueda de su permeabilidad y de la presión de rotura, tal como fuera descrito previamente en los experimentos iniciales de factibilidad realizados por los autores [14]. Se introdujeron catéteres con una oliva en la punta, proximal y distalmente a la anastomosis. Uno fue conectado a una bolsa calibrada de presión para la medición de la presión intraluminal. El segundo catéter fue conectado a una mezcla 1:1 de solución salina normal 0,9% y una solución de contraste (Visipaque; GE Healthcare), más 25 ml de azul de metileno. Se tomaron imágenes radiográficas de la anastomosis distendida con presiones intraluminales de 1 mmHg y 7 mmHg. Subsecuentemente, se administró intraluminalmente de manera continua la infusión, hasta observar la falla de la anastomosis o la filtración en el intestino. El punto de filtración fue registrado como la presión de rotura de la anastomosis.

Histopatología

El tejido fue seguidamente fijado en formalina al 10%. Las anastomosis fueron seccionadas y montadas y fueron evaluadas con tinciones de hematoxicilina y eosina y tricrómico de Masson. Se usaron estadísticas descriptivas, análisis de varianza (ANOVA) y prueba  t de Student para evaluar los datos.

Resultados

Yeyunoyeyunostomía

Ocho animales fueron sometidos a la colocación de dispositivos magnéticos de compresión con establecimiento inmediato de permeabilidad y con una anastomosis con sutura mecánica latero-lateral concomitante (funcionalmente término-terminal) para el control comparativo. Las anastomosis fueron estudiadas a las 2, 4 y 6 semanas. No hubo muertes en los grupos de estudio. Hubo 1 complicación intraoperatoria, una colotomía ocasionada por la colocación de un trócar, que requirió conversión a laparotomía. Un animal en el grupo de 2 semanas presentó una falla en el pasaje de los magnetos acoplados a través de la anastomosis confeccionada. En otro animal (12,5%) la necropsia reveló evidencia de una filtración contenida en el cierre con sutura mecánica de la yeyunotomía hecha para la colocación del anillo magnético. Aparte de eso, la anatomopatología macroscópica de la magnamosis y de la anastomosis con engrampadora tuvo una apariencia normal. Postoperatoriamente, no hubo complicaciones clínicas. Todos los animales toleraron una dieta sin dificultad.

Los datos de la presión de rotura fueron obtenidos de todas las magnamosis excepto en 1 espécimen, en el que la magnamosis estuvo demasiado cerca de la anastomosis con sutura mecánica, como para separar las muestras para la comparación. Ese segmento entero fue sometido a presión de rotura y falló primero en la anastomosis con sutura mecánica. La presión de rotura promedio para la magnamosis fue de 103 mmHg (desvío estándar [DE] 30 mmHg, error estándar de la media [EEM] 11 mmHg) y de ellos, sólo 2 (25%) fallaron en el nuevo sitio de anastomosis.

Todas las otras fallas de presión de rotura ocurrieron en los cierres de la yeyunotomía o en el yeyuno nativo. La presión de rotura promedio para la anastomosis con engrampadora fue de 75 mmHg (DE 48 mmHg, EEM 22 mmHg). Todas fallaron en el lugar de la anastomosis. Dos anastomosis con engrampadora tuvieron evidencias de filtración contenida en la línea de sutura mecánica del cierre de la yeyunotomía. Las magnamosis no fueron significativamente más fuertes que las anastomosis con engrampadora de control (p = 0,43), aunque hubo una tendencia hacia la superioridad. Sin embargo, cuando se evaluó si la presión de rotura ocurrió en el sitio de la anastomosis o en el intestino nativo, los autores encontraron una diferencia significativa comparando las magnamosis con las anastomosis con sutura mecánica (p = 0,039).

En la evaluación de la fuerza versus la debilidad de los imanes, hubo superioridad en la fuerza de la magnamosis con los magnetos más fuertes. La presión de rotura promedio de los imanes N50 fue de 129 mmHg (n = 3) comparado con 84 mmHg (n = 4) en los imanes N35, con un valor de p de 0,038.

La evaluación de la compliance dinámica de la anastomosis reveló un cambio relativo de diámetro de 44,4%, con distensión en todos los especímenes disponibles para el análisis radiográfico (n = 4). Con el tiempo, la compliance de la anastomosis pareció disminuir, con un cambio de diámetro a las 2 semanas del 69%; 43,2% a las 4 semanas y 22% a las 6 semanas (Fig. 4).

• FIGURA 4: Gastroyeyunostomía a la semana

El análisis histológico mostró evidencia de fibrosis en la submucosa, entre los 2 segmentos cicatrizados, que tenía menos inflamación comparado con la anastomosis con engrampadora. La epitelización a través de la magnamosis fue evidente ya a las 2 semanas y fue más prominente con el paso del tiempo.

