Chirurginių žaizdų stebėjimas po operacijos yra svarbus žingsnis siekiant išvengti infekcijos, žaizdų atsiskyrimo ir kitų komplikacijų.
Tačiau kai chirurginė vieta yra giliai kūne, stebėjimas paprastai apsiriboja klinikiniais stebėjimais arba brangiais radiologiniais tyrimais, kurie dažnai nepadeda aptikti komplikacijų, kol jos netampa pavojingos gyvybei.
Kietieji bioelektroniniai jutikliai gali būti implantuojami į kūną nuolatiniam stebėjimui, tačiau jie gali blogai integruotis su jautriu žaizdos audiniu.
Siekdama kuo greičiau aptikti žaizdų komplikacijas, tyrėjų komanda, vadovaujama docento Johno Ho iš NUS Elektros ir kompiuterių inžinerijos bei NUS Sveikatos inovacijų ir technologijų instituto, išrado išmanųjį siūlą, kuris nereikalauja baterijų ir gali belaidžiu būdu aptikti ir perduoti informaciją iš gilių chirurginių vietų.
Šie išmanieji siūlai turi nedidelį elektroninį jutiklį, kuris gali stebėti žaizdos vientisumą, skrandžio pratekėjimą ir audinių mikrojudesius, tuo pačiu užtikrindamas gijimo rezultatus, kurie prilygsta medicininės klasės siūlams.
Šis tyrimų proveržis pirmą kartą buvo paskelbtas moksliniame žurnaleGamtos biomedicinos inžinerija2021 m. spalio 15 d.
Kaip veikia išmanieji siūlai?
NUS komandos išradimą sudaro trys pagrindiniai komponentai: medicininės klasės šilko siūlas, padengtas laidžiu polimeru, kad jis reaguotų įbelaidžiai signalai; elektroninis jutiklis be baterijų; ir belaidis skaitytuvas, naudojamas siūlui valdyti iš išorės.
Vienas iš šių išmaniųjų siūlų privalumų yra tas, kad jų naudojimas minimaliai pakeičia standartinę chirurginę procedūrą. Siuvant žaizdą, izoliacinė siūlės dalis perveriama per elektroninį modulį ir pritvirtinama medicininiu silikonu ant elektros kontaktų.
Visas chirurginis siūlas tada veikia kaipradijo dažnių identifikavimas(RFID) žyma, kurią gali nuskaityti išorinis skaitytuvas, kuris siunčia signalą į išmanųjį siūlą ir aptinka atspindėtą signalą. Atspindėto signalo dažnio pokytis rodo galimą chirurginę komplikaciją žaizdos vietoje.
Išmaniuosius siūlus galima nuskaityti iki 50 mm gylio, priklausomai nuo dygsnių ilgio, o gylį galima dar labiau padidinti padidinus siūlės laidumą arba belaidžio skaitytuvo jautrumą.
Panašiai kaip ir esami siūlai, spaustukai ir kabės, išmanieji siūlai gali būti pašalinti po operacijos minimaliai invazine chirurgine arba endoskopine procedūra, kai komplikacijų rizika praeina.
Ankstyva žaizdų komplikacijų diagnostika
Siekdama aptikti įvairių tipų komplikacijas, tokias kaip skrandžio nutekėjimas ir infekcija, tyrėjų komanda padengė jutiklį skirtingų tipų polimeriniu geliu.
Išmanieji siūlai taip pat gali aptikti, ar jie plyšo ar išsivyniojo, pavyzdžiui, žaizdos atskyrimo metu. Jei siūlas plyšta, išorinis skaitytuvas užfiksuoja susilpnėjusį signalą dėl išmaniojo siūlo suformuotos antenos ilgio sumažinimo, įspėdamas gydantį gydytoją, kad reikia imtis veiksmų.
Geri gijimo rezultatai, saugu klinikiniam naudojimui
Eksperimentų metu komanda parodė, kad žaizdos, uždarytos išmaniaisiais siūlais ir nemodifikuotais, medicininės klasės šilko siūlais, užgijo natūraliai be reikšmingų skirtumų, o pirmasis suteikė papildomą belaidžio jutimo privalumą.
Komanda taip pat išbandė polimeru dengtus siūlus ir nustatė, kad jų stiprumas ir biotoksiškumas organizmui nesiskiria nuo įprastų siūlų, taip pat užtikrino, kad sistemai valdyti reikalingi galios lygiai būtų saugūs žmogaus organizmui.
Docentas Ho sakė: „Šiuo metu pooperacinės komplikacijos dažnai neaptinkamos tol, kol pacientui nepatiria sisteminių simptomų, tokių kaip skausmas, karščiavimas ar padažnėjęs širdies ritmas. Šie išmanieji siūlai gali būti naudojami kaip ankstyvo įspėjimo priemonė, leidžianti gydytojams įsikišti, kol komplikacija netampa pavojinga gyvybei, o tai gali sumažinti pakartotinių operacijų skaičių, pagreitinti atsigavimą ir pagerinti pacientų rezultatus.“
Tolesnė plėtra
Ateityje komanda siekia sukurti nešiojamą belaidį skaitytuvą, kuris pakeistų šiuo metu naudojamą belaidžiu būdu nuskaitomą išmaniųjų siūlų informaciją ir leistų stebėti komplikacijas net ir už klinikinės aplinkos ribų. Tai galėtų padėti pacientams anksčiau išleisti juos iš ligoninės po operacijos.
Šiuo metu komanda bendradarbiauja su chirurgais ir medicinos prietaisų gamintojais, kad pritaikytų siūlus žaizdų kraujavimui ir nesandarumui po virškinimo trakto operacijų aptikti. Jie taip pat siekia padidinti siūlų veikimo gylį, o tai leis stebėti gilesnius organus ir audinius.
PateikėSingapūro nacionalinis universitetas
Įrašo laikas: 2022 m. liepos 12 d.