Il monitoraggio delle ferite chirurgiche dopo un'operazione è un passaggio importante per prevenire infezioni, separazioni della ferita e altre complicazioni.
Tuttavia, quando il sito chirurgico è situato in profondità nel corpo, il monitoraggio è normalmente limitato a osservazioni cliniche o a costose indagini radiologiche che spesso non riescono a rilevare le complicazioni prima che diventino pericolose per la vita.
I sensori bioelettronici rigidi possono essere impiantati nel corpo per un monitoraggio continuo, ma potrebbero non integrarsi bene con i tessuti sensibili delle ferite.
Per rilevare le complicazioni delle ferite non appena si verificano, un team di ricercatori guidato dal professore associato John Ho del NUS Electrical and Computer Engineering e del NUS Institute for Health Innovation & Technology ha inventato una sutura intelligente senza batteria, in grado di rilevare e trasmettere in modalità wireless informazioni provenienti da siti chirurgici profondi.
Queste suture intelligenti incorporano un piccolo sensore elettronico in grado di monitorare l'integrità della ferita, la perdita gastrica e i micromovimenti dei tessuti, garantendo al contempo risultati di guarigione equivalenti a quelli delle suture di grado medico.
Questa svolta nella ricerca è stata pubblicata per la prima volta sulla rivista scientificaIngegneria biomedica della naturail 15 ottobre 2021.
Come funzionano le suture intelligenti?
L'invenzione del team NUS ha tre componenti chiave: una sutura di seta di grado medico rivestita con un polimero conduttivo per consentirle di rispondere asegnali wireless; un sensore elettronico senza batteria; e un lettore wireless utilizzato per azionare la sutura dall'esterno del corpo.
Uno dei vantaggi di queste suture intelligenti è che il loro utilizzo comporta modifiche minime alla procedura chirurgica standard. Durante la sutura della ferita, la sezione isolante della sutura viene infilata nel modulo elettronico e fissata applicando silicone medicale ai contatti elettrici.
L'intero punto chirurgico funziona quindi come unidentificazione a radiofrequenza(RFID) e può essere letto da un lettore esterno, che invia un segnale alla sutura intelligente e rileva il segnale riflesso. Una variazione nella frequenza del segnale riflesso indica una possibile complicazione chirurgica nel sito della ferita.
Le suture intelligenti possono essere lette fino a una profondità di 50 mm, a seconda della lunghezza dei punti utilizzati; la profondità potrebbe essere ulteriormente aumentata aumentando la conduttività della sutura o la sensibilità del lettore wireless.
Similmente alle suture, alle clip e alle graffette esistenti, le suture intelligenti possono essere rimosse postoperatoriamente mediante una procedura chirurgica o endoscopica minimamente invasiva, una volta superato il rischio di complicazioni.
Rilevamento precoce delle complicazioni delle ferite
Per rilevare diversi tipi di complicazioni, come perdite gastriche e infezioni, il team di ricerca ha rivestito il sensore con diversi tipi di gel polimerico.
Le suture intelligenti sono anche in grado di rilevare eventuali rotture o sfilacciamenti, ad esempio durante la deiscenza (separazione della ferita). In caso di rottura della sutura, il lettore esterno rileva un segnale ridotto a causa della riduzione della lunghezza dell'antenna formata dalla sutura intelligente, avvisando il medico curante di intervenire.
Buoni risultati di guarigione, sicuro per l'uso clinico
Negli esperimenti, il team ha dimostrato che le ferite suturate con le suture intelligenti e con le suture in seta non modificate di grado medico guarivano naturalmente senza differenze significative, con le prime che fornivano l'ulteriore vantaggio del rilevamento wireless.
Il team ha anche testato le suture rivestite di polimero e ha scoperto che la loro resistenza e biotossicità per l'organismo erano indistinguibili da quelle delle suture normali, e ha anche garantito che i livelli di potenza necessari per far funzionare il sistema fossero sicuri per il corpo umano.
Il Prof. Associato Ho ha affermato: "Attualmente, le complicanze postoperatorie spesso non vengono rilevate finché il paziente non manifesta sintomi sistemici come dolore, febbre o tachicardia. Queste suture intelligenti possono essere utilizzate come strumento di allerta precoce per consentire ai medici di intervenire prima che la complicanza diventi pericolosa per la vita, il che può portare a tassi di reintervento inferiori, un recupero più rapido e migliori risultati per i pazienti".
Ulteriore sviluppo
In futuro, il team mira a sviluppare un lettore wireless portatile per sostituire la configurazione attualmente utilizzata per la lettura wireless delle suture intelligenti, consentendo il monitoraggio delle complicanze anche al di fuori degli ambienti clinici. Ciò potrebbe consentire ai pazienti di essere dimessi prima dall'ospedale dopo l'intervento chirurgico.
Il team sta ora collaborando con chirurghi e produttori di dispositivi medici per adattare le suture al rilevamento di sanguinamenti e perdite dopo interventi chirurgici gastrointestinali. Stanno anche cercando di aumentare la profondità operativa delle suture, il che consentirà il monitoraggio di organi e tessuti più profondi.
Fornito daUniversità nazionale di Singapore
Data di pubblicazione: 12-07-2022