Praćenje kirurških rana nakon operacije važan je korak u sprječavanju infekcije, odvajanja rane i drugih komplikacija.
Međutim, kada se mjesto kirurškog zahvata nalazi duboko u tijelu, praćenje je obično ograničeno na klinička promatranja ili skupe radiološke pretrage koje često ne uspijevaju otkriti komplikacije prije nego što postanu opasne po život.
Tvrdi bioelektronički senzori mogu se implantirati u tijelo za kontinuirano praćenje, ali se možda neće dobro integrirati s osjetljivim tkivom rane.
Kako bi otkrili komplikacije rana čim se dogode, tim istraživača predvođen docentom Johnom Hoom s NUS Electrical and Computer Engineeringa, kao i NUS Institute for Health Innovation & Technology, izumio je pametni šav koji ne koristi baterije i može bežično osjećati i prenositi informacije s dubokih kirurških mjesta.
Ovi pametni šavovi uključuju mali elektronički senzor koji može pratiti integritet rane, propuštanje želuca i mikropokrete tkiva, a istovremeno pruža rezultate zacjeljivanja ekvivalentne medicinskim šavovima.
Ovaj istraživački proboj prvi put je objavljen u znanstvenom časopisuPrirodno biomedicinsko inženjerstvo15. listopada 2021.
Kako funkcioniraju pametni šavovi?
Izum NUS-ovog tima ima tri ključne komponente: medicinski svileni konac koji je obložen vodljivim polimerom kako bi mogao reagirati nabežični signali; elektronički senzor bez baterija; i bežični čitač koji se koristi za upravljanje šavom izvan tijela.
Jedna od prednosti ovih pametnih šavova je ta što njihova upotreba uključuje minimalnu modifikaciju standardnog kirurškog postupka. Tijekom šivanja rane, izolacijski dio šava provlači se kroz elektronički modul i učvršćuje nanošenjem medicinskog silikona na električne kontakte.
Cijeli kirurški šav tada funkcionira kaoradiofrekvencijska identifikacija(RFID) oznaku i može se očitati vanjskim čitačem koji šalje signal pametnom šavu i detektira reflektirani signal. Promjena frekvencije reflektiranog signala ukazuje na moguću kiruršku komplikaciju na mjestu rane.
Pametni šavovi mogu se očitavati do dubine od 50 mm, ovisno o duljini šavova, a dubina bi se potencijalno mogla dodatno produžiti povećanjem vodljivosti šava ili osjetljivosti bežičnog čitača.
Slično postojećim šavovima, kopčama i spajalicama, pametni šavovi mogu se postoperativno ukloniti minimalno invazivnim kirurškim ili endoskopskim postupkom kada prođe rizik od komplikacija.
Rano otkrivanje komplikacija rana
Kako bi otkrili različite vrste komplikacija - poput želučanog curenja i infekcije - istraživački tim je senzor premazao različitim vrstama polimernog gela.
Pametni šavovi također mogu otkriti jesu li pukli ili se raspleli, na primjer, tijekom dehiscencije (odvajanja rane). Ako je šav puknut, vanjski čitač registrira smanjeni signal zbog smanjenja duljine antene koju tvori pametni šav, upozoravajući liječnika da poduzme mjere.
Dobri rezultati ozdravljenja, sigurno za kliničku upotrebu
U eksperimentima, tim je pokazao da rane zatvorene pametnim šavovima i nemodificiranim, medicinskim svilenim šavovima zacjeljuju prirodno bez značajnih razlika, pri čemu prvi pružaju dodatnu prednost bežičnog očitavanja.
Tim je također testirao polimerom obložene šavove i otkrio da su njihova čvrstoća i biotoksičnost za tijelo nerazlučive od normalnih šavova, a također je osigurao da su razine snage potrebne za rad sustava sigurne za ljudsko tijelo.
Docent Ho rekao je: „Trenutno se postoperativne komplikacije često ne otkrivaju sve dok pacijent ne osjeti sustavne simptome poput boli, vrućice ili visokog broja otkucaja srca. Ovi pametni šavovi mogu se koristiti kao alat za rano upozorenje kako bi liječnici mogli intervenirati prije nego što komplikacija postane opasna po život, što može dovesti do nižih stopa ponovnih operacija, bržeg oporavka i boljih ishoda pacijenata.“
Daljnji razvoj
U budućnosti, tim želi razviti prijenosni bežični čitač koji će zamijeniti sustav koji se trenutno koristi za bežično očitavanje pametnih šavova, omogućujući nadzor komplikacija čak i izvan kliničkih okruženja. To bi moglo omogućiti raniji otpust pacijenata iz bolnice nakon operacije.
Tim sada surađuje s kirurzima i proizvođačima medicinskih uređaja kako bi prilagodili šavove za otkrivanje krvarenja i curenja iz rana nakon gastrointestinalnih operacija. Također žele povećati operativnu dubinu šavova, što će omogućiti praćenje dubljih organa i tkiva.
Pružatelj uslugeNacionalno sveučilište u Singapuru
Vrijeme objave: 12. srpnja 2022.