ข่าว

การติดตามแผลผ่าตัดหลังการผ่าตัดถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ แผลแยก และภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม เมื่อบริเวณที่ผ่าตัดอยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย การติดตามตรวจมักจะจำกัดอยู่เพียงการสังเกตทางคลินิกหรือการตรวจทางรังสีวิทยาที่มีต้นทุนสูง ซึ่งมักจะไม่สามารถตรวจพบภาวะแทรกซ้อนก่อนที่จะเป็นอันตรายถึงชีวิตได้

สามารถฝังเซนเซอร์ไบโออิเล็กทรอนิกส์แบบแข็งไว้ในร่างกายเพื่อการตรวจติดตามอย่างต่อเนื่องได้ แต่เซนเซอร์เหล่านี้อาจไม่ทำงานร่วมกับเนื้อเยื่อแผลที่บอบบางได้ดี

เพื่อตรวจจับภาวะแทรกซ้อนของแผลได้ทันท่วงที ทีมนักวิจัยที่นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์จอห์น โฮ จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ และสถาบันนวัตกรรมและเทคโนโลยีสุขภาพแห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ ได้ประดิษฐ์ไหมเย็บแผลอัจฉริยะที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ และสามารถรับรู้และส่งข้อมูลแบบไร้สายจากบริเวณผ่าตัดที่ลึกได้

ไหมเย็บแผลอัจฉริยะเหล่านี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของแผล การรั่วไหลของกระเพาะอาหาร และการเคลื่อนที่ของเนื้อเยื่อในระดับจุลภาค พร้อมทั้งให้ผลลัพธ์การรักษาที่เทียบเท่ากับการเย็บแผลทางการแพทย์

ความก้าวหน้าทางการวิจัยครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารวิทยาศาสตร์วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติวันที่ 15 ตุลาคม 2564.

ไหมเย็บอัจฉริยะทำงานอย่างไร?

สิ่งประดิษฐ์ของทีม NUS มีส่วนประกอบสำคัญสามประการ ได้แก่ ไหมเย็บแผลทางการแพทย์ที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์นำไฟฟ้าเพื่อให้ตอบสนองต่อสัญญาณไร้สายเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบไม่ใช้แบตเตอรี่ และเครื่องอ่านไร้สายที่ใช้ในการเย็บแผลจากภายนอกร่างกาย

ข้อดีอย่างหนึ่งของไหมเย็บแผลอัจฉริยะเหล่านี้คือการใช้งานที่ง่ายดาย ไม่ต้องปรับเปลี่ยนขั้นตอนการผ่าตัดมาตรฐานมากนัก ในระหว่างการเย็บแผล ส่วนที่หุ้มฉนวนของไหมเย็บจะถูกร้อยผ่านโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ และยึดติดแน่นด้วยซิลิโคนทางการแพทย์กับหน้าสัมผัสไฟฟ้า

ไหมเย็บผ่าตัดทั้งหมดจึงทำหน้าที่เป็นการระบุความถี่วิทยุ(RFID) และสามารถอ่านได้โดยเครื่องอ่านภายนอก ซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังไหมเย็บอัจฉริยะและตรวจจับสัญญาณสะท้อน การเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณสะท้อนบ่งชี้ถึงภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นจากการผ่าตัดบริเวณแผล

สามารถอ่านไหมเย็บอัจฉริยะได้ลึกถึง 50 มม. ขึ้นอยู่กับความยาวของไหมเย็บ และความลึกอาจขยายได้อีกโดยเพิ่มการนำไฟฟ้าของไหมเย็บหรือความไวของเครื่องอ่านแบบไร้สาย

คล้ายกับไหมเย็บแผล คลิป และลวดเย็บแผลที่มีอยู่ ไหมเย็บแผลอัจฉริยะสามารถถอดออกได้หลังการผ่าตัดด้วยขั้นตอนการผ่าตัดหรือการส่องกล้องที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด เมื่อความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนผ่านพ้นไปแล้ว

