智能缝合线监测深部手术伤口

2022年1月1日整理发布：手术后监测手术伤口是预防感染、伤口分离和其他并发症的重要步骤。然而，当手术部位在身体深处时，监测通常仅限于临床观察或昂贵的放射学检查，这些检查往往无法在并发症危及生命之前发现并发症。

硬生物电子传感器可以植入体内进行持续监测，但可能无法与敏感的伤口组织很好地整合。

为了尽快发现伤口并发症，由新加坡国立大学电气和计算机工程学院以及新加坡国立大学健康创新与技术研究所的助理教授 John Ho 领导的一组研究人员发明了一种无需电池且可以无线感应和传输来自深部手术部位的信息。

这些智能缝合线包含一个小型电子传感器，可以监测伤口完整性、胃渗漏和组织微动，同时提供相当于医疗级缝合线的愈合结果。

这一研究突破于2021 年 10 月 15 日首次发表在科学期刊《自然生物医学工程》上。

智能缝合线是如何工作的?

新加坡国立大学团队的发明具有三个关键组件：医用级丝线缝线，涂有导电聚合物，使其能够响应无线信号;无电池电子传感器;以及用于从体外操作缝合线的无线阅读器。

这些智能缝合线的一个优点是它们的使用涉及对标准手术程序的最小修改。在缝合伤口期间，缝合线的绝缘部分穿过电子模块，并通过将医用硅胶应用于电触点来固定。

整个手术缝线然后用作射频识别(RFID) 标签，可以由外部阅读器读取，该阅读器向智能缝合线发送信号并检测反射信号。反射信号频率的变化表明伤口部位可能存在手术并发症。

智能缝合线的读取深度可达 50 毫米，具体取决于所涉及的缝合线的长度，并且通过增加缝合线的导电性或无线读取器的灵敏度，可以进一步延长深度。

与现有的缝合线、夹子和缝钉类似，当并发症的风险已经过去时，智能缝合线可以通过微创手术或内窥镜手术在术后移除。

早期发现伤口并发症

为了检测不同类型的并发症——例如胃渗漏和感染——研究小组在传感器上涂上了不同类型的聚合物凝胶。

智能缝合线还能够检测它们是否已断裂或散开，例如在开裂(伤口分离)期间。如果缝线断裂，由于智能缝线形成的天线长度减少，外部读取器接收到的信号减弱，提醒主治医生采取行动。

治愈效果好，临床使用安全

在实验中，该团队表明，智能缝合线和未经修饰的医用级丝线缝合的伤口都可以自然愈合，没有显着差异，前者提供了无线传感的额外好处。

该团队还测试了聚合物涂层缝合线，发现其强度和对身体的生物毒性与普通缝合线无法区分，并且还确保操作该系统所需的功率水平对人体是安全的。

何副教授说：“目前，手术后并发症往往要等到患者出现疼痛、发烧或心率加快等全身症状时才会被发现。这些智能缝合线可作为早期预警工具，让医生提前干预这种并发症会危及生命，这会导致再次手术率降低、恢复更快并改善患者预后。”

进一步的发展

未来，该团队正在寻求开发一种便携式无线读取器，以取代目前用于无线读取智能缝合线的设置，即使在临床环境之外也能监测并发症。这可以使患者在手术后更早出院。

该团队现在正与外科医生和医疗器械制造商合作，调整缝合线以检测胃肠手术后的伤口出血和渗漏。他们还希望增加缝合线的操作深度，这将能够监测更深的器官和组织。

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