Nieuws

Het bewaken van chirurgische wonden na een operatie is een belangrijke stap om infectie, wondscheiding en andere complicaties te voorkomen.

Wanneer de operatieplaats zich echter diep in het lichaam bevindt, is monitoring normaal gesproken beperkt tot klinische observaties of kostbare radiologische onderzoeken, waarbij complicaties vaak niet worden gedetecteerd voordat ze levensbedreigend worden.

Harde bio-elektronische sensoren kunnen in het lichaam worden geïmplanteerd voor continue monitoring, maar integreren mogelijk niet goed met gevoelig wondweefsel.

Om wondcomplicaties zo snel mogelijk op te sporen, heeft een team van onderzoekers onder leiding van assistent-professor John Ho van de NUS Electrical and Computer Engineering en het NUS Institute for Health Innovation & Technology een slimme hechtdraad uitgevonden die batterijloos is en kan draadloos informatie detecteren en verzenden vanaf diepe chirurgische locaties.

Deze slimme hechtingen bevatten een kleine elektronische sensor die de integriteit van de wond, maaglekkage en microbewegingen van weefsel kan bewaken, terwijl genezingsresultaten worden verkregen die gelijkwaardig zijn aan hechtingen van medische kwaliteit.

Deze onderzoeksdoorbraak werd voor het eerst gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschriftNatuur Biomedische Technologieop 15 oktober 2021.

Hoe werken de slimme hechtingen?

De uitvinding van het NUS-team heeft drie belangrijke componenten: een zijden hechtdraad van medische kwaliteit die is gecoat met een geleidend polymeer zodat het kan reageren opdraadloze signalen;een batterijloze elektronische sensor;en een draadloze lezer die wordt gebruikt om de hechtdraad van buiten het lichaam te bedienen.

Een voordeel van deze slimme hechtingen is dat het gebruik ervan een minimale wijziging van de standaard chirurgische procedure met zich meebrengt.Tijdens het hechten van de wond wordt het isolerende gedeelte van de hechtdraad door de elektronische module geregen en vastgezet door medische siliconen op de elektrische contacten aan te brengen.

De gehele chirurgische steek functioneert dan als eenRadio Frequentie Identificatie(RFID) tag en kan worden gelezen door een externe lezer, die een signaal naar de slimme hechtdraad stuurt en het gereflecteerde signaal detecteert.Een verandering in de frequentie van het gereflecteerde signaal duidt op een mogelijke chirurgische complicatie op de plaats van de wond.

De slimme hechtingen kunnen worden gelezen tot een diepte van 50 mm, afhankelijk van de lengte van de betrokken steken, en de diepte kan mogelijk verder worden vergroot door de geleidbaarheid van de hechting of de gevoeligheid van de draadloze lezer te vergroten.

Net als bestaande hechtingen, clips en nietjes, kunnen de slimme hechtingen postoperatief worden verwijderd door een minimaal invasieve chirurgische of endoscopische procedure wanneer het risico op complicaties geweken is.

Vroege detectie van wondcomplicaties

Om verschillende soorten complicaties te detecteren, zoals maaglekkage en infectie, bedekte het onderzoeksteam de sensor met verschillende soorten polymeergel.

De slimme hechtingen kunnen ook detecteren of ze zijn gebroken of ontrafeld, bijvoorbeeld tijdens dehiscentie (wondscheiding).Als de hechtdraad gebroken is, pikt de externe lezer een verminderd signaal op vanwege een vermindering van de lengte van de antenne gevormd door de slimme hechtdraad, waardoor de behandelend arts wordt gewaarschuwd om actie te ondernemen.

Goede genezingsresultaten, veilig voor klinisch gebruik

In experimenten toonde het team aan dat wonden die werden gesloten door de slimme hechtingen en ongewijzigde, medische zijden hechtingen beide op natuurlijke wijze genazen zonder significante verschillen, waarbij de eerste het extra voordeel van draadloze detectie bood.

Het team testte ook de met polymeer gecoate hechtingen en ontdekte dat de sterkte en biotoxiciteit voor het lichaam niet te onderscheiden waren van normale hechtingen, en zorgde er ook voor dat de vermogensniveaus die nodig waren om het systeem te bedienen veilig waren voor het menselijk lichaam.

Asst Prof Ho zei: "Momenteel worden postoperatieve complicaties vaak pas ontdekt als de patiënt systemische symptomen ervaart zoals pijn, koorts of een hoge hartslag.Deze slimme hechtingen kunnen worden gebruikt als een hulpmiddel voor vroegtijdige waarschuwing, zodat artsen kunnen ingrijpen voordat de complicatie levensbedreigend wordt, wat kan leiden tot minder heroperaties, sneller herstel en betere resultaten voor de patiënt."

Verdere ontwikkeling

In de toekomst wil het team een ​​draagbare draadloze lezer ontwikkelen ter vervanging van de opstelling die momenteel wordt gebruikt om de slimme hechtingen draadloos uit te lezen, waardoor bewaking van complicaties zelfs buiten klinische omgevingen mogelijk wordt.Hierdoor kunnen patiënten na de operatie eerder uit het ziekenhuis worden ontslagen.

Het team werkt nu samen met chirurgen en fabrikanten van medische hulpmiddelen om de hechtingen aan te passen voor het opsporen van wondbloedingen en lekkage na gastro-intestinale chirurgie.Ze willen ook de operatiediepte van de hechtingen vergroten, waardoor diepere organen en weefsels kunnen worden gecontroleerd.

Geleverd doorNationale Universiteit van Singapore