Новини

Мониторингът на хирургичните рани след операция е важна стъпка за предотвратяване на инфекция, отделяне на раната и други усложнения.

Въпреки това, когато мястото на операцията е дълбоко в тялото, мониторингът обикновено се ограничава до клинични наблюдения или скъпи радиологични изследвания, които често не успяват да открият усложнения, преди те да станат животозастрашаващи.

Твърди биоелектронни сензори могат да бъдат имплантирани в тялото за непрекъснато наблюдение, но може да не се интегрират добре с чувствителна тъкан на раната.

За да открият усложнения от рани веднага щом се случат, екип от изследователи, ръководен от доцент Джон Хо от катедрата по електротехника и компютърно инженерство на Националния университет в САЩ, както и от Института за здравни иновации и технологии към Националния университет в САЩ, е изобретил интелигентен конец, който не изисква батерии и може безжично да усеща и предава информация от дълбоки хирургични места.

Тези интелигентни конци включват малък електронен сензор, който може да следи целостта на раната, стомашния теч и микродвиженията на тъканите, като същевременно осигурява лечебни резултати, еквивалентни на медицински конци.

Този изследователски пробив е публикуван за първи път в научно списаниеПриродно биомедицинско инженерствона 15 октомври 2021 г.

Как работят интелигентните конци?

Изобретението на екипа на NUS има три ключови компонента: медицински копринен конец, покрит с проводим полимер, който му позволява да реагира набезжични сигнали; електронен сензор без батерии; и безжичен четец, използван за управление на шева от външната страна на тялото.

Едно от предимствата на тези интелигентни конци е, че използването им включва минимална модификация на стандартната хирургична процедура. По време на зашиването на раната, изолиращата част на конеца се прокарва през електронния модул и се закрепва чрез нанасяне на медицински силикон върху електрическите контакти.

След това целият хирургически шев функционира каторадиочестотна идентификация(RFID) етикет и може да бъде прочетен от външен четец, който изпраща сигнал към интелигентния шев и открива отразения сигнал. Промяна в честотата на отразения сигнал показва възможно хирургично усложнение на мястото на раната.

Интелигентните конци могат да се четат на дълбочина до 50 мм, в зависимост от дължината на шевовете, а дълбочината може потенциално да бъде допълнително удължена чрез увеличаване на проводимостта на конеца или чувствителността на безжичния четец.

Подобно на съществуващите конци, скоби и скоби, интелигентните конци могат да бъдат отстранени след операцията чрез минимално инвазивна хирургична или ендоскопска процедура, когато рискът от усложнения е преминал.

Ранно откриване на усложнения от рани

За да открие различни видове усложнения – като стомашно изтичане и инфекция – изследователският екип покрил сензора с различни видове полимерен гел.

Интелигентните конци са способни да открият и дали са се скъсали или разплели, например по време на дехисценция (отделяне на раната). Ако конецът е скъсан, външният четец улавя намален сигнал поради намаляване на дължината на антената, образувана от интелигентния конец, предупреждавайки лекуващия лекар да предприеме действия.

Добри резултати от лечението, безопасен за клинична употреба

В експерименти екипът показа, че раните, затворени с интелигентните конци, и немодифицираните копринени конци с медицинско качество, заздравяват естествено без съществени разлики, като първите осигуряват допълнителното предимство на безжичното сензорно наблюдение.

Екипът също така тества полимерно покрити конци и установи, че здравината и биотоксичността им за тялото са неразличими от нормалните конци, а също така гарантира, че нивата на мощност, необходими за работата на системата, са безопасни за човешкото тяло.

Доцент Хо каза: „В момента следоперативните усложнения често не се откриват, докато пациентът не изпита системни симптоми като болка, треска или висок сърдечен ритъм. Тези интелигентни конци могат да се използват като инструмент за ранно предупреждение, за да могат лекарите да се намесят, преди усложнението да стане животозастрашаващо, което може да доведе до по-ниски нива на повторни операции, по-бързо възстановяване и подобрени резултати за пациентите.“

По-нататъшно развитие

В бъдеще екипът се стреми да разработи преносим безжичен четец, който да замени системата, използвана в момента за безжично отчитане на интелигентните конци, което ще позволи наблюдение на усложнения дори извън клиничните условия. Това би могло да позволи на пациентите да бъдат изписани по-рано от болницата след операцията.

Екипът работи с хирурзи и производители на медицински изделия, за да адаптира конците за откриване на кървене и течове от рани след стомашно-чревна операция. Те също така се стремят да увеличат оперативната дълбочина на конците, което ще позволи наблюдение на по-дълбоко разположени органи и тъкани.

Предоставено отНационален университет на Сингапур