Gastroyeyunostomía

Trece cerdos fueron sometidos a la colocación de un anillo magnético por EGD y otro por vía laparoscópica. Hubo una curva de aprendizaje en el desarrollo de las técnicas. En los primeros 2 sujetos, se intentó pasar los magnetos vía una técnica de tracción con alambre de Seldinger, Uno de los sujetos murió como resultado de una filtración en el sitio de la anastomosis a los 2 días (50%). Esto fue resultado de la manipulación de los anillos magnéticos, resultando en una falta de acoplamiento de los mismos al momento de la operación, con intento de reemplazo de los magnetos en los sitios previos con alambre. Seguidamente, los autores pasaron a una técnica sin alambres guía o formación de permeabilidad inmediata del sitio de la magnamosis. En los restantes 11 animales hubo 2 muertes (18,2%) por dehiscencia de la yeyunotomía, por defectos técnicos en el cierre intracorpóreo de la misma. Los autores modificaron la técnica con la extracorporalización de la rama yeyunal y un cierre manual de la yeyunotomía. Todos los animales subsiguientes sobrevivieron para estudiar los objetivos propuestos.

Dos casos fueron convertidos a una técnica abierta: uno de la técnica con alambre de Seldinger con falla del acoplamiento de los magnetos, para tratar de orientarlos y el segundo por la pérdida del imán yeyunal dentro de la cavidad peritoneal. Hubo otra complicación intraoperatoria con lesión colónica que requirió reparación. No hubo secuelas postoperatorias de esa colotomía iatrogénica.

A la semana, sólo 1 de las anastomosis estaba permeable (33%) y ninguno de los magnetos estaban desplazados del sitio de la magnamosis. A las 2 semanas, todos los magnetos habían pasado desde el sitio de la magnamosis. Los autores no pudieron determinar si el par de imanes cayó dentro del estómago o en el yeyuno. Un total de 81,8% de las anastomosis estaban permeables a las 2 semanas o posteriormente (n = 9). Una de las anastomosis permeables se estenosó con un diámetro de 2 mm.

El análisis de la presión de rotura fue realizado en todos los especímenes permeables. La presión de rotura promedio (n = 6) fue de 112 mmHg (EEM 13 mmHg). La evaluación de la compliance dinámica pudo realizarse sólo en 5 especímenes, de los que, en aquellos en las 2 y 4 semanas no mostraron cambios en el diámetro con distensión. El análisis de la compliance en los especímenes a las 6 semanas (n = 2) estuvo limitado por la ausencia de flujo en la radiografía con 1 mmHg en 1 espécimen. No obstante, la distensión de la otra magnamosis fue del 77,8% y las muestras se distendieron a 16,0 mm y 18,6 mm, respectivamente.

El análisis histológico mostró que a la semana había necrosis en los puntos con compresión entre los dos dispositivos magnéticos y un tapón central necrótico concomitante en el centro del anillo (Fig. 4). A las 2 semanas, las anastomosis estaban permeables; había una marcada fibrosis entre las paredes intestinales de la anastomosis (Fig. 5). A las 6 semanas, ocurrió la reepitelización a través de la fibrosis y la inflamación disminuyó (Fig. 6).

• FIGURA 5: Gastroyeyunostomía a las 2 semanas

• FIGURA 6: Gastroyeyunostomía a las 6 semanas

Discusión

Estos experimentos fueron diseñados para comprobar si las 2 mitades magnéticas (anillos) podían ser colocadas y aproximadas magnéticamente, utilizando técnicas mínimamente invasivas, si la magnamosis podía ser abierta para permitir la permeabilidad inmediata, y para explorar como quedaba la magnamosis en comparación con la anastomosis estándar con sutura mecánica.

Aunque hubo una curva de aprendizaje en el desarrollo de las técnicas, los autores demostraron que los anillos magnéticos podían ser colocados con seguridad en el estómago, por gastroscopía y en el intestino delgado, por laparoscopía. Los anillos magnéticos pudieron ser manipulados intracorporalmente con facilidad y aproximados para permitir el “acoplamiento” y la compresión magnética de las paredes intestinales interpuestas. El sándwich entre los magnetos acoplados y el intestino comprimido (magnut) necrosó gradualmente el anillo central del tejido comprimido y cayó dentro de la luz para pasar por el recto, dejando el anillo externo de la pared intestinal comprimida cicatrizado y formando la magnamosis.

