پایش زخم‌های جراحی بعد از عمل، اقدامی مهم برای جلوگیری از عفونت، باز شدن زخم و سایر عوارض است. با این حال هنگامی که محل جراحی در عمق بدن قرار داد، پایش عموما محدود به مشاهدات درمانگاهی یا بررسی‌های گران‌قیمت رادیولوژی است که اغلب نمی‌توانند عوارض تهدیدکننده زندگی را قبل از وقوع شناسایی کنند. حسگر‌های بیوالکترونیک سخت (Hard bioelectronic sensors) را می‌توان برای نظارت مداوم در بدن کارگذاشت اما ممکن است به خوبی به بافت حساس زخم نچسبد. برای تشخیص سریع عوارض ناشی از زخم، تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور John Ho استادیار مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) و همچنین موسسه نوآوری و فناوری سلامت NUS، بخیه‌ای هوشمند بدون باتری اختراع کردند که می‌تواند به صورت بی‌سیم اطلاعات را از محل‌های عمیق جراحی حس کرده و انتقال دهد. این بخیه‌های هوشمند دربردارنده‌ی یک حسگر الکترونیک کوچک هستند که می‌تواند بر یکپارچگی زخم، نشت معده و حرکات اندک بافت نظارت داشته باشند در عین حال ترمیم بافتی آنها مشابه بخیه‌های معمولی است.

این پیشرفت تحقیقاتی برای اولین بار در مجله علمی Nature Biomedical Engineering منتشر شد.

اختراع تیم NUS سه جزء مهم دارد: بخیه سیلک پوشیده شده با یک پلیمر رسانا که به آن اجازه پاسخگویی به سیگنال‌های بی‌سیم را می‌دهد، یک حسگر الکترونیک بدون باتری و یک خوانشگر بی‌سیم که برای اداره بخیه از خارج از بدن استفاده می‌شود. یکی از مزیت‌های استفاده از این بخیه‌های هوشمند، حداقل تغییرات در روند استاندارد جراحی است. هنگام دوختن زخم، ماژول الکتریکی از طریق بخش عایق بخیه روی زخم دوخته و از طریق سیلیکون پزشکی، روی سطح الکتریکی محکم می‌شود. سپس کل بخیه به عنوان یک برچسب شناسایی فرکانس رادیویی (Radio-frequency identification) عمل می‌کند و می‌تواند توسط خوانشگر خارجی که یک سیگنال به بخیه هوشمند ارسال و سیگنال منعکس شده را شناسایی می‌کند، خوانده شود. تغییر در فرکانس سیگنال منعکس شده، نشان‌دهنده‌ی عارضه جراحی احتمالی در موضع زخم است.

بسته به طول بخیه،‌ بخیه‌های هوشمند می‌توانند تا عمق ۵۰ میلی‌متری خوانده شوند،که این عمق را می‌توان با افزایش رسانایی بخیه‌ها یا حساسیت خوانشگر بی‌سیم بیشتر کرد. مانند سایر بخیه‌ها، گیره‌ها و منگنه‌ها، بخیه‌های هوشمند را پس از برطرف شدن خطر عوارض جراحی می‌توان با روش جراحی کم‌تهاجم یا آندوسکوپی برداشت.

 برای تشخیص انواع عوارض- مانند نشت معده و عفونت- تیم تحقیقاتی حسگر را با انواع مختلف ژل پلیمری پوشش‌ دادند. همچنین بخیه‌های هوشمند درصورت شکسته یا باز شدن، به عنوان مثال حین پارگی ناشی از بازشدن زخم قابل تشخیص هستند. اگر بخیه شکسته شود، خوانشگر خارجی، سیگنال کاهش یافته را به دلیل کاهش طول آنتن ایجاد شده توسط بخیه هوشمند دریافت می‌کند و به پزشک معالج هشدار می‌دهد که اقدامات لازم را انجام دهد.

تیم تحقیقاتی در آزمایش‌ها نشان دادند زخم‌هایی که با بخیه‌های هوشمند یا سیلک اصلاح نشده‌ بسته می‌شوند، هردو و بدون تفاوت معنی‌دار به شکل طبیعی بهبود می‌یابند ولی بخیه‌های هوشمند به دلیل وجود حسگر بی‌سیم مزیت بیشتری دارند. این تیم همچنین بخیه‌های پوشانده شده با پلیمر را آزمایش کردند و دریافتند استحکام و سمیت زیستی آن برای بدن از بخیه‌های معمولی قابل تفریق نیست و اطمینال حاصل کردند که سطح قدرت مورد نیاز برای عملکرد سیستم، برای بدن ایمن است. پروفسور Ho گفت: در حال حاضر، عوارض بعد از جراحی اغلب تا زمانی که بیمار علائم عمومی مانند درد، تب یا ضربان قلب بالا را تجربه نکند، شناسایی نمی‌شوند. این بخیه‌های هوشمند می‌توانند به‌عنوان یک ابزار هشدار اولیه برای پزشکان به منظور مداخله قبل از ایجاد عارضه‌ی تهدید کننده‌ زندگی مورد استفاده قرار گیرند و می‌توانند منجر به کاهش میزان جراحی مجدد، بهبودی سریع‌تر و بهبود شرایط بیمار شوند.

این تیم در آینده به دنبال توسعه یک خوانشگر بی‌سیم قابل حمل است تا جایگزین تنظیماتی که در حال حاضر برای خواندن بخیه‌های هوشمند استفاده می‌شود، شود و امکان نظارت بر عوارض بعد از عمل را حتی خارج از کلینیک فراهم کند. این امر بیماران را قادر می‌سازد بعد از جراحی، زودتر از بیمارستان مرخص شوند. این تیم اکنون با جراحان و سازندگان دستگاه‌های پزشکی کار می‌کنند تا از این بخیه‌ها برای تشخیص خونریزی زخم و نشت، پس از جراحی دستگاه گوارش استفاده کنند. آنها همچنین به دنبال افزایش عمق عملکرد بخیه‌ها که امکان نظارت بر اندام‌ها و بافت‌های عمیق‌تر را فراهم می‌کند، هستند.

منبع:

https://healthcare-in-europe.com/en/news/smart-sutures-to-monitor-deep-surgical-wounds.html