Aktualności

Monitorowanie ran pooperacyjnych po zabiegu jest ważnym krokiem zapobiegającym zakażeniom, rozejściu się rany i innym powikłaniom.

Jeśli jednak miejsce zabiegu znajduje się głęboko w organizmie, monitorowanie zwykle ogranicza się do obserwacji klinicznych lub kosztownych badań radiologicznych, które często nie pozwalają wykryć powikłań zanim staną się one zagrażające życiu.

Twarde czujniki bioelektroniczne można wszczepiać do ciała w celu ciągłego monitorowania, ale nie zawsze da się je zintegrować z wrażliwą tkanką rany.

Aby wykrywać powikłania rany natychmiast po ich wystąpieniu, zespół badaczy pod przewodnictwem adiunkta Johna Ho z Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej NUS oraz Instytutu Innowacji i Technologii Zdrowotnych NUS wynalazł inteligentny szew, który działa bez baterii i może bezprzewodowo wykrywać i przesyłać informacje z głęboko położonych miejsc chirurgicznych.

Te inteligentne szwy zawierają niewielki czujnik elektroniczny, który może monitorować integralność rany, wyciek treści żołądkowej i mikroruchy tkanek, zapewniając jednocześnie efekty gojenia porównywalne ze szwami klasy medycznej.

Przełomowe wyniki badań opublikowano po raz pierwszy w czasopiśmie naukowymInżynieria biomedyczna naturyw dniu 15 października 2021 r.

Jak działają inteligentne szwy?

Wynalazek zespołu NUS składa się z trzech kluczowych komponentów: nici jedwabnej o jakości medycznej, pokrytej przewodzącym polimerem, który umożliwia jej reagowanie nasygnały bezprzewodowe; elektroniczny czujnik bez baterii oraz bezprzewodowy czytnik służący do obsługi szwu spoza ciała.

Jedną z zalet tych inteligentnych szwów jest to, że ich użycie wiąże się z minimalną modyfikacją standardowej procedury chirurgicznej. Podczas zszywania rany izolacyjna część szwu jest przewlekana przez moduł elektroniczny i zabezpieczana poprzez nałożenie silikonu medycznego na styki elektryczne.

Cały szew chirurgiczny pełni wówczas funkcjęidentyfikacja radiowa(RFID) i może być odczytany przez zewnętrzny czytnik, który wysyła sygnał do inteligentnego szwu i wykrywa odbity sygnał. Zmiana częstotliwości odbitego sygnału wskazuje na możliwe powikłanie chirurgiczne w miejscu rany.

Inteligentne szwy można odczytać na głębokości do 50 mm, w zależności od długości szwów. Głębokość tę można potencjalnie zwiększyć, zwiększając przewodność szwu lub czułość bezprzewodowego czytnika.

Podobnie jak istniejące szwy, klipsy i zszywki, inteligentne szwy można usunąć pooperacyjnie za pomocą mało inwazyjnego zabiegu chirurgicznego lub endoskopowego, gdy ryzyko powikłań minie.

Wczesne wykrywanie powikłań rany

Aby wykryć różne rodzaje powikłań, takie jak nieszczelność żołądka i infekcja, zespół badawczy pokrył czujnik różnymi rodzajami żelu polimerowego.

Inteligentne szwy są również w stanie wykryć, czy pękły lub rozplątały się, na przykład podczas dehiscencji (rozejścia się rany). Jeśli szew jest zerwany, zewnętrzny czytnik odbiera zmniejszony sygnał z powodu zmniejszenia długości anteny utworzonej przez inteligentny szew, ostrzegając lekarza prowadzącego o konieczności podjęcia działań.

Dobre wyniki leczenia, bezpieczeństwo stosowania klinicznego

W eksperymentach zespół wykazał, że rany zamknięte za pomocą inteligentnych szwów oraz niezmodyfikowanych, medycznych nici jedwabnych goiły się naturalnie, bez znaczących różnic, przy czym inteligentne szwy zapewniały dodatkową korzyść w postaci bezprzewodowego wykrywania.

Zespół przetestował również szwy pokryte polimerem i stwierdził, że ich wytrzymałość i biotoksyczność dla organizmu są nie do odróżnienia od zwykłych szwów. Upewnił się również, że poziomy mocy niezbędne do działania systemu są bezpieczne dla ludzkiego organizmu.

Asst Prof. Ho powiedział: „Obecnie powikłania pooperacyjne często nie są wykrywane, dopóki pacjent nie odczuwa objawów systemowych, takich jak ból, gorączka lub wysokie tętno. Te inteligentne szwy mogą być używane jako narzędzie wczesnego ostrzegania, umożliwiające lekarzom interwencję, zanim powikłanie stanie się zagrażające życiu, co może prowadzić do niższego wskaźnika reoperacji, szybszego powrotu do zdrowia i lepszych wyników leczenia pacjentów”.

Dalszy rozwój

W przyszłości zespół zamierza opracować przenośny czytnik bezprzewodowy, który zastąpi obecnie stosowaną konfigurację do bezprzewodowego odczytu inteligentnych szwów, umożliwiając nadzór nad powikłaniami nawet poza warunkami klinicznymi. Dzięki temu pacjenci mogliby być wypisywani ze szpitala wcześniej po operacji.

Zespół współpracuje obecnie z chirurgami i producentami sprzętu medycznego, aby dostosować szwy do wykrywania krwawienia z rany i przecieków po operacji przewodu pokarmowego. Chcą również zwiększyć głębokość operacyjną szwów, co umożliwi monitorowanie głębszych narządów i tkanek.

Dostarczone przezNarodowy Uniwersytet Singapuru