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Il monitoraggio delle ferite chirurgiche dopo un intervento chirurgico è un passo importante per prevenire infezioni, separazione della ferita e altre complicazioni.

Tuttavia, quando il sito chirurgico è in profondità nel corpo, il monitoraggio è normalmente limitato alle osservazioni cliniche o alle costose indagini radiologiche che spesso non riescono a rilevare le complicanze prima che diventino pericolose per la vita.

I sensori bioelettronici rigidi possono essere impiantati nel corpo per il monitoraggio continuo, ma potrebbero non integrarsi bene con il tessuto sensibile della ferita.

Per rilevare le complicanze della ferita non appena si verificano, un team di ricercatori guidato dal professore assistente John Ho del NUS Electrical and Computer Engineering e dal NUS Institute for Health Innovation & Technology ha inventato una sutura intelligente che non richiede batterie e può rilevano e trasmettono in modalità wireless informazioni da siti chirurgici profondi.

Queste suture intelligenti incorporano un piccolo sensore elettronico in grado di monitorare l’integrità della ferita, le perdite gastriche e i micromovimenti dei tessuti, fornendo al contempo risultati di guarigione equivalenti alle suture di livello medico.

Questa svolta della ricerca è stata pubblicata per la prima volta sulla rivista scientificaIngegneria Biomedica della Naturail 15 ottobre 2021.

Come funzionano le suture intelligenti?

L'invenzione del team NUS ha tre componenti chiave: una sutura in seta di grado medico rivestita con un polimero conduttivo per consentirle di risponderesegnali senza fili; un sensore elettronico senza batteria; e un lettore wireless utilizzato per azionare la sutura dall'esterno del corpo.

Un vantaggio di queste suture intelligenti è che il loro utilizzo comporta una modifica minima della procedura chirurgica standard. Durante la sutura della ferita, la sezione isolante della sutura viene fatta passare attraverso il modulo elettronico e fissata applicando silicone medicale ai contatti elettrici.

L'intero punto chirurgico funziona quindi come aidentificazione a radiofrequenza(RFID) e può essere letto da un lettore esterno, che invia un segnale alla sutura intelligente e rileva il segnale riflesso. Un cambiamento nella frequenza del segnale riflesso indica una possibile complicanza chirurgica nel sito della ferita.

Le suture intelligenti possono essere lette fino a una profondità di 50 mm, a seconda della lunghezza dei punti coinvolti, e la profondità potrebbe essere ulteriormente estesa aumentando la conduttività della sutura o la sensibilità del lettore wireless.

Analogamente alle suture, clip e graffette esistenti, le suture intelligenti possono essere rimosse dopo l'intervento mediante una procedura chirurgica o endoscopica minimamente invasiva quando il rischio di complicanze è passato.

Individuazione precoce delle complicanze della ferita

Per rilevare diversi tipi di complicazioni, come perdite gastriche e infezioni, il gruppo di ricerca ha rivestito il sensore con diversi tipi di gel polimerico.

Le suture intelligenti sono anche in grado di rilevare se si sono rotte o si sono sfilacciate, ad esempio durante la deiscenza (separazione della ferita). In caso di rottura della sutura, il lettore esterno capta un segnale ridotto a causa della riduzione della lunghezza dell'antenna formata dalla sutura intelligente, avvisando il medico curante di intervenire.

Buoni risultati di guarigione, sicuri per l’uso clinico

Negli esperimenti, il team ha dimostrato che le ferite chiuse dalle suture intelligenti e dalle suture in seta di grado medico non modificate guarivano entrambe naturalmente senza differenze significative, con le prime che fornivano il vantaggio aggiuntivo del rilevamento wireless.

Il team ha anche testato le suture rivestite di polimero e ha scoperto che la loro resistenza e biotossicità per il corpo era indistinguibile dalle normali suture e ha anche assicurato che i livelli di potenza necessari per far funzionare il sistema fossero sicuri per il corpo umano.

Il Prof Ho ha affermato: “Attualmente, le complicanze postoperatorie spesso non vengono rilevate finché il paziente non avverte sintomi sistemici come dolore, febbre o frequenza cardiaca elevata. Queste suture intelligenti possono essere utilizzate come strumento di allerta precoce per consentire ai medici di intervenire prima che la complicazione diventi pericolosa per la vita, il che può portare a tassi più bassi di reintervento, recupero più rapido e migliori risultati per i pazienti”.

Ulteriore sviluppo

In futuro, il team sta cercando di sviluppare un lettore wireless portatile per sostituire la configurazione attualmente utilizzata per leggere in modalità wireless le suture intelligenti, consentendo la sorveglianza delle complicanze anche al di fuori degli ambienti clinici. Ciò potrebbe consentire ai pazienti di essere dimessi prima dall’ospedale dopo l’intervento chirurgico.

Il team sta ora lavorando con chirurghi e produttori di dispositivi medici per adattare le suture al rilevamento del sanguinamento e delle perdite della ferita dopo un intervento chirurgico gastrointestinale. Stanno anche cercando di aumentare la profondità operativa delle suture, che consentirà di monitorare organi e tessuti più profondi.

Fornito daUniversità Nazionale di Singapore