Saúde

Suturas inteligentes para monitorar feridas cirúrgicas profundas
Sensores bioeletrônicos rígidos podem ser implantados no corpo para monitoramento contínuo, mas podem não se integrar bem com o tecido sensível da ferida.
Por Universidade Nacional de Cingapura - 29/12/2021


Suturas cirúrgicas com um módulo eletrônico conectado para monitoramento sem fio e sem bateria de locais cirúrgicos profundos. Crédito: Universidade Nacional de Cingapura

O monitoramento de feridas cirúrgicas após uma operação é uma etapa importante para prevenir infecções, separação de feridas e outras complicações.

No entanto, quando o local da cirurgia é profundo no corpo, o monitoramento é normalmente limitado a observações clínicas ou investigações radiológicas caras que muitas vezes falham em detectar complicações antes que se tornem fatais.

Sensores bioeletrônicos rígidos podem ser implantados no corpo para monitoramento contínuo, mas podem não se integrar bem com o tecido sensível da ferida.

Para detectar complicações da ferida assim que elas acontecem, uma equipe de pesquisadores liderada pelo Professor Assistente John Ho do NUS Electrical and Computer Engineering, bem como do NUS Institute for Health Innovation & Technology, inventou uma sutura inteligente que não tem bateria e pode detecte e transmita sem fio informações de locais cirúrgicos profundos.

Essas suturas inteligentes incorporam um pequeno sensor eletrônico que pode monitorar a integridade da ferida, vazamento gástrico e micromoções de tecido, enquanto fornece resultados de cura que são equivalentes a suturas de grau médico.

Este avanço de pesquisa foi publicado pela primeira vez na revista científica Nature Biomedical Engineering em 15 de outubro de 2021.

Como funcionam as suturas inteligentes?

A invenção da equipe NUS tem três componentes principais: uma sutura de seda de grau médico que é revestida com um polímero condutor para permitir que ela responda a sinais sem fio ; um sensor eletrônico sem bateria; e um leitor sem fio usado para operar a sutura de fora do corpo.

Uma vantagem dessas suturas inteligentes é que seu uso envolve uma modificação mínima do procedimento cirúrgico padrão. Durante a sutura da ferida, a seção isolante da sutura é enfiada através do módulo eletrônico e fixada com a aplicação de silicone médico nos contatos elétricos.

Todo o ponto cirúrgico funciona então como uma etiqueta de identificação por radiofrequência (RFID) e pode ser lido por um leitor externo, que envia um sinal para a sutura inteligente e detecta o sinal refletido. Uma mudança na frequência do sinal refletido indica uma possível complicação cirúrgica no local da ferida.
 
As suturas inteligentes podem ser lidas até uma profundidade de 50 mm, dependendo do comprimento dos pontos envolvidos, e a profundidade pode ser potencialmente estendida aumentando a condutividade da sutura ou a sensibilidade do leitor sem fio.

Semelhante a suturas, clipes e grampos existentes, as suturas inteligentes podem ser removidas no pós-operatório por um procedimento cirúrgico ou endoscópico minimamente invasivo quando o risco de complicações tiver passado.

Detecção precoce de complicações da ferida

Para detectar diferentes tipos de complicações, como vazamento gástrico e infecção, a equipe de pesquisa revestiu o sensor com diferentes tipos de gel de polímero.

As suturas inteligentes também são capazes de detectar se elas se quebraram ou se desfiaram, por exemplo, durante deiscência (separação da ferida). Se a sutura for rompida, o leitor externo capta um sinal reduzido devido à diminuição do comprimento da antena formada pela sutura inteligente, alertando o médico assistente para a ação.

Bons resultados de cura, seguros para uso clínico

Em experimentos, a equipe mostrou que feridas fechadas por suturas inteligentes e suturas de seda de grau médico não modificadas cicatrizaram naturalmente sem diferenças significativas, com a primeira fornecendo o benefício adicional de detecção sem fio.

A equipe também testou as suturas revestidas com polímero e descobriu que sua resistência e biotoxicidade para o corpo eram indistinguíveis das suturas normais, e também garantiu que os níveis de energia necessários para operar o sistema eram seguros para o corpo humano.

Asst Prof Ho disse: "Atualmente, complicações pós-operatórias muitas vezes não são detectadas até que o paciente experimente sintomas sistêmicos como dor, febre ou frequência cardíaca elevada. Essas suturas inteligentes podem ser usadas como uma ferramenta de alerta precoce para permitir que os médicos intervenham antes a complicação torna-se fatal, o que pode levar a taxas mais baixas de reoperação, recuperação mais rápida e melhores resultados para os pacientes. "

Desenvolvimento adicional

No futuro, a equipe está procurando desenvolver um leitor sem fio portátil para substituir a configuração usada atualmente para ler as suturas inteligentes sem fio, permitindo a vigilância de complicações mesmo fora dos ambientes clínicos. Isso pode permitir que os pacientes recebam alta hospitalar mais cedo após a cirurgia.

A equipe agora está trabalhando com cirurgiões e fabricantes de dispositivos médicos para adaptar as suturas para detectar sangramento e vazamento após cirurgia gastrointestinal. Eles também estão procurando aumentar a profundidade operacional das suturas, o que permitirá que órgãos e tecidos mais profundos sejam monitorados.

 

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