Správy

Monitorovanie operačných rán po operácii je dôležitým krokom k prevencii infekcie, separácie rany a iných komplikácií.

Ak je však miesto chirurgického zákroku hlboko v tele, monitorovanie sa zvyčajne obmedzuje na klinické pozorovania alebo nákladné rádiologické vyšetrenia, ktoré často nedokážu odhaliť komplikácie skôr, ako sa stanú život ohrozujúcimi.

Tvrdé bioelektronické senzory môžu byť implantované do tela na nepretržité monitorovanie, ale nemusia sa dobre integrovať s citlivým tkanivom rany.

Na odhalenie komplikácií rany hneď, ako sa vyskytnú, tím výskumníkov pod vedením asistenta profesora Johna Ho z NUS Electrical and Computer Engineering, ako aj z NUS Institute for Health Innovation & Technology vynašiel inteligentný steh, ktorý je bez batérií a dokáže bezdrôtovo snímať a prenášať informácie z hlbokých chirurgických miest.

Tieto inteligentné stehy obsahujú malý elektronický senzor, ktorý dokáže monitorovať integritu rany, presakovanie žalúdka a mikropohyby tkaniva a zároveň poskytuje výsledky hojenia, ktoré sú ekvivalentné stehom lekárskej kvality.

Tento objav bol prvýkrát publikovaný vo vedeckom časopisePrírodné biomedicínske inžinierstvodňa 15. októbra 2021.

Ako fungujú inteligentné stehy?

Vynález tímu NUS má tri kľúčové komponenty: hodvábny steh lekárskej kvality, ktorý je potiahnutý vodivým polymérom, ktorý mu umožňuje reagovať nabezdrôtové signály; elektronický snímač bez batérie; a bezdrôtová čítačka používaná na ovládanie stehu zvonku tela.

Jednou z výhod týchto inteligentných stehov je, že ich použitie zahŕňa minimálnu úpravu štandardného chirurgického postupu. Počas zošívania rany sa izolačná časť stehu prevlečie cez elektronický modul a zaistí sa nanesením lekárskeho silikónu na elektrické kontakty.

Celý chirurgický steh potom funguje ako arádiofrekvenčná identifikácia(RFID) tag a dá sa prečítať externou čítačkou, ktorá odošle signál do inteligentného stehu a deteguje odrazený signál. Zmena frekvencie odrazeného signálu indikuje možnú chirurgickú komplikáciu v mieste rany.

Inteligentné stehy možno čítať až do hĺbky 50 mm, v závislosti od dĺžky použitých stehov a hĺbku je možné potenciálne ďalej rozšíriť zvýšením vodivosti stehu alebo citlivosti bezdrôtovej čítačky.

Podobne ako v prípade existujúcich stehov, svoriek a svoriek môžu byť inteligentné stehy pooperačne odstránené minimálne invazívnym chirurgickým alebo endoskopickým postupom, keď riziko komplikácií pominie.

Včasná detekcia komplikácií rany

Na detekciu rôznych typov komplikácií - ako je únik žalúdka a infekcia - výskumný tím potiahol senzor rôznymi typmi polymérneho gélu.

Inteligentné stehy sú tiež schopné zistiť, či sa zlomili alebo rozplietli, napríklad počas dehiscencie (oddeľovania rany). Ak je steh prerušený, externá čítačka zachytí znížený signál v dôsledku skrátenia dĺžky antény tvorenej inteligentným stehom, čím upozorní ošetrujúceho lekára, aby podnikol kroky.

Dobré liečebné výsledky, bezpečné pre klinické použitie

V experimentoch tím ukázal, že rany uzavreté inteligentnými stehmi a neupravenými hodvábnymi stehmi lekárskej kvality sa prirodzene hojili bez významných rozdielov, pričom prvé z nich poskytujú ďalšiu výhodu bezdrôtového snímania.

Tím tiež testoval stehy potiahnuté polymérom a zistil, že ich sila a biotoxicita pre telo je nerozoznateľná od bežných stehov, a tiež zabezpečil, že úrovne výkonu potrebné na prevádzku systému sú pre ľudské telo bezpečné.

Asst Prof Ho povedal: „V súčasnosti sa pooperačné komplikácie často nezistia, kým pacient nepociťuje systémové symptómy, ako je bolesť, horúčka alebo vysoká srdcová frekvencia. Tieto inteligentné stehy možno použiť ako nástroj včasného varovania, ktorý umožní lekárom zasiahnuť skôr, ako sa komplikácia stane život ohrozujúcou, čo môže viesť k nižšej miere opakovaných operácií, rýchlejšiemu zotaveniu a lepším výsledkom u pacientov.“

Ďalší vývoj

V budúcnosti sa tím snaží vyvinúť prenosnú bezdrôtovú čítačku, ktorá by nahradila nastavenie, ktoré sa v súčasnosti používa na bezdrôtové čítanie inteligentných stehov, čo umožní sledovanie komplikácií aj mimo klinického prostredia. To by mohlo umožniť skoršie prepustenie pacientov z nemocnice po operácii.

Tím teraz spolupracuje s chirurgmi a výrobcami zdravotníckych pomôcok na prispôsobení stehov na detekciu krvácania z rany a presakovania po gastrointestinálnej operácii. Tiež sa snažia zväčšiť operačnú hĺbku stehov, čo umožní monitorovanie hlbších orgánov a tkanív.

PoskytolNárodná univerzita v Singapure