2022年1月1日整理發(fā)布：手術(shù)后監(jiān)測(cè)手術(shù)傷口是預(yù)防感染、傷口分離和其他并發(fā)癥的重要步驟。然而，當(dāng)手術(shù)部位在身體深處時(shí)，監(jiān)測(cè)通常僅限于臨床觀察或昂貴的放射學(xué)檢查，這些檢查往往無(wú)法在并發(fā)癥危及生命之前發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥。
硬生物電子傳感器可以植入體內(nèi)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，但可能無(wú)法與敏感的傷口組織很好地整合。
為了盡快發(fā)現(xiàn)傷口并發(fā)癥，由新加坡國(guó)立大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程學(xué)院以及新加坡國(guó)立大學(xué)健康創(chuàng)新與技術(shù)研究所的助理教授 John Ho 領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員發(fā)明了一種無(wú)需電池且可以無(wú)線感應(yīng)和傳輸來(lái)自深部手術(shù)部位的信息。
這些智能縫合線包含一個(gè)小型電子傳感器，可以監(jiān)測(cè)傷口完整性、胃滲漏和組織微動(dòng)，同時(shí)提供相當(dāng)于醫(yī)療級(jí)縫合線的愈合結(jié)果。
這一研究突破于2021 年 10 月 15 日首次發(fā)表在科學(xué)期刊《自然生物醫(yī)學(xué)工程》上。
智能縫合線是如何工作的?
新加坡國(guó)立大學(xué)團(tuán)隊(duì)的發(fā)明具有三個(gè)關(guān)鍵組件：醫(yī)用級(jí)絲線縫線，涂有導(dǎo)電聚合物，使其能夠響應(yīng)無(wú)線信號(hào);無(wú)電池電子傳感器;以及用于從體外操作縫合線的無(wú)線閱讀器。
這些智能縫合線的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們的使用涉及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)程序的最小修改。在縫合傷口期間，縫合線的絕緣部分穿過(guò)電子模塊，并通過(guò)將醫(yī)用硅膠應(yīng)用于電觸點(diǎn)來(lái)固定。
整個(gè)手術(shù)縫線然后用作射頻識(shí)別(RFID) 標(biāo)簽，可以由外部閱讀器讀取，該閱讀器向智能縫合線發(fā)送信號(hào)并檢測(cè)反射信號(hào)。反射信號(hào)頻率的變化表明傷口部位可能存在手術(shù)并發(fā)癥。
智能縫合線的讀取深度可達(dá) 50 毫米，具體取決于所涉及的縫合線的長(zhǎng)度，并且通過(guò)增加縫合線的導(dǎo)電性或無(wú)線讀取器的靈敏度，可以進(jìn)一步延長(zhǎng)深度。
與現(xiàn)有的縫合線、夾子和縫釘類似，當(dāng)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)過(guò)去時(shí)，智能縫合線可以通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)或內(nèi)窺鏡手術(shù)在術(shù)后移除。
早期發(fā)現(xiàn)傷口并發(fā)癥
為了檢測(cè)不同類型的并發(fā)癥——例如胃滲漏和感染——研究小組在傳感器上涂上了不同類型的聚合物凝膠。
智能縫合線還能夠檢測(cè)它們是否已斷裂或散開(kāi)，例如在開(kāi)裂(傷口分離)期間。如果縫線斷裂，由于智能縫線形成的天線長(zhǎng)度減少，外部讀取器接收到的信號(hào)減弱，提醒主治醫(yī)生采取行動(dòng)。
治愈效果好，臨床使用安全
在實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)表明，智能縫合線和未經(jīng)修飾的醫(yī)用級(jí)絲線縫合的傷口都可以自然愈合，沒(méi)有顯著差異，前者提供了無(wú)線傳感的額外好處。
該團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了聚合物涂層縫合線，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度和對(duì)身體的生物毒性與普通縫合線無(wú)法區(qū)分，并且還確保操作該系統(tǒng)所需的功率水平對(duì)人體是安全的。
何副教授說(shuō)：“目前，手術(shù)后并發(fā)癥往往要等到患者出現(xiàn)疼痛、發(fā)燒或心率加快等全身癥狀時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。這些智能縫合線可作為早期預(yù)警工具，讓醫(yī)生提前干預(yù)這種并發(fā)癥會(huì)危及生命，這會(huì)導(dǎo)致再次手術(shù)率降低、恢復(fù)更快并改善患者預(yù)后。”
進(jìn)一步的發(fā)展
未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)正在尋求開(kāi)發(fā)一種便攜式無(wú)線讀取器，以取代目前用于無(wú)線讀取智能縫合線的設(shè)置，即使在臨床環(huán)境之外也能監(jiān)測(cè)并發(fā)癥。這可以使患者在手術(shù)后更早出院。
該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正與外科醫(yī)生和醫(yī)療器械制造商合作，調(diào)整縫合線以檢測(cè)胃腸手術(shù)后的傷口出血和滲漏。他們還希望增加縫合線的操作深度，這將能夠監(jiān)測(cè)更深的器官和組織。
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