手術後の手術創のモニタリングは、感染、創傷の剥離、その他の合併症を防ぐための重要なステップです。
しかし、手術部位が体内の深部にある場合、モニタリングは通常、臨床観察または費用のかかる放射線検査に限定されており、生命を脅かす前に合併症を検出できないことがよくあります。
ハード生体電子センサーは継続監視のために体内に埋め込むことができますが、敏感な創傷組織とうまく統合できない場合があります。
創傷合併症が発生するとすぐに検出するために、NUS電気・コンピュータ工学およびNUS健康イノベーション・技術研究所のジョン・ホー助教授率いる研究チームは、バッテリー不要で、深い手術部位からの情報をワイヤレスで感知して送信します。
これらのスマート縫合糸には、創傷の完全性、胃漏出、組織の微動を監視できる小型の電子センサーが組み込まれていると同時に、医療グレードの縫合糸と同等の治癒結果をもたらします。
この研究の画期的な成果は科学雑誌に初めて掲載されました自然生物医工学2021年10月15日に。
スマート縫合糸はどのように機能するのでしょうか?
NUS チームの発明には 3 つの重要なコンポーネントがあります。1 つは医療グレードの絹縫合糸で、導電性ポリマーでコーティングされており、無線信号;バッテリー不要の電子センサー。体外から縫合糸を操作するために使用されるワイヤレスリーダー。
これらのスマート縫合糸の利点の 1 つは、標準的な外科手術の変更が最小限で済むことです。傷を縫合する際、縫合糸の絶縁部分が電子モジュールに通され、電気接点に医療用シリコーンを塗布して固定されます。
外科用ステッチ全体が、無線周波数識別(RFID) タグであり、スマート縫合糸に信号を送信して反射信号を検出する外部リーダーで読み取ることができます。反射信号の周波数の変化は、創傷部位における外科的合併症の可能性を示します。
スマート縫合糸は、関係する縫い目の長さに応じて、最大 50 mm の深さまで読み取ることができます。また、縫合糸の導電率やワイヤレス リーダーの感度を高めることで、深さをさらに拡張できる可能性があります。
既存の縫合糸、クリップ、ステープルと同様に、スマート縫合糸は、合併症のリスクがなくなったら、低侵襲の外科手術または内視鏡処置によって術後に除去することができます。
創傷合併症の早期発見
胃漏出や感染症などのさまざまな種類の合併症を検出するために、研究チームはセンサーをさまざまな種類のポリマーゲルでコーティングしました。
スマート縫合糸は、たとえば裂開（傷の分離）中に縫合糸が壊れたり解けたりしたかどうかを検出することもできます。縫合糸が切れた場合、外部リーダーはスマート縫合糸によって形成されるアンテナの長さの減少により減少した信号を検出し、主治医に措置を講じるよう警告します。
良好な治癒結果が得られ、臨床使用に安全
研究チームは実験で、スマート縫合糸と未修正の医療グレードの絹縫合糸で閉じた創傷がどちらも大きな差なく自然に治癒し、前者にはワイヤレスセンシングの利点が追加されたことを示した。
研究チームはまた、ポリマーでコーティングされた縫合糸をテストし、その強度と人体に対する生体毒性が通常の縫合糸と区別できないことを発見し、システムの動作に必要な電力レベルが人体にとって安全であることも確認した。
ホー助教授は、「現在、術後の合併症は、患者が痛み、発熱、心拍数の上昇などの全身症状を経験するまで発見されないことが多い。これらのスマート縫合糸は、合併症が生命を脅かす前に医師が介入できるよう早期警報ツールとして使用でき、再手術率の低下、より早い回復、そして患者の転帰の改善につながる可能性があります。」
さらなる発展
将来的には、チームは、スマート縫合糸をワイヤレスで読み出すために現在使用されているセットアップを置き換えるポータブルワイヤレスリーダーの開発を検討しており、臨床現場の外でも合併症の監視を可能にします。これにより、患者は手術後に早期に退院できる可能性がある。
同チームは現在、外科医や医療機器メーカーと協力して、胃腸手術後の創傷出血や漏出を検出できるように縫合糸を適応させている。彼らはまた、より深い臓器や組織を監視できるよう、縫合糸の操作深さを増やすことも検討しています。
提供元シンガポール国立大学
投稿日時: 2022 年 7 月 12 日