NUS 团队发明智能缝合线,以检测深层术后伤口变化

17天前     396

进行术后伤口检测是预防感染、伤口分离和其他并发症的重要一步,而即使是昂贵的放射学检查也很难提前发现身体深层伤口的变化状态,生物医学传感器虽能进行持续检测,但可能无法与敏感的伤口组织结合良好。国大团队发明的一种智能缝合线攻克了这一难关。

为了及时检测并解决术后身体深层部位的变化问题,新加坡国立大学电子和计算机工程学院以及健康创新与技术研究所的助理教授John Ho领导的研究小组发明了一种智能缝合线,它不需要电池,可以无线感知并传输来自深层手术部位的信息。

这些智能缝合线集合而成了一个小型电子传感器,可以监测伤口的完整性、胃液渗漏等问题,同时也能产生与医用缝合线相当的愈合效果。这一研究突破于2021年10月15日首次发表在科学杂志《自然-生物医学工程》上。

NUS 团队发明智能缝合线,以检测深层术后伤口变化

文章摘要,来源:Nature Biomedical Engineering

智能缝合线如何工作?

这一发明有三个关键部分:一个医用丝线,上面涂有导电聚合物,使其能够对无线信号作出反应;一个无电池的电子传感器;一个可从体外操作缝线的无线阅读器。智能缝合线的一个优点是,它们的使用是对标准手术程序的最小修改。在缝合伤口时,缝合线的绝缘部分穿过电子模块,并通过在电触点上涂抹医用硅胶来固定。

然后,整个手术缝合线作为一个射频识别标签,可以被一个外部阅读器读取,该阅读器向智能缝合线发送信号并检测反射信号。反射信号的频率变化表明伤口部位可能出现的手术并发症。

NUS 团队发明智能缝合线,以检测深层术后伤口变化

附有电子模块的智能缝合线,来源:NUS官网

智能缝合线的读取深度可达50毫米,这取决于所使用的缝合线长度,通过提高其导电性或无线阅读器的灵敏度,读取深度有可能进一步扩大。

与现有的缝合线、夹子和钉子类似,智能缝合线可以在并发症风险过后通过微创手术或内窥镜手术进行术后拆除。

临床应用安全有效

为了检测不同类型的并发症,如胃漏和感染,研究小组在传感器上涂抹了不同类型的聚合物凝胶。

智能缝合线还能够检测到自身是否已经断裂或解开。例如在开裂(伤口分离)期间,智能缝合线断裂,其形成的天线长度减少,外部阅读器会捕捉到一个减少的信号,提醒主治医生采取行动。

NUS 团队发明智能缝合线,以检测深层术后伤口变化

来源:科幻网

该团队在实验中表明,由智能缝合线和未经改动的医用丝线缝合的伤口都能自然愈合,没有明显差异,前者还具备了无线传感的优势。

研究小组还测试了聚合物涂层缝合线,发现其强度和对人体的生物毒性与普通缝合线没有区别,并且可确保操作该系统所需的功率等级对人体是安全的。

John Ho教授说:"目前,手术后的并发症往往在病人出现疼痛、发烧或心率加快等全身症状时才会被发现。智能缝合线可以作为早期预警工具,使医生能够在并发症危及生命之前进行干预,这可以降低再次手术的比率,使病人快速恢复健康。"

未来发展

未来,该团队希望能够开发一种便携式无线阅读器,以取代目前用于无线读取智能缝合线的设备,甚至在临床环境之外也能对并发症进行监测。这可以使病人在手术后更早出院。

该团队现在正与外科医生和医疗设备制造商合作,使这种缝合线适用于检测胃肠手术后的伤口出血和渗漏现象。他们还在寻求增加缝合线的操作深度,这将使身体更深层器官和组织的伤口得到监测。

(文章来源:网络)

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