Uutiset

Kirurgisten haavojen seuranta leikkauksen jälkeen on tärkeä vaihe infektioiden, haavan irtoamisen ja muiden komplikaatioiden ehkäisemiseksi.

Kuitenkin, kun leikkauskohta on syvällä kehossa, seuranta rajoittuu yleensä kliinisiin havaintoihin tai kalliisiin radiologisiin tutkimuksiin, jotka usein eivät havaitse komplikaatioita ennen kuin niistä tulee hengenvaarallisia.

Kovia bioelektronisia antureita voidaan istuttaa kehoon jatkuvaa seurantaa varten, mutta ne eivät välttämättä integroidu hyvin herkkään haavakudokseen.

Haavan komplikaatioiden havaitsemiseksi heti niiden ilmetessä NUS:n sähkö- ja tietokonetekniikan apulaisprofessori John Hon sekä NUS:n terveysinnovaatio- ja teknologiainstituutin johtama tutkijaryhmä on keksinyt älykkään ompeleen, joka on paristoton ja pystyy langattomasti aistimaan ja lähettämään tietoa syvällä leikkausalueilla.

Näissä älykkäissä ompeleissa on pieni elektroninen anturi, joka voi seurata haavan eheyttä, mahavuotoa ja kudosten mikroliikkeitä samalla, kun se tarjoaa lääketieteellisen luokan ompeleita vastaavia paranemistuloksia.

Tämä tutkimusläpimurto julkaistiin ensimmäisen kerran tieteellisessä aikakauslehdessäLuonnon biolääketieteellinen tekniikka15. lokakuuta 2021.

Miten älykkäät ompeleet toimivat?

NUS-tiimin keksinnössä on kolme keskeistä komponenttia: lääketieteellisen luokan silkkiommel, joka on päällystetty johtavalla polymeerillä, jotta se reagoilangattomat signaalit; paristoton elektroninen anturi; ja langaton lukija, jota käytetään ompeleen käyttämiseen kehon ulkopuolelta.

Näiden älykkäiden ompeleiden etuna on, että niiden käyttö vaatii vain vähän muutoksia tavanomaiseen kirurgiseen toimenpiteeseen. Haavan ompelun aikana ompeleen eristävä osa pujotetaan elektronisen moduulin läpi ja kiinnitetään levittämällä lääketieteellistä silikonia sähkökontakteihin.

Koko kirurginen ommel toimii sittenradiotaajuustunnistus(RFID)-tunniste, joka voidaan lukea ulkoisella lukijalla, joka lähettää signaalin älykkäälle ompeleelle ja havaitsee heijastuneen signaalin. Heijastuneen signaalin taajuuden muutos viittaa mahdolliseen kirurgiseen komplikaatioon haavakohdassa.

Älykkäät ompeleet voidaan lukea jopa 50 mm syvyyteen pistojen pituudesta riippuen, ja syvyyttä voidaan mahdollisesti edelleen laajentaa lisäämällä ompeleen johtavuutta tai langattoman lukijan herkkyyttä.

Samoin kuin olemassa olevat ompeleet, klipsit ja niitit, älykkäät ompeleet voidaan poistaa leikkauksen jälkeen minimaalisesti invasiivisella kirurgisella tai endoskooppisella toimenpiteellä, kun komplikaatioiden riski on ohi.

Haavakomplikaatioiden varhainen havaitseminen

Erilaisten komplikaatioiden, kuten mahavuodon ja infektion, havaitsemiseksi tutkimusryhmä päällysti anturin erityyppisillä polymeerigeeleillä.

Älykkäät ompeleet pystyvät myös havaitsemaan, ovatko ne katkenneet tai purkautuneet esimerkiksi haavan irtoamisen aikana. Jos ommel on katkennut, ulkoinen lukija havaitsee heikentyneen signaalin, joka johtuu älyompeleen muodostaman antennin lyhenemisestä, ja hälyttää hoitavaa lääkäriä ryhtymään toimiin.

Hyvät paranemistulokset, turvallinen kliiniseen käyttöön

Kokeissa tiimi osoitti, että sekä älykkäillä ompeleilla että muokkaamattomilla, lääketieteellisen luokan silkkiompeleilla suljetut haavat paranivat luonnollisesti ilman merkittäviä eroja, ja ensin mainittu tarjosi langattoman tunnistuksen lisäetuna.

Tiimi testasi myös polymeeripäällysteisiä ompeleita ja havaitsi, että niiden lujuus ja biotoksisuus keholle olivat samanlaisia ​​kuin tavallisilla ompeleilla, ja varmisti myös, että järjestelmän käyttämiseen tarvittavat tehotasot olivat turvallisia ihmiskeholle.

Assistenttiprofessori Ho sanoi: ”Tällä hetkellä leikkauksen jälkeisiä komplikaatioita ei usein havaita, ennen kuin potilaalla ilmenee systeemisiä oireita, kuten kipua, kuumetta tai korkeaa sykettä. Näitä älykkäitä ompeleita voidaan käyttää varhaisena varoitusvälineenä, jonka avulla lääkärit voivat puuttua asiaan ennen kuin komplikaatiosta tulee hengenvaarallinen, mikä voi johtaa uusintaleikkausten vähenemiseen, nopeampaan toipumiseen ja parempiin potilastuloksiin.”

Jatkokehitys

Tulevaisuudessa tiimi pyrkii kehittämään kannettavan langattoman lukijan korvaamaan nykyisen älykkäiden ompeleiden langattomaan lukemiseen käytettävän järjestelmän, mikä mahdollistaisi komplikaatioiden seurannan myös kliinisten olosuhteiden ulkopuolella. Tämä voisi mahdollistaa potilaiden aikaisemman kotiuttamisen sairaalasta leikkauksen jälkeen.

Tiimi työskentelee nyt kirurgien ja lääkinnällisten laitteiden valmistajien kanssa mukauttaakseen ompeleita haavan verenvuodon ja vuodon havaitsemiseksi ruoansulatuskanavan leikkauksen jälkeen. He pyrkivät myös lisäämään ompeleiden leikkaussyvyyttä, mikä mahdollistaa syvempien elinten ja kudosten seurannan.

TarjoajaSingaporen kansallinen yliopisto