Zprávy

Monitorování operačních ran po operaci je důležitým krokem k prevenci infekce, separace rány a dalších komplikací.

Je-li však místo chirurgického zákroku hluboko v těle, sledování je obvykle omezeno na klinická pozorování nebo nákladná radiologická vyšetření, která často neodhalí komplikace dříve, než se stanou život ohrožujícími.

Tvrdé bioelektronické senzory mohou být implantovány do těla pro nepřetržité monitorování, ale nemusí se dobře integrovat s citlivou tkání rány.

K odhalení komplikací rány, jakmile k nim dojde, vynalezl tým výzkumníků vedený odborným asistentem Johnem Ho z NUS Electrical and Computer Engineering a také NUS Institute for Health Innovation & Technology inteligentní steh, který je bez baterií a dokáže bezdrátově snímat a přenášet informace z hlubokých chirurgických míst.

Tyto chytré stehy obsahují malý elektronický senzor, který dokáže monitorovat integritu rány, prosakování žaludku a mikropohyby tkáně a zároveň poskytuje výsledky hojení, které jsou ekvivalentní stehům lékařské kvality.

Tento výzkumný průlom byl poprvé publikován ve vědeckém časopisePříroda Biomedicínské inženýrstvídne 15. října 2021.

Jak chytré stehy fungují?

Vynález týmu NUS má tři klíčové komponenty: hedvábný steh lékařské kvality, který je potažen vodivým polymerem, aby mohl reagovat nabezdrátové signály; bezbateriový elektronický senzor; a bezdrátovou čtečku používanou k ovládání sutury z vnějšku těla.

Jednou z výhod těchto chytrých stehů je, že jejich použití vyžaduje minimální úpravu standardního chirurgického postupu. Během sešívání rány je izolační část sutury provlečena elektronickým modulem a zajištěna aplikací lékařského silikonu na elektrické kontakty.

Celý chirurgický steh pak funguje jako aradiofrekvenční identifikace(RFID) tag a lze jej číst externí čtečkou, která vysílá signál do chytrého stehu a detekuje odražený signál. Změna frekvence odraženého signálu ukazuje na možnou chirurgickou komplikaci v místě rány.

Inteligentní stehy lze číst až do hloubky 50 mm, v závislosti na délce použitých stehů, a hloubku lze potenciálně dále prodloužit zvýšením vodivosti stehu nebo citlivosti bezdrátové čtečky.

Podobně jako u stávajících stehů, svorek a svorek mohou být chytré stehy po operaci odstraněny minimálně invazivním chirurgickým nebo endoskopickým postupem, jakmile pomine riziko komplikací.

Včasné odhalení komplikací rány

Pro detekci různých typů komplikací, jako je únik žaludku a infekce, výzkumný tým potáhl senzor různými typy polymerního gelu.

Chytré stehy jsou také schopny zjistit, zda se zlomily nebo rozpletly, například během dehiscence (oddělení rány). Pokud dojde k porušení sutury, externí čtečka zachytí snížený signál v důsledku zkrácení délky antény tvořené chytrým stehem a upozorní ošetřujícího lékaře, aby přijal opatření.

Dobré léčebné výsledky, bezpečné pro klinické použití

V experimentech tým ukázal, že rány uzavřené inteligentními stehy a neupravenými hedvábnými stehy lékařské kvality se obě hojily přirozeně bez významných rozdílů, přičemž první z nich poskytuje další výhodu bezdrátového snímání.

Tým také testoval stehy potažené polymerem a zjistil, že jejich síla a biotoxicita pro tělo je nerozeznatelná od běžných stehů, a také zajistil, že úrovně výkonu potřebné k provozu systému jsou pro lidské tělo bezpečné.

Asst Prof Ho řekl: „V současné době nejsou pooperační komplikace často detekovány, dokud pacient nezaznamená systémové příznaky, jako je bolest, horečka nebo vysoká srdeční frekvence. Tyto chytré stehy lze použít jako nástroj včasného varování, který umožní lékařům zasáhnout dříve, než se komplikace stane život ohrožující, což může vést k nižší míře reoperací, rychlejšímu zotavení a lepším výsledkům pacientů.“

Další vývoj

V budoucnu se tým snaží vyvinout přenosnou bezdrátovou čtečku, která by nahradila nastavení, které se v současnosti používá k bezdrátovému čtení inteligentních stehů, což umožní sledování komplikací i mimo klinická nastavení. To by mohlo umožnit dřívější propuštění pacientů z nemocnice po operaci.

Tým nyní spolupracuje s chirurgy a výrobci zdravotnických prostředků na přizpůsobení stehů pro detekci krvácení z rány a prosakování po gastrointestinální operaci. Snaží se také zvýšit operační hloubku stehů, což umožní sledování hlubších orgánů a tkání.

PoskytujeNárodní univerzita v Singapuru