Ķirurģisko brūču uzraudzība pēc operācijas ir svarīgs solis, lai novērstu infekciju, brūču atdalīšanu un citas komplikācijas.
Tomēr, ja ķirurģiskā vieta atrodas dziļi ķermenī, uzraudzība parasti aprobežojas ar klīniskiem novērojumiem vai dārgiem radioloģiskiem izmeklējumiem, kas bieži vien nespēj atklāt komplikācijas, pirms tās kļūst bīstamas dzīvībai.
Cietos bioelektroniskos sensorus var implantēt ķermenī nepārtrauktai uzraudzībai, taču tie var slikti integrēties ar jutīgiem brūces audiem.
Lai atklātu brūču komplikācijas, tiklīdz tās rodas, pētnieku komanda, ko vada docents Džons Ho no NUS Elektrotehnikas un datortehnikas, kā arī NUS Veselības inovāciju un tehnoloģiju institūta, ir izgudrojusi viedu šuvi, kas ir bez akumulatora un var bezvadu režīmā uztvert un pārraidīt informāciju no dziļām ķirurģiskām vietām.
Šajās viedajās šuvēs ir iekļauts neliels elektronisks sensors, kas var kontrolēt brūces integritāti, kuņģa noplūdi un audu mikrokustības, vienlaikus nodrošinot dziedināšanas rezultātus, kas ir līdzvērtīgi medicīniskās kvalitātes šuvēm.
Šis pētniecības sasniegums pirmo reizi tika publicēts zinātniskajā žurnālāDabas biomedicīnas inženierija2021. gada 15. oktobrī.
Kā darbojas viedās šuves?
NUS komandas izgudrojumam ir trīs galvenās sastāvdaļas: medicīniskās kvalitātes zīda šuve, kas ir pārklāta ar vadošu polimēru, lai tā varētu reaģēt uzbezvadu signāli; elektroniskais sensors bez akumulatora; un bezvadu lasītājs, ko izmanto, lai vadītu šuvi no ķermeņa ārpuses.
Viena no šo viedo šuvju priekšrocībām ir tā, ka to izmantošana ietver minimālas standarta ķirurģiskās procedūras modifikācijas. Brūces sašūšanas laikā šuves izolējošā daļa tiek izvilkta caur elektronisko moduli un nostiprināta, uzklājot elektriskos kontaktus ar medicīnisko silikonu.
Viss ķirurģiskais dūriens darbojas kā aradiofrekvenču identifikācija(RFID) tagu, un to var nolasīt ārējais lasītājs, kas nosūta signālu uz viedo šuvi un nosaka atstaroto signālu. Atstarotā signāla frekvences izmaiņas norāda uz iespējamu ķirurģisku komplikāciju brūces vietā.
Viedās šuves var nolasīt līdz 50 mm dziļumam atkarībā no iesaistīto dūrienu garuma, un dziļumu var vēl vairāk palielināt, palielinot šuvju vadītspēju vai bezvadu lasītāja jutību.
Līdzīgi kā esošajām šuvēm, klipšiem un skavas, viedās šuves pēc operācijas var noņemt ar minimāli invazīvu ķirurģisku vai endoskopisku procedūru, kad komplikāciju risks ir pagājis.
Savlaicīga brūču komplikāciju atklāšana
Lai noteiktu dažāda veida komplikācijas, piemēram, kuņģa noplūdi un infekciju, pētnieku grupa pārklāja sensoru ar dažāda veida polimēru gēlu.
Viedās šuves spēj arī noteikt, vai tās ir salūzušas vai atšķetinājušās, piemēram, atdalīšanas (brūces atdalīšanas) laikā. Ja šuve ir saplīsusi, ārējais lasītājs uztver samazinātu signālu, jo ir samazināts viedās šuves veidotās antenas garums, brīdinot ārstējošo ārstu par rīcību.
Labi dziedināšanas rezultāti, droši klīniskai lietošanai
Eksperimentos komanda parādīja, ka brūces, ko aizvērtas ar viedajām šuvēm un nemodificētām, medicīniskas kvalitātes zīda šuvēm, dabiski sadzīst bez būtiskām atšķirībām, un pirmās sniedz papildu priekšrocības, ko sniedz bezvadu sensors.
Komanda arī pārbaudīja ar polimēru pārklātās šuves un konstatēja, ka to stiprums un biotoksicitāte ķermenim nav atšķirama no parastajām šuvēm, kā arī nodrošināja, ka sistēmas darbībai nepieciešamie jaudas līmeņi ir droši cilvēka ķermenim.
Assts Ho teica: "Pašlaik pēcoperācijas komplikācijas bieži netiek atklātas, kamēr pacientam nav sistēmisku simptomu, piemēram, sāpes, drudzis vai ātra sirdsdarbība. Šīs viedās šuves var izmantot kā agrīnas brīdināšanas rīku, lai ļautu ārstiem iejaukties, pirms komplikācija kļūst bīstama dzīvībai, kas var izraisīt mazāku atkārtotu operāciju skaitu, ātrāku atveseļošanos un uzlabotu pacienta iznākumu.
Tālāka attīstība
Nākotnē komanda vēlas izstrādāt pārnēsājamu bezvadu lasītāju, kas aizstātu pašlaik izmantoto viedo šuvju bezvadu nolasīšanai izmantoto iestatījumu, ļaujot uzraudzīt komplikācijas pat ārpus klīniskajiem iestatījumiem. Tas varētu ļaut pacientus ātrāk izrakstīt no slimnīcas pēc operācijas.
Tagad komanda strādā ar ķirurgiem un medicīnas ierīču ražotājiem, lai pielāgotu šuves brūču asiņošanas un noplūdes noteikšanai pēc kuņģa-zarnu trakta operācijas. Viņi arī vēlas palielināt šuvju darbības dziļumu, kas ļaus uzraudzīt dziļākus orgānus un audus.
NodrošinaSingapūras Nacionālā universitāte
Izlikšanas laiks: 12. jūlijs 2022