ข่าว

การตรวจสอบบาดแผลหลังการผ่าตัดถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ การแยกตัวของบาดแผล และภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม เมื่อบริเวณที่ทำการผ่าตัดอยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย ปกติการเฝ้าสังเกตจะจำกัดอยู่ที่การสังเกตทางคลินิกหรือการตรวจทางรังสีวิทยาที่มีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งมักจะล้มเหลวในการตรวจหาภาวะแทรกซ้อนก่อนที่จะเป็นอันตรายถึงชีวิต

สามารถฝังเซ็นเซอร์ไบโออิเล็คทรอนิคส์แบบแข็งในร่างกายเพื่อการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง แต่อาจไม่สามารถทำงานร่วมกับเนื้อเยื่อบาดแผลที่บอบบางได้ดี

เพื่อตรวจหาภาวะแทรกซ้อนของบาดแผลทันทีที่เกิดขึ้น ทีมนักวิจัยนำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ John Ho จาก NUS Electrical and Computer Engineering รวมทั้ง NUS Institute for Health Innovation & Technology ได้คิดค้นการเย็บแบบอัจฉริยะที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่และสามารถ รับรู้และส่งข้อมูลแบบไร้สายจากสถานที่ผ่าตัดลึก

ไหมเย็บอัจฉริยะเหล่านี้รวมเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของบาดแผล การรั่วไหลของกระเพาะอาหาร และการเคลื่อนไหวของเนื้อเยื่อเล็กๆ ในขณะที่ให้ผลการรักษาซึ่งเทียบเท่ากับการเย็บเกรดทางการแพทย์

ความก้าวหน้าทางการวิจัยครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารทางวิทยาศาสตร์วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 2564

เย็บแผลอัจฉริยะทำงานอย่างไร

การประดิษฐ์ของทีม NUS มีสามองค์ประกอบหลัก: ไหมไหมเกรดทางการแพทย์ที่เคลือบด้วยพอลิเมอร์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ตอบสนองต่อสัญญาณไร้สาย;เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบไม่ใช้แบตเตอรี่และเครื่องอ่านไร้สายที่ใช้ในการเย็บจากภายนอกร่างกาย

ข้อดีอย่างหนึ่งของการเย็บแบบสมาร์ทเหล่านี้คือการใช้งานนั้นเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนขั้นตอนการผ่าตัดมาตรฐานเพียงเล็กน้อยในระหว่างการเย็บแผล ส่วนที่เป็นฉนวนของรอยประสานจะถูกร้อยผ่านโมดูลอิเล็กทรอนิกส์และยึดให้แน่นโดยการใช้ซิลิโคนทางการแพทย์กับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า

เย็บแผลผ่าตัดทั้งหมดจะทำหน้าที่เป็นระบุความถี่คลื่นวิทยุ(RFID) แท็กและสามารถอ่านได้โดยเครื่องอ่านภายนอกซึ่งส่งสัญญาณไปยังรอยประสานอัจฉริยะและตรวจจับสัญญาณสะท้อนการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณสะท้อนกลับบ่งชี้ว่าอาจมีภาวะแทรกซ้อนจากการผ่าตัดที่บริเวณแผล

สามารถอ่านรอยเย็บอัจฉริยะได้ลึกถึง 50 มม. ขึ้นอยู่กับความยาวของรอยเย็บ และอาจขยายความลึกได้อีกโดยการเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของรอยประสานหรือความไวของเครื่องอ่านไร้สาย

เช่นเดียวกับการเย็บ กิ๊บ และลวดเย็บกระดาษที่มีอยู่ การเย็บแบบอัจฉริยะอาจถูกเอาออกหลังการผ่าตัดโดยขั้นตอนการผ่าตัดหรือการส่องกล้องที่บุกรุกน้อยที่สุดเมื่อความเสี่ยงของภาวะแทรกซ้อนผ่านไปแล้ว

การตรวจหาภาวะแทรกซ้อนของบาดแผลในระยะเริ่มต้น

เพื่อตรวจหาภาวะแทรกซ้อนประเภทต่างๆ เช่น การรั่วของกระเพาะอาหารและการติดเชื้อ ทีมวิจัยได้เคลือบเซ็นเซอร์ด้วยโพลิเมอร์เจลประเภทต่างๆ

ไหมเย็บอัจฉริยะยังสามารถตรวจจับได้ว่าพวกเขาหักหรือหลุดหรือไม่ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการแยกส่วน (การแยกบาดแผล)หากรอยประสานขาด เครื่องอ่านภายนอกจะรับสัญญาณที่ลดลงอันเนื่องมาจากความยาวของเสาอากาศที่เกิดจากไหมเย็บอัจฉริยะที่ลดลง เพื่อเตือนให้แพทย์ที่เข้ารับการรักษาดำเนินการ

ผลการรักษาที่ดี ปลอดภัยสำหรับการใช้ทางคลินิก

ในการทดลอง ทีมงานแสดงให้เห็นว่าบาดแผลที่ปิดด้วยไหมเย็บที่ชาญฉลาดและไหมเกรดทางการแพทย์ที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง ทั้งคู่หายเป็นปกติโดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ โดยแบบแรกให้ประโยชน์เพิ่มเติมของการตรวจจับแบบไร้สาย

ทีมงานยังได้ทดสอบรอยประสานที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์ และพบว่าความแข็งแรงและความเป็นพิษทางชีวภาพต่อร่างกายนั้นแยกไม่ออกจากรอยเย็บปกติ และยังทำให้มั่นใจว่าระดับพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานของระบบนั้นปลอดภัยสำหรับร่างกายมนุษย์

ผศ.โฮ กล่าวว่า “ปัจจุบัน ภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดมักไม่ถูกตรวจพบจนกว่าผู้ป่วยจะมีอาการทางระบบ เช่น ปวด มีไข้ หรืออัตราการเต้นของหัวใจสูงไหมเย็บอัจฉริยะเหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือเตือนล่วงหน้าเพื่อช่วยให้แพทย์สามารถเข้าไปแทรกแซงก่อนที่ภาวะแทรกซ้อนจะเป็นอันตรายถึงชีวิต ซึ่งอาจนำไปสู่อัตราการดำเนินการซ้ำที่ลดลง การฟื้นตัวเร็วขึ้น และผลลัพธ์ของผู้ป่วยที่ดีขึ้น”

การพัฒนาต่อไป

ในอนาคต ทีมงานจะต้องการพัฒนาเครื่องอ่านไร้สายแบบพกพาเพื่อแทนที่การตั้งค่าที่ใช้ในปัจจุบันเพื่ออ่านรอยเย็บอัจฉริยะแบบไร้สาย ซึ่งช่วยให้สามารถเฝ้าระวังภาวะแทรกซ้อนได้แม้จะอยู่นอกการตั้งค่าทางคลินิกซึ่งจะช่วยให้ผู้ป่วยสามารถออกจากโรงพยาบาลได้เร็วกว่าหลังการผ่าตัด

ขณะนี้ทีมกำลังทำงานร่วมกับศัลยแพทย์และผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์เพื่อปรับเย็บแผลเพื่อตรวจหาเลือดออกจากบาดแผลและการรั่วซึมหลังการผ่าตัดทางเดินอาหารพวกเขายังต้องการเพิ่มความลึกในการปฏิบัติงานของไหม ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจสอบอวัยวะและเนื้อเยื่อที่ลึกกว่าได้

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์