Nieuws

Controle van chirurgische wonden na een operatie is een belangrijke stap om infecties, wondscheiding en andere complicaties te voorkomen.

Wanneer de operatieplek zich diep in het lichaam bevindt, beperkt de controle zich doorgaans tot klinische observaties of kostbare radiologische onderzoeken. Vaak worden complicaties hierdoor niet opgemerkt voordat ze levensbedreigend worden.

Harde bio-elektronische sensoren kunnen in het lichaam worden geïmplanteerd voor continue bewaking, maar integreren mogelijk niet goed met gevoelig wondweefsel.

Om wondcomplicaties zo snel mogelijk te kunnen detecteren, heeft een onderzoeksteam onder leiding van universitair docent John Ho van de NUS Electrical and Computer Engineering en het NUS Institute for Health Innovation & Technology een slimme hechtdraad uitgevonden die geen batterijen nodig heeft en draadloos informatie kan detecteren en verzenden vanaf diepe operatieplekken.

Deze slimme hechtingen zijn voorzien van een kleine elektronische sensor die de wondintegriteit, maaglekkage en microbewegingen van het weefsel kan bewaken. Tegelijkertijd bieden ze een genezingsresultaat dat vergelijkbaar is met dat van medische hechtingen.

Deze doorbraak in het onderzoek werd voor het eerst gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschriftNatuur Biomedische Technologieop 15 oktober 2021.

Hoe werken de slimme hechtingen?

De uitvinding van het NUS-team bestaat uit drie hoofdonderdelen: een zijden hechtdraad van medische kwaliteit die is gecoat met een geleidend polymeer, zodat deze kan reageren opdraadloze signalen; een batterijloze elektronische sensor; en een draadloze lezer waarmee de hechtingen van buiten het lichaam kunnen worden bediend.

Een voordeel van deze slimme hechtingen is dat ze minimale aanpassingen aan de standaard chirurgische procedure vereisen. Tijdens het hechten van de wond wordt het isolerende deel van de hechting door de elektronische module geregen en vastgezet met medische siliconen op de elektrische contacten.

De gehele chirurgische steek fungeert dan als eenradiofrequentie-identificatie(RFID)-tag en kan worden gelezen door een externe lezer, die een signaal naar de slimme hechtdraad stuurt en het gereflecteerde signaal detecteert. Een verandering in de frequentie van het gereflecteerde signaal duidt op een mogelijke chirurgische complicatie in de wond.

De slimme hechtingen kunnen tot een diepte van 50 mm worden uitgelezen, afhankelijk van de lengte van de hechtingen. De diepte kan mogelijk nog verder worden uitgebreid door de geleidbaarheid van de hechting of de gevoeligheid van de draadloze lezer te vergroten.

Net als bestaande hechtingen, clips en nietjes kunnen de slimme hechtingen postoperatief worden verwijderd door een minimaal invasieve chirurgische of endoscopische ingreep, wanneer het risico op complicaties is geweken.

Vroegtijdige detectie van wondcomplicaties

Om verschillende soorten complicaties te detecteren, zoals maaglekkage en infectie, bedekte het onderzoeksteam de sensor met verschillende soorten polymeergel.

De slimme hechtingen kunnen ook detecteren of ze gebroken of losgeraakt zijn, bijvoorbeeld tijdens dehiscentie (loskomen van de wond). Als de hechting gebroken is, registreert de externe lezer een verminderd signaal vanwege een kortere lengte van de antenne die de slimme hechting vormt, waardoor de behandelend arts wordt gewaarschuwd en actie kan ondernemen.

Goede genezingsresultaten, veilig voor klinisch gebruik

In experimenten toonde het team aan dat wonden die gesloten waren met slimme hechtingen en niet-aangepaste, medische zijden hechtingen, beide op natuurlijke wijze genazen, zonder noemenswaardige verschillen. De eerste bood het extra voordeel van draadloze detectie.

Het team testte ook de met polymeer gecoate hechtingen en ontdekte dat de sterkte en biotoxiciteit ervan voor het lichaam niet te onderscheiden waren van normale hechtingen. Ook garandeerde het team dat de benodigde energieniveaus voor de werking van het systeem veilig waren voor het menselijk lichaam.

Assistent-professor Ho zei: "Momenteel worden postoperatieve complicaties vaak pas ontdekt wanneer de patiënt systemische symptomen ervaart zoals pijn, koorts of een hoge hartslag. Deze slimme hechtingen kunnen worden gebruikt als een vroegtijdig waarschuwingsinstrument, zodat artsen kunnen ingrijpen voordat de complicatie levensbedreigend wordt. Dit kan leiden tot een lager aantal heroperaties, sneller herstel en betere patiëntresultaten."

Verdere ontwikkeling

In de toekomst wil het team een ​​draagbare, draadloze reader ontwikkelen ter vervanging van de opstelling die momenteel wordt gebruikt om de slimme hechtingen draadloos uit te lezen. Dit maakt het mogelijk om complicaties ook buiten de klinische setting te monitoren. Hierdoor kunnen patiënten na een operatie mogelijk eerder uit het ziekenhuis worden ontslagen.

Het team werkt nu samen met chirurgen en fabrikanten van medische apparatuur om de hechtingen aan te passen voor het detecteren van wondbloeding en lekkage na gastro-intestinale chirurgie. Ze willen ook de operatiediepte van de hechtingen vergroten, waardoor dieper gelegen organen en weefsels gemonitord kunnen worden.

Aangeboden doorNationale Universiteit van Singapore