ข่าว

การติดตามแผลผ่าตัดหลังการผ่าตัดเป็นขั้นตอนสำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ แผลแยก และภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม เมื่อบริเวณที่ผ่าตัดอยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย การติดตามอาการโดยปกติจะจำกัดอยู่เพียงการสังเกตทางคลินิกหรือการตรวจทางรังสีวิทยาที่มีต้นทุนสูงซึ่งมักจะตรวจพบภาวะแทรกซ้อนไม่ได้ก่อนจะเป็นอันตรายถึงชีวิต

สามารถฝังเซนเซอร์ชีวอิเล็กทรอนิกส์แบบแข็งไว้ในร่างกายเพื่อการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องได้ แต่เซนเซอร์ชนิดนี้อาจไม่บูรณาการกับเนื้อเยื่อแผลที่บอบบางได้ดี

เพื่อตรวจจับภาวะแทรกซ้อนของแผลได้ทันท่วงทีเมื่อเกิดขึ้น ทีมนักวิจัยที่นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์จอห์น โฮ จากคณะวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติสหรัฐฯ และสถาบันนวัตกรรมและเทคโนโลยีสุขภาพแห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติสหรัฐฯ ได้ประดิษฐ์ไหมเย็บแผลอัจฉริยะที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ และสามารถรับรู้และส่งข้อมูลจากบริเวณผ่าตัดลึกได้แบบไร้สาย

ไหมเย็บอัจฉริยะเหล่านี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของแผล การรั่วไหลในกระเพาะอาหาร และการเคลื่อนตัวของเนื้อเยื่อในระดับไมโคร ในขณะที่ให้ผลลัพธ์การรักษาที่เทียบเท่ากับการเย็บแผลทางการแพทย์

ความก้าวหน้าทางการวิจัยครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารวิทยาศาสตร์วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติวันที่ 15 ตุลาคม 2564.

ไหมเย็บอัจฉริยะทำงานอย่างไร?

สิ่งประดิษฐ์ของทีม NUS มีส่วนประกอบสำคัญสามส่วน ได้แก่ ไหมเย็บทางการแพทย์ที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์นำไฟฟ้าเพื่อให้ตอบสนองต่อสัญญาณไร้สายเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบไม่ใช้แบตเตอรี่ และเครื่องอ่านแบบไร้สายที่ใช้ในการเย็บแผลจากภายนอกร่างกาย

ข้อดีอย่างหนึ่งของไหมเย็บแผลอัจฉริยะคือการใช้งานไม่ต้องปรับเปลี่ยนขั้นตอนการผ่าตัดมาตรฐานมากนัก ในระหว่างการเย็บแผล ส่วนที่หุ้มฉนวนของไหมเย็บจะถูกสอดผ่านโมดูลอิเล็กทรอนิกส์และยึดให้แน่นโดยใช้ซิลิโคนทางการแพทย์กับหน้าสัมผัสไฟฟ้า

ไหมเย็บผ่าตัดทั้งหมดจะทำหน้าที่เป็นการระบุคลื่นความถี่วิทยุ(RFID) แท็กนี้สามารถอ่านได้โดยเครื่องอ่านภายนอก ซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังไหมเย็บอัจฉริยะและตรวจจับสัญญาณสะท้อน การเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณสะท้อนบ่งชี้ถึงภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นจากการผ่าตัดที่บริเวณแผล

สามารถอ่านไหมเย็บอัจฉริยะได้ลึกถึง 50 มม. ขึ้นอยู่กับความยาวของไหมเย็บ และสามารถเพิ่มความลึกได้อีกโดยการเพิ่มการนำไฟฟ้าของไหมเย็บหรือความไวของเครื่องอ่านแบบไร้สาย

คล้ายกับการเย็บแผลแบบเดิม คลิป และลวดเย็บแผล ไหมเย็บอัจฉริยะสามารถถอดออกได้หลังการผ่าตัดด้วยวิธีการรุกรานน้อยที่สุดหรือการส่องกล้อง เมื่อความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนหมดไปแล้ว

