Praćenje kirurških rana nakon operacije važan je korak u sprječavanju infekcije, odvajanja rane i drugih komplikacija.
Međutim, kada je mjesto operacije duboko u tijelu, praćenje je obično ograničeno na klinička promatranja ili skupa radiološka ispitivanja koja često ne uspijevaju otkriti komplikacije prije nego postanu opasne po život.
Tvrdi bioelektronički senzori mogu se ugraditi u tijelo za kontinuirani nadzor, ali se možda neće dobro integrirati u osjetljivo tkivo rane.
Kako bi otkrili komplikacije rane čim se dogode, tim istraživača pod vodstvom docenta Johna Hoa s NUS-a za elektrotehniku i računalno inženjerstvo, kao i s NUS-ovog Instituta za zdravstvene inovacije i tehnologiju, izumio je pametni šav koji ne radi bez baterija i može bežično osjetiti i prenijeti informacije s dubokih kirurških mjesta.
Ovi pametni šavovi uključuju mali elektronički senzor koji može nadzirati cjelovitost rane, curenje iz želuca i mikropokrete tkiva, a pritom pružaju ishode zacjeljivanja koji su ekvivalentni medicinskim šavovima.
Ovaj istraživački pomak prvi put je objavljen u znanstvenom časopisuBiomedicinski inženjering prirode15. listopada 2021.
Kako funkcioniraju pametni šavovi?
Izum tima NUS-a ima tri ključne komponente: svileni konac medicinske kvalitete koji je obložen vodljivim polimerom kako bi mogao reagirati nabežični signali; elektronički senzor bez baterije; i bežični čitač koji se koristi za rukovanje šavom izvan tijela.
Jedna od prednosti ovih pametnih šavova je ta što njihova uporaba uključuje minimalne izmjene standardnog kirurškog postupka. Tijekom šivanja rane, izolacijski dio konca se provlači kroz elektronički modul i učvršćuje nanošenjem medicinskog silikona na električne kontakte.
Cijeli kirurški šav tada funkcionira kao aradio-frekvencijska identifikacija(RFID) oznaku i može se očitati vanjskim čitačem, koji šalje signal pametnom šavu i detektira reflektirani signal. Promjena frekvencije reflektiranog signala ukazuje na moguću kiruršku komplikaciju na mjestu rane.
Pametni šavovi mogu se očitati do dubine od 50 mm, ovisno o duljini uključenih uboda, a dubina bi se potencijalno mogla dodatno produžiti povećanjem vodljivosti konca ili osjetljivosti bežičnog čitača.
Slično postojećim šavovima, kopčama i spajalicama, pametni šavovi mogu se postoperativno ukloniti minimalno invazivnim kirurškim ili endoskopskim postupkom kada rizik od komplikacija prođe.
Rano otkrivanje komplikacija rane
Kako bi otkrili različite vrste komplikacija - kao što su curenje iz želuca i infekcija - istraživački tim obložio je senzor različitim vrstama polimernog gela.
Pametni šavovi također mogu otkriti jesu li pukli ili se odmotali, na primjer, tijekom dehiscencije (odvajanje rane). Ako je šav puknut, vanjski čitač hvata smanjeni signal zbog smanjenja duljine antene formirane pametnim šavom, upozoravajući liječnika da nešto poduzme.
Dobri rezultati liječenja, sigurni za kliničku upotrebu
U eksperimentima je tim pokazao da rane zatvorene pametnim šavovima i nemodificiranim svilenim šavovima medicinske kvalitete zacjeljuju prirodno bez značajnih razlika, pri čemu prvi pruža dodatnu prednost bežičnog senzora.
Tim je također testirao konce obložene polimerom i ustanovio da se njihova čvrstoća i biotoksičnost za tijelo ne mogu razlikovati od normalnih konaca, a također je osigurao da su razine snage potrebne za rad sustava sigurne za ljudsko tijelo.
Docent Ho je rekao: “Trenutačno se postoperativne komplikacije često ne otkrivaju sve dok pacijent ne doživi sustavne simptome poput boli, vrućice ili visokog otkucaja srca. Ovi pametni šavovi mogu se koristiti kao alat za rano upozorenje kako bi liječnici mogli intervenirati prije nego što komplikacija postane opasna po život, što može dovesti do nižih stopa ponovnih operacija, bržeg oporavka i poboljšanih ishoda pacijenata.”
Daljnji razvoj
U budućnosti tim želi razviti prijenosni bežični čitač koji bi zamijenio postavke koje se trenutno koriste za bežično očitavanje pametnih šavova, omogućujući nadzor komplikacija čak i izvan kliničkih postavki. To bi moglo omogućiti pacijentima raniji otpust iz bolnice nakon operacije.
Tim sada radi s kirurzima i proizvođačima medicinskih uređaja na prilagodbi šavova za otkrivanje krvarenja iz rane i curenja nakon operacije probavnog sustava. Također žele povećati operativnu dubinu šavova, što će omogućiti praćenje dubljih organa i tkiva.
OmogućioNacionalno sveučilište u Singapuru
Vrijeme objave: 12. srpnja 2022