Por lo tanto, los autores mostraron que probablemente puede ser creada una anastomosis entre dos vísceras huecas cualquiera empleando los anillos magnéticos, ya sea por vía endoscópica, laparoscópica, toracoscópica, etc. Los cirujanos innovadores pueden idear muchas aplicaciones para esta tecnología, que incluyan la anastomosis gastroyeyunal y la yeyunoyeyunal en bypass gástricos por obesidad, remoción de estenosis cortas, reconstrucción esofágica, cierre de ileostomías y colostomías, puenteo de obstrucciones malignas, etc. Una aplicación particularmente promisoria para la magnamosis es el progreso de la laparoscopía por un único puerto y en la cirugía endoscópica transluminal por un orificio natural (NOTES por la denominación en inglés).

En el modelo de la yeyunoyeyunostomía, los autores pudieron demostrar que el magnut no se desplaza, aún si el tejido en el centro del dispositivo es abierto inmediatamente después del acoplamiento de los anillos. La fuerza del magnut es lo suficientemente firme para prevenir el desplazamiento por la exposición al flujo entérico continuo y a las fuerzas mecánicas normales de la peristalsis. Todos los cerdos con yeyunoyeyunostomía tuvieron un curso clínico normal, sin evidencias de falla o filtración de la magnamosis. Por lo tanto, una anastomosis por compresión controlada puede ser exitosamente realizada utilizando las fuerzas magnéticas con la creación concomitante de una permeabilidad entérica inmediata.

El tamaño de la anastomosis completada fue aproximadamente el del diámetro de los anillos, a menos que ocurriera una estenosis en una anastomosis no empleada, tal como una gastroyeyunostomía. La anastomosis permaneció muy flexible, aunque es posible alguna constricción con el paso del tiempo, como en todas las anastomosis, especialmente si el contenido intestinal no es forzado a través de la misma, tal como en la gastroyeyunostomía latero-lateral.

Finalmente, la anastomosis creada por compresión magnética es de excelente calidad. A las 2, 4 y 6 semanas, la fuerza de rotura fue igual o superior a la de una anastomosis confeccionada con la técnica estándar de engrampado. Más aún, cuando los autores aumentaron la presión de rotura hasta la rotura del intestino, sólo el 25% de las magnamosis fallaron, en comparación con el 100% de las anastomosis con sutura mecánica. Por lo tanto, los autores consideran que el análisis de la presión de rotura subestima la verdadera fuerza de la magnamosis y sugieren que la misma es superior, en fortaleza, a la técnica de anastomosis tradicional con sutura mecánica. La superioridad de la anastomosis creada por compresión sobre la anastomosis con sutura manual o mecánica ha sido confirmada recientemente con estudios en animales y ensayos en humanos con el dispositivo BioDynamics Colon Ring [14,16,17].

Es procedente un desarrollo y refinamiento ulterior en las técnicas usadas con los dispositivos de compresión magnética. Como era esperable, hubo una curva de aprendizaje en el desarrollo de las técnicas mínimamente invasivas para la gastroyeyunostomía y la yeyunoyeyunostomía en estos modelos en animales. La mayoría de las dificultades técnicas se debieron a dificultades en la liberación del dispositivo endoscópico y a la disponibilidad de instrumentos no ferrosos para ello, que no causaran desplazamiento durante la manipulación intracorporal. La técnica de la magnamosis puede ser facilitada de manera importante, por el desarrollo de instrumental laparoscópico no ferromagnético, para evitar el hecho del desplazamiento del dispositivo durante la manipulación intracorporal. Los nuevos sistemas de liberación permitirán capturar y liberar los anillos magnéticos mediante técnicas laparoscópicas y endoscópicas. Adicionalmente,  incorporarán mecanismos para crear una permeabilidad inmediata después del acoplamiento de los anillos en el magnut.

El diseño del dispositivo está ahora maduro. El mismo permite que los dos dispositivos magnéticos de compresión se auto-alineen previniendo, por lo tanto, los contratiempos en la alineación y orientación. El diseño optimiza la presión y la geometría de las superficies de acoplamiento, para tomar ventaja de la biología de la cicatrización de la anastomosis por compresión. El tamaño del dispositivo puede y será fácilmente escalado, para lograr anastomosis en casi todo tamaño de lumen, desde el intestino delgado neonatal hasta el colon del adulto.

Conclusiones

Los autores han demostrado que la magnamosis mínimamente invasiva es factible y con igual o mayor fortaleza que las técnicas tradicionales de anastomosis. La magnamosis funciona bien cuando se la confecciona con permeabilidad inmediata y puede ser realizada entre segmentos intestinales con diferente espesor.

♦ Comentario y resumen objetivo: Dr. Rodolfo D. Altrudi

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