การตรวจพบภาวะแทรกซ้อนของแผลในระยะเริ่มต้น

เพื่อตรวจจับภาวะแทรกซ้อนประเภทต่างๆ เช่น การรั่วของกระเพาะอาหารและการติดเชื้อ ทีมวิจัยได้เคลือบเซ็นเซอร์ด้วยเจลโพลีเมอร์หลายประเภท

ไหมเย็บอัจฉริยะยังสามารถตรวจจับได้ว่าไหมเย็บฉีกขาดหรือคลายตัวหรือไม่ เช่น ในระหว่างการแยกตัวของแผล หากไหมเย็บฉีกขาด เครื่องอ่านภายนอกจะรับสัญญาณที่ลดลงเนื่องจากความยาวของเสาอากาศที่เกิดจากไหมเย็บอัจฉริยะลดลง เพื่อแจ้งเตือนให้แพทย์ผู้ทำการรักษาดำเนินการ

ผลลัพธ์การรักษาที่ดี ปลอดภัยสำหรับการใช้ทางคลินิก

ในการทดลอง ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าบาดแผลที่ปิดด้วยไหมเย็บอัจฉริยะและไหมเย็บทางการแพทย์ที่ไม่ได้ดัดแปลงนั้นสามารถรักษาได้ตามธรรมชาติโดยไม่มีความแตกต่างที่สำคัญ โดยไหมเย็บอัจฉริยะให้ประโยชน์เพิ่มเติมในการตรวจจับแบบไร้สาย

ทีมยังได้ทดสอบไหมเคลือบโพลีเมอร์และพบว่าความแข็งแรงและความเป็นพิษต่อร่างกายของไหมเคลือบโพลีเมอร์นั้นแยกแยะไม่ออกจากไหมเคลือบปกติ และยังรับรองอีกด้วยว่าระดับพลังงานที่จำเป็นในการทำงานระบบนั้นปลอดภัยสำหรับร่างกายมนุษย์

ผู้ช่วยศาสตราจารย์โฮ กล่าวว่า “ปัจจุบัน ภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดมักไม่สามารถตรวจพบได้จนกว่าผู้ป่วยจะมีอาการทางระบบ เช่น อาการปวด มีไข้ หรือหัวใจเต้นเร็ว ไหมเย็บอัจฉริยะเหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือแจ้งเตือนล่วงหน้า ช่วยให้แพทย์สามารถเข้าช่วยเหลือได้ก่อนที่ภาวะแทรกซ้อนจะเป็นอันตรายถึงชีวิต ซึ่งอาจนำไปสู่อัตราการผ่าตัดซ้ำที่ลดลง การฟื้นตัวที่เร็วขึ้น และผลลัพธ์ที่ดีขึ้นสำหรับผู้ป่วย”

การพัฒนาต่อไป

ในอนาคต ทีมงานกำลังมองหาการพัฒนาเครื่องอ่านไร้สายแบบพกพาเพื่อทดแทนระบบที่ใช้ในปัจจุบันในการอ่านข้อมูลไหมเย็บอัจฉริยะแบบไร้สาย ซึ่งช่วยให้สามารถเฝ้าระวังภาวะแทรกซ้อนได้แม้อยู่นอกสถานที่รักษาพยาบาล ซึ่งจะทำให้ผู้ป่วยสามารถออกจากโรงพยาบาลได้เร็วขึ้นหลังการผ่าตัด

ขณะนี้ทีมงานกำลังทำงานร่วมกับศัลยแพทย์และผู้ผลิตอุปกรณ์การแพทย์เพื่อปรับไหมเย็บแผลให้สามารถตรวจจับเลือดไหลและการรั่วไหลของแผลหลังการผ่าตัดระบบทางเดินอาหารได้ นอกจากนี้ พวกเขายังมุ่งหวังที่จะเพิ่มความลึกในการผ่าตัด ซึ่งจะทำให้สามารถตรวจสอบอวัยวะและเนื้อเยื่อที่อยู่ลึกลงไปได้

จัดทำโดยมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์