การตรวจพบภาวะแทรกซ้อนของแผลในระยะเริ่มต้น

เพื่อตรวจจับภาวะแทรกซ้อนประเภทต่างๆ เช่น การรั่วในกระเพาะอาหารและการติดเชื้อ ทีมวิจัยเคลือบเซ็นเซอร์ด้วยเจลโพลิเมอร์หลายประเภท

นอกจากนี้ ไหมเย็บอัจฉริยะยังสามารถตรวจจับได้ว่าไหมเย็บนั้นขาดหรือคลายออกหรือไม่ เช่น ในระหว่างการแตกออก (แผลแยกออกจากกัน) หากไหมเย็บขาด เครื่องอ่านภายนอกจะรับสัญญาณที่ลดลงเนื่องจากความยาวของเสาอากาศที่เกิดจากไหมเย็บอัจฉริยะลดลง เพื่อแจ้งให้แพทย์ผู้ให้การรักษาดำเนินการ

ผลลัพธ์การรักษาที่ดี ปลอดภัยสำหรับการใช้ทางคลินิก

ในการทดลอง ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าแผลที่ปิดด้วยไหมเย็บอัจฉริยะและไหมทางการแพทย์ที่ไม่ได้ดัดแปลงต่างก็รักษาได้ตามธรรมชาติโดยไม่มีความแตกต่างที่สำคัญ โดยไหมเย็บอัจฉริยะให้ประโยชน์เพิ่มเติมด้วยการตรวจจับแบบไร้สาย

ทีมยังได้ทดสอบไหมเคลือบโพลีเมอร์และพบว่ามีความแข็งแรงและความเป็นพิษต่อร่างกายจนแทบไม่มีความแตกต่างจากการเย็บแบบปกติ และยังรับรองอีกด้วยว่าระดับพลังงานที่จำเป็นในการทำงานระบบนั้นปลอดภัยสำหรับร่างกายมนุษย์

ผศ.ดร.โฮ กล่าวว่า “ปัจจุบัน ภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดมักไม่ถูกตรวจพบจนกว่าผู้ป่วยจะมีอาการทั่วไป เช่น ปวด มีไข้ หรือหัวใจเต้นเร็ว การเย็บแผลอัจฉริยะนี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือแจ้งเตือนล่วงหน้าเพื่อให้แพทย์สามารถเข้าแทรกแซงได้ก่อนที่ภาวะแทรกซ้อนจะเป็นอันตรายถึงชีวิต ซึ่งอาจนำไปสู่การผ่าตัดซ้ำที่ลดลง ฟื้นตัวได้เร็วขึ้น และผลลัพธ์ของผู้ป่วยดีขึ้น”

การพัฒนาต่อไป

ในอนาคต ทีมงานกำลังมองหาวิธีพัฒนาเครื่องอ่านไร้สายแบบพกพาเพื่อมาแทนที่ระบบที่ใช้อ่านไหมเย็บอัจฉริยะแบบไร้สายในปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้สามารถติดตามภาวะแทรกซ้อนได้แม้จะอยู่นอกสถานที่รักษาผู้ป่วย ซึ่งจะช่วยให้ผู้ป่วยออกจากโรงพยาบาลได้เร็วขึ้นหลังการผ่าตัด

ปัจจุบันทีมงานกำลังทำงานร่วมกับศัลยแพทย์และผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์เพื่อปรับไหมเย็บแผลเพื่อตรวจจับเลือดไหลและการรั่วไหลของแผลหลังการผ่าตัดระบบทางเดินอาหาร นอกจากนี้ ทีมงานยังมองหาวิธีเพิ่มความลึกในการผ่าตัดของไหมเย็บแผล ซึ่งจะทำให้สามารถตรวจสอบอวัยวะและเนื้อเยื่อที่อยู่ลึกลงไปได้

จัดทำโดยมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์