Novice

Spremljanje kirurških ran po operaciji je pomemben korak za preprečevanje okužbe, ločevanja rane in drugih zapletov.

Kadar pa je mesto operacije globoko v telesu, je spremljanje običajno omejeno na klinična opazovanja ali drage radiološke preiskave, ki pogosto ne odkrijejo zapletov, preden postanejo smrtno nevarni.

Trde bioelektronske senzorje je mogoče vsaditi v telo za stalno spremljanje, vendar se morda ne bodo dobro vključili v občutljivo tkivo rane.

Za odkrivanje zapletov rane takoj, ko se zgodijo, je skupina raziskovalcev pod vodstvom docenta Johna Hoja z NUS za elektrotehniko in računalništvo ter z NUS Inštituta za zdravstvene inovacije in tehnologijo izumila pametni šiv, ki deluje brez baterij in lahko brezžično zaznava in prenaša informacije z globokih kirurških mest.

Ti pametni šivi vključujejo majhen elektronski senzor, ki lahko spremlja celovitost rane, iztekanje iz želodca in mikrogibe tkiva, hkrati pa zagotavlja rezultate celjenja, ki so enakovredni medicinskim šivom.

Ta raziskovalni preboj je bil prvič objavljen v znanstveni revijiBiomedicinski inženiring narave15. oktobra 2021.

Kako delujejo pametni šivi?

Izum ekipe NUS ima tri ključne komponente: medicinski svileni šiv, ki je prevlečen s prevodnim polimerom, da se lahko odzove nabrezžični signali; elektronski senzor brez baterije; in brezžični čitalnik, ki se uporablja za upravljanje šiva zunaj telesa.

Ena od prednosti teh pametnih šivov je, da njihova uporaba vključuje minimalne spremembe standardnega kirurškega postopka. Med šivanjem rane se izolacijski del šiva napelje skozi elektronski modul in pritrdi z nanosom medicinskega silikona na električne kontakte.

Celoten kirurški šiv nato deluje kot aradiofrekvenčna identifikacija(RFID) oznako in jo lahko prebere zunanji čitalnik, ki pošlje signal pametnemu šivu in zazna odbiti signal. Sprememba frekvence odbitega signala kaže na možen kirurški zaplet na mestu rane.

Pametne šive je mogoče brati do globine 50 mm, odvisno od dolžine vključenih šivov, globino pa bi lahko še povečali s povečanjem prevodnosti šiva ali občutljivosti brezžičnega čitalnika.

Podobno kot pri obstoječih šivih, sponkah in sponkah je pametne šive mogoče pooperativno odstraniti z minimalno invazivnim kirurškim ali endoskopskim postopkom, ko mine tveganje zapletov.

Zgodnje odkrivanje zapletov rane

Za odkrivanje različnih vrst zapletov, kot je iztekanje želodca in okužba, je raziskovalna skupina senzor prekrila z različnimi vrstami polimernega gela.

Pametni šivi lahko tudi zaznajo, ali so se zlomili ali razpletli, na primer med dehiscenco (ločevanje rane). Če je šiv pretrgan, zunanji čitalnik zajame zmanjšan signal zaradi zmanjšanja dolžine antene, ki jo tvori pametni šiv, in opozori lečečega zdravnika, naj ukrepa.

Dobri rezultati zdravljenja, varno za klinično uporabo

V poskusih je skupina pokazala, da se rane, zaprte s pametnimi šivi in ​​nespremenjenimi svilenimi šivi medicinske kakovosti, celijo naravno brez bistvenih razlik, pri čemer prvi nudijo dodatno prednost brezžičnega zaznavanja.

Ekipa je tudi preizkusila polimerno prevlečene šive in ugotovila, da se njihova trdnost in biotoksičnost za telo ne razlikujeta od običajnih šivov, prav tako pa je zagotovila, da so ravni moči, potrebne za delovanje sistema, varne za človeško telo.

Docent Ho je dejal: »Trenutno se pooperativni zapleti pogosto ne odkrijejo, dokler bolnik ne doživi sistemskih simptomov, kot so bolečina, vročina ali visok srčni utrip. Te pametne šive je mogoče uporabiti kot orodje za zgodnje opozarjanje, ki zdravnikom omogoča posredovanje, preden zaplet postane smrtno nevaren, kar lahko privede do nižjih stopenj ponovnih operacij, hitrejšega okrevanja in boljših rezultatov bolnikov.«

Nadaljnji razvoj

V prihodnosti si ekipa prizadeva razviti prenosni brezžični čitalnik, ki bo nadomestil nastavitev, ki se trenutno uporablja za brezžično branje pametnih šivov, kar bo omogočilo nadzorovanje zapletov tudi zunaj kliničnih okolij. To bi lahko bolnikom po operaciji omogočilo zgodnejši odpust iz bolnišnice.

Ekipa zdaj sodeluje s kirurgi in proizvajalci medicinskih pripomočkov, da bi prilagodila šive za odkrivanje krvavitve iz rane in puščanja po operaciji prebavil. Prizadevajo si tudi za povečanje operativne globine šivov, kar bo omogočilo spremljanje globljih organov in tkiv.

ZagotovilNacionalna univerza v Singapurju