Die Überwachung von Operationswunden nach einer Operation ist ein wichtiger Schritt, um Infektionen, Wundtrennungen und anderen Komplikationen vorzubeugen.
Wenn sich die Operationsstelle jedoch tief im Körper befindet, beschränkt sich die Überwachung normalerweise auf klinische Beobachtungen oder kostspielige radiologische Untersuchungen, bei denen Komplikationen häufig nicht erkannt werden, bevor sie lebensbedrohlich werden.
Harte bioelektronische Sensoren können zur kontinuierlichen Überwachung in den Körper implantiert werden, integrieren sich jedoch möglicherweise nicht gut in empfindliches Wundgewebe.
Um Wundkomplikationen sofort zu erkennen, hat ein Forscherteam unter der Leitung von Assistenzprofessor John Ho vom NUS Electrical and Computer Engineering sowie dem NUS Institute for Health Innovation & Technology ein intelligentes Nahtmaterial erfunden, das batterielos ist und kann Erfassen und übertragen Sie drahtlos Informationen von tiefen Operationsstellen.
Diese intelligenten Nähte enthalten einen kleinen elektronischen Sensor, der die Wundintegrität, Magenleckage und Gewebemikrobewegungen überwachen kann, während sie Heilungsergebnisse liefern, die medizinischen Nähten gleichwertig sind.
Dieser Forschungsdurchbruch wurde zuerst in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlichtNatur Biomedizinische Technikam 15. Oktober 2021.
Wie funktionieren die intelligenten Nähte?
Die Erfindung des NUS-Teams besteht aus drei Schlüsselkomponenten: einem medizinischen Seidenfaden, der mit einem leitfähigen Polymer beschichtet ist, damit er darauf reagieren kanndrahtlose Signale;ein batterieloser elektronischer Sensor;und ein drahtloses Lesegerät, das verwendet wird, um das Nahtmaterial von außerhalb des Körpers zu bedienen.
Ein Vorteil dieser intelligenten Nähte besteht darin, dass ihre Verwendung eine minimale Modifikation des chirurgischen Standardverfahrens erfordert.Beim Nähen der Wunde wird der isolierende Teil des Fadens durch das Elektronikmodul gefädelt und durch Auftragen von medizinischem Silikon auf die elektrischen Kontakte fixiert.
Der gesamte chirurgische Stich fungiert dann als aRadiofrequenz-Identifikation(RFID)-Tag und kann von einem externen Lesegerät gelesen werden, das ein Signal an das intelligente Nahtmaterial sendet und das reflektierte Signal erkennt.Eine Änderung der Frequenz des reflektierten Signals weist auf eine mögliche chirurgische Komplikation an der Wundstelle hin.
Die intelligenten Fäden können je nach Länge der Stiche bis zu einer Tiefe von 50 mm gelesen werden, und die Tiefe könnte möglicherweise weiter ausgedehnt werden, indem die Leitfähigkeit des Fadens oder die Empfindlichkeit des drahtlosen Lesegeräts erhöht wird.
Ähnlich wie bei bestehenden Nähten, Clips und Klammern können die intelligenten Nähte postoperativ durch einen minimalinvasiven chirurgischen oder endoskopischen Eingriff entfernt werden, wenn das Risiko von Komplikationen vorüber ist.
Früherkennung von Wundkomplikationen
Um verschiedene Arten von Komplikationen – wie Magenleckage und -infektion – zu erkennen, beschichtete das Forschungsteam den Sensor mit verschiedenen Arten von Polymergel.
Die intelligenten Fäden können auch erkennen, ob sie gerissen oder aufgetrennt sind, beispielsweise während einer Dehiszenz (Wundtrennung).Wenn die Naht reißt, nimmt das externe Lesegerät aufgrund einer Verringerung der Länge der Antenne, die durch die intelligente Naht gebildet wird, ein reduziertes Signal auf und alarmiert den behandelnden Arzt, Maßnahmen zu ergreifen.
Gute Heilungsergebnisse, sicher für den klinischen Einsatz
In Experimenten zeigte das Team, dass Wunden, die durch intelligente Nähte und unmodifizierte Seidennähte in medizinischer Qualität verschlossen wurden, beide auf natürliche Weise ohne signifikante Unterschiede heilten, wobei erstere den zusätzlichen Vorteil der drahtlosen Sensorik bot.
Das Team testete auch die polymerbeschichteten Nähte und stellte fest, dass ihre Stärke und Biotoxizität für den Körper nicht von normalen Nähten zu unterscheiden waren, und stellte auch sicher, dass die zum Betrieb des Systems erforderlichen Leistungspegel für den menschlichen Körper sicher waren.
Asst Prof. Ho sagte: „Derzeit werden postoperative Komplikationen oft erst erkannt, wenn der Patient systemische Symptome wie Schmerzen, Fieber oder eine hohe Herzfrequenz verspürt.Diese intelligenten Nähte können als Frühwarninstrument verwendet werden, damit Ärzte eingreifen können, bevor die Komplikation lebensbedrohlich wird, was zu geringeren Reoperationsraten, schnellerer Genesung und besseren Patientenergebnissen führen kann.“
Weitere Entwicklung
In Zukunft möchte das Team ein tragbares drahtloses Lesegerät entwickeln, das die derzeit verwendete Einrichtung zum drahtlosen Auslesen der intelligenten Nähte ersetzt und eine Überwachung von Komplikationen auch außerhalb des klinischen Umfelds ermöglicht.Dadurch könnten Patienten nach der Operation früher aus dem Krankenhaus entlassen werden.
Das Team arbeitet nun mit Chirurgen und Herstellern medizinischer Geräte zusammen, um die Nähte für die Erkennung von Wundblutungen und Leckagen nach Magen-Darm-Operationen anzupassen.Sie wollen auch die Operationstiefe der Nähte erhöhen, wodurch tiefere Organe und Gewebe überwacht werden können.
Zur Verfügung gestellt vonNationale Universität von Singapur
Postzeit: 12. Juli 2022