Novice

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

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

Trdi bioelektronski senzorji se lahko vsadijo v telo za neprekinjeno spremljanje, vendar se morda ne bodo dobro integrirali z občutljivim tkivom rane.

Da bi zaplete ran odkrili takoj, ko se pojavijo, je ekipa raziskovalcev pod vodstvom docenta Johna Hoa z Univerze v New Yorku in Inštituta za inovacije in tehnologijo na področju zdravja izumila pametni šivalni stroj, ki ne potrebuje baterij in lahko brezžično zaznava in prenaša informacije iz globokih kirurških mest.

Ti pametni šivalni materiali vključujejo majhen elektronski senzor, ki lahko spremlja celovitost rane, puščanje v želodcu in mikrogibe tkiva, hkrati pa zagotavlja rezultate celjenja, ki so enakovredni medicinskim šivalnim materialom.

Ta raziskovalni preboj je bil prvič objavljen v znanstveni revijiNaravni biomedicinski inženiring15. oktobra 2021.

Kako delujejo pametni šivalni materiali?

Izum ekipe NUS ima tri ključne komponente: medicinsko svileno šivalno nit, ki je prevlečena s prevodnim polimerom, da se lahko odziva nabrezžični signali; elektronski senzor brez baterij; in brezžični bralnik, ki se uporablja za upravljanje šiva od zunaj telesa.

Ena od prednosti teh pametnih šivalnih materialov je, da njihova uporaba zahteva minimalno spreminjanje standardnega kirurškega postopka. Med šivanjem rane se izolacijski del šivalnega materiala napelje skozi elektronski modul in pritrdi z nanosom medicinskega silikona na električne kontakte.

Celoten kirurški šiv nato deluje kotradiofrekvenčna identifikacija(RFID) oznako, ki jo lahko prebere zunanji bralnik, ki pošlje signal pametnemu šivalnemu aparatu in zazna odbiti signal. Sprememba frekvence odbitega signala kaže na morebiten kirurški zaplet na mestu rane.

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

Podobno kot obstoječi šivalni materiali, sponke in sponke se lahko tudi pametni šivalni materiali po operaciji odstranijo z minimalno invazivnim kirurškim ali endoskopskim posegom, ko mine tveganje za zaplete.

Zgodnje odkrivanje zapletov ran

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

Pametni šivalni materiali lahko zaznajo tudi, ali so se pretrgali ali razpletli, na primer med dehiscenco (ločitvijo rane). Če se šiv pretrga, zunanji čitalnik zazna zmanjšan signal zaradi skrajšanja dolžine antene, ki jo tvori pametni šivalni material, in opozori lečečega zdravnika, da ukrepa.

Dobri rezultati zdravljenja, varno za klinično uporabo

V poskusih je ekipa pokazala, da so se rane, zaprte s pametnimi šivi in ​​nemodificiranimi medicinskimi svilenimi šivi, zacelile naravno brez bistvenih razlik, pri čemer so prve zagotovile dodatno prednost brezžičnega zaznavanja.

Ekipa je preizkusila tudi šivalne materiale s polimernim premazom in ugotovila, da sta njihova trdnost in biotoksičnost za telo enaki kot pri običajnih šivalnih materialih, poleg tega pa je zagotovila, da so ravni moči, potrebne za delovanje sistema, varne za človeško telo.

Asistent prof. Ho je dejal: »Trenutno pooperativnih zapletov pogosto ne odkrijemo, dokler bolnik ne občuti sistemskih simptomov, kot so bolečina, vročina ali visok srčni utrip. Te pametne šivalne niti se lahko uporabijo kot orodje za zgodnje opozarjanje, ki zdravnikom omogoča, da posredujejo, preden zaplet postane smrtno nevaren, kar lahko privede do nižjih stopenj ponovnih operacij, hitrejšega okrevanja in boljših izidov bolnikov.«

Nadaljnji razvoj

V prihodnosti si ekipa prizadeva razviti prenosni brezžični bralnik, ki bi nadomestil trenutno nastavitev za brezžično odčitavanje pametnih šivov, kar bi omogočilo spremljanje zapletov tudi zunaj kliničnih okolij. To bi lahko omogočilo hitrejši odpust pacientov iz bolnišnice po operaciji.

Ekipa zdaj sodeluje s kirurgi in proizvajalci medicinskih pripomočkov pri prilagajanju šivov za odkrivanje krvavitev in puščanja ran po operacijah prebavil. Prav tako si prizadevajo povečati operativno globino šivov, kar bo omogočilo spremljanje globljih organov in tkiv.

Zagotovljeno s straniNacionalna univerza v Singapurju