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El seguimiento de las heridas quirúrgicas después de una operación es un paso importante para prevenir infecciones, separación de heridas y otras complicaciones.

Sin embargo, cuando el sitio de la cirugía es profundo en el cuerpo, el monitoreo normalmente se limita a observaciones clínicas o investigaciones radiológicas costosas que a menudo no detectan complicaciones antes de que se conviertan en una amenaza para la vida.

Los sensores bioelectrónicos duros se pueden implantar en el cuerpo para un control continuo, pero es posible que no se integren bien con el tejido sensible de la herida.

Para detectar complicaciones de heridas tan pronto como sucedan, un equipo de investigadores dirigido por el Profesor Asistente John Ho de la Ingeniería Eléctrica e Informática de la NUS, así como del Instituto de Innovación y Tecnología de la Salud de la NUS, ha inventado una sutura inteligente que no requiere batería y puede detecta y transmite información de manera inalámbrica desde sitios quirúrgicos profundos.

Estas suturas inteligentes incorporan un pequeño sensor electrónico que puede controlar la integridad de la herida, la fuga gástrica y los micromovimientos de los tejidos, al mismo tiempo que proporciona resultados de cicatrización equivalentes a los de las suturas de grado médico.

Este avance de la investigación se publicó por primera vez en la revista científicaNaturaleza Ingeniería Biomédicael 15 de octubre de 2021.

¿Cómo funcionan las suturas inteligentes?

El invento del equipo de NUS tiene tres componentes clave: una sutura de seda de grado médico recubierta con un polímero conductor que le permite responder aseñales inalámbricas;un sensor electrónico sin batería;y un lector inalámbrico utilizado para operar la sutura desde el exterior del cuerpo.

Una ventaja de estas suturas inteligentes es que su uso implica una modificación mínima del procedimiento quirúrgico estándar.Durante la costura de la herida, la sección aislante de la sutura se pasa a través del módulo electrónico y se asegura aplicando silicona médica a los contactos eléctricos.

Todo el punto quirúrgico funciona entonces como unidentificación de frecuencia de radio(RFID) y puede ser leído por un lector externo, que envía una señal a la sutura inteligente y detecta la señal reflejada.Un cambio en la frecuencia de la señal reflejada indica una posible complicación quirúrgica en el sitio de la herida.

Las suturas inteligentes se pueden leer hasta una profundidad de 50 mm, dependiendo de la longitud de los puntos involucrados, y la profundidad podría ampliarse potencialmente aumentando la conductividad de la sutura o la sensibilidad del lector inalámbrico.

De manera similar a las suturas, clips y grapas existentes, las suturas inteligentes pueden retirarse después de la operación mediante un procedimiento quirúrgico o endoscópico mínimamente invasivo cuando haya pasado el riesgo de complicaciones.

Detección temprana de complicaciones de la herida.

Para detectar diferentes tipos de complicaciones, como fugas gástricas e infecciones, el equipo de investigación cubrió el sensor con diferentes tipos de gel polimérico.

Las suturas inteligentes también pueden detectar si se han roto o desenredado, por ejemplo, durante la dehiscencia (separación de la herida).Si se rompe la sutura, el lector externo capta una señal reducida debido a una reducción en la longitud de la antena formada por la sutura inteligente, alertando al médico tratante para que tome medidas.

Buenos resultados de curación, seguro para uso clínico

En los experimentos, el equipo demostró que las heridas cerradas con suturas inteligentes y las suturas de seda de grado médico sin modificar se curaron naturalmente sin diferencias significativas, y las primeras proporcionaron el beneficio adicional de la detección inalámbrica.

El equipo también probó las suturas recubiertas de polímero y descubrió que su fuerza y ​​biotoxicidad para el cuerpo no se distinguían de las suturas normales, y también se aseguró de que los niveles de potencia necesarios para operar el sistema fueran seguros para el cuerpo humano.

El profesor asistente Ho dijo: “Actualmente, las complicaciones posoperatorias a menudo no se detectan hasta que el paciente experimenta síntomas sistémicos como dolor, fiebre o frecuencia cardíaca alta.Estas suturas inteligentes se pueden utilizar como una herramienta de alerta temprana para permitir que los médicos intervengan antes de que la complicación se convierta en una amenaza para la vida, lo que puede conducir a tasas más bajas de reintervención, una recuperación más rápida y mejores resultados para los pacientes”.

Mayor desarrollo

En el futuro, el equipo busca desarrollar un lector inalámbrico portátil para reemplazar la configuración que se usa actualmente para leer de forma inalámbrica las suturas inteligentes, lo que permite la vigilancia de las complicaciones incluso fuera de los entornos clínicos.Esto podría permitir que los pacientes sean dados de alta antes del hospital después de la cirugía.

El equipo ahora está trabajando con cirujanos y fabricantes de dispositivos médicos para adaptar las suturas para detectar hemorragias y fugas en heridas después de una cirugía gastrointestinal.También buscan aumentar la profundidad operativa de las suturas, lo que permitirá monitorear órganos y tejidos más profundos.

Proporcionado porUniversidad Nacional de Singapur