Tin tức

Theo dõi vết thương sau phẫu thuật là một bước quan trọng để ngăn ngừa nhiễm trùng, vết thương bị tách ra và các biến chứng khác.

Tuy nhiên, khi vị trí phẫu thuật nằm sâu trong cơ thể, việc theo dõi thường chỉ giới hạn ở các quan sát lâm sàng hoặc các xét nghiệm X-quang tốn kém mà thường không phát hiện ra các biến chứng trước khi chúng trở nên nguy hiểm đến tính mạng.

Cảm biến điện tử sinh học cứng có thể được cấy ghép vào cơ thể để theo dõi liên tục, nhưng có thể không tích hợp tốt với mô vết thương nhạy cảm.

Để phát hiện các biến chứng ở vết thương ngay khi chúng xảy ra, một nhóm các nhà nghiên cứu do Phó giáo sư John Ho từ Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính của NUS cũng như Viện Đổi mới và Công nghệ Y tế NUS dẫn đầu đã phát minh ra một loại chỉ khâu thông minh không dùng pin và có thể cảm biến và truyền thông tin không dây từ các vị trí phẫu thuật sâu.

Những mũi khâu thông minh này kết hợp một cảm biến điện tử nhỏ có thể theo dõi tính toàn vẹn của vết thương, tình trạng rò rỉ dạ dày và chuyển động vi mô của mô, đồng thời mang lại kết quả chữa lành tương đương với các mũi khâu y tế.

Nghiên cứu đột phá này lần đầu tiên được công bố trên tạp chí khoa họcKỹ thuật Y sinh Tự nhiênvào ngày 15 tháng 10 năm 2021.

Chỉ khâu thông minh hoạt động như thế nào?

Phát minh của nhóm NUS có ba thành phần chính: chỉ khâu lụa cấp y tế được phủ một lớp polymer dẫn điện để có thể phản ứng vớitín hiệu không dây; một cảm biến điện tử không dùng pin; và một đầu đọc không dây được sử dụng để vận hành đường khâu từ bên ngoài cơ thể.

Một ưu điểm của chỉ khâu thông minh này là việc sử dụng chúng chỉ cần điều chỉnh tối thiểu quy trình phẫu thuật tiêu chuẩn. Trong quá trình khâu vết thương, phần cách điện của chỉ khâu được luồn qua mô-đun điện tử và được cố định bằng cách bôi silicon y tế vào các điểm tiếp xúc điện.

Toàn bộ mũi khâu phẫu thuật sau đó hoạt động như mộtnhận dạng tần số vô tuyếnThẻ (RFID) có thể được đọc bởi đầu đọc bên ngoài, đầu đọc này sẽ gửi tín hiệu đến khâu thông minh và phát hiện tín hiệu phản xạ. Sự thay đổi tần số của tín hiệu phản xạ báo hiệu khả năng xảy ra biến chứng phẫu thuật tại vị trí vết thương.

Các mũi khâu thông minh có thể đọc được ở độ sâu lên đến 50 mm, tùy thuộc vào độ dài của mũi khâu và độ sâu này có thể được mở rộng hơn nữa bằng cách tăng độ dẫn điện của mũi khâu hoặc độ nhạy của đầu đọc không dây.

Tương tự như các mũi khâu, kẹp và kim bấm hiện có, chỉ khâu thông minh có thể được tháo ra sau phẫu thuật bằng thủ thuật nội soi hoặc phẫu thuật ít xâm lấn khi nguy cơ biến chứng đã qua.

Phát hiện sớm các biến chứng của vết thương

Để phát hiện các loại biến chứng khác nhau—chẳng hạn như rò rỉ dạ dày và nhiễm trùng—nhóm nghiên cứu đã phủ lên cảm biến nhiều loại gel polymer khác nhau.

Chỉ khâu thông minh cũng có thể phát hiện nếu chỉ bị đứt hoặc bung ra, ví dụ như trong quá trình tách vết thương. Nếu chỉ khâu bị đứt, đầu đọc bên ngoài sẽ nhận được tín hiệu giảm do độ dài ăng-ten do chỉ khâu thông minh tạo ra bị thu hẹp, cảnh báo bác sĩ điều trị để có biện pháp xử lý.

Kết quả chữa bệnh tốt, an toàn khi sử dụng lâm sàng

Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng vết thương được khâu bằng chỉ thông minh và chỉ tơ y tế không biến đổi đều lành tự nhiên mà không có sự khác biệt đáng kể, trong đó chỉ thông minh mang lại lợi ích bổ sung là cảm biến không dây.

Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm các mũi khâu phủ polymer và phát hiện ra rằng độ bền và độc tính sinh học của chúng đối với cơ thể không khác gì các mũi khâu thông thường, đồng thời đảm bảo rằng mức năng lượng cần thiết để vận hành hệ thống là an toàn cho cơ thể con người.

Phó Giáo sư Ho cho biết: “Hiện nay, các biến chứng sau phẫu thuật thường không được phát hiện cho đến khi bệnh nhân xuất hiện các triệu chứng toàn thân như đau, sốt hoặc nhịp tim cao. Những mũi khâu thông minh này có thể được sử dụng như một công cụ cảnh báo sớm, cho phép bác sĩ can thiệp trước khi biến chứng trở nên nguy hiểm đến tính mạng, từ đó giúp giảm tỷ lệ phẫu thuật lại, phục hồi nhanh hơn và cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân.”

Phát triển thêm

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu đang tìm cách phát triển một máy đọc không dây di động để thay thế thiết bị hiện đang được sử dụng để đọc chỉ khâu thông minh không dây, cho phép theo dõi các biến chứng ngay cả ngoài môi trường lâm sàng. Điều này có thể giúp bệnh nhân được xuất viện sớm hơn sau phẫu thuật.

Nhóm nghiên cứu hiện đang hợp tác với các bác sĩ phẫu thuật và nhà sản xuất thiết bị y tế để điều chỉnh các mũi khâu nhằm phát hiện chảy máu và rò rỉ vết thương sau phẫu thuật đường tiêu hóa. Họ cũng đang tìm cách tăng độ sâu hoạt động của các mũi khâu, cho phép theo dõi các cơ quan và mô sâu hơn.

Được cung cấp bởiĐại học Quốc gia Singapore