Негерметичность швов после брюшной полости Хирургическое вмешательство представляет собой потенциально опасное для жизни осложнение, которое хирурги могут обнаружить не сразу. В настоящее время исследователи разработали пластырь из гидрогеля, который не только помогает закрыть рану, но и быстро обнаруживает утечки в местах швов внутри брюшной полости.
Когда хирург удаляет, скажем, участок кишечника и сшивает концы вместе в то, что называется анастомозом, есть шанс, что он может протечь. Проблема в том, что как только кожа закрыта, хирург может не знать, происходит ли утечка внутри брюшной полости.
Несостоятельность анастомоза вызывает попадание высококислотной желудочной жидкости в брюшную полость и может привести к серьезным осложнениям, таким как воспаление и инфицирование тканей, выстилающих полость (перитонит), а также опасное для жизни заражение крови (сепсис). Утечку часто обнаруживают только после того, как у пациента появились такие симптомы, как боль и лихорадка, а общее состояние здоровья ухудшилось.
Проблема с разработкой устройства, которое либо способствует закрытию анастомоза, либо контролирует его утечку, заключается в том, что оно должно выдерживать высокую кислотность желудочно-кишечной жидкости без разрушения. Теперь исследователи из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологии (Empa) и ETH Zurich разработали пластырь для обнаружения утечек, который может противостоять кислой среде кишечника и может также помочь при закрытии раны.
«Хирурги рассказали нам, что они внимательно следят за операционным полем даже во время самых сложных процедур, но как только брюшная полость закрывается, они «слепы» и могут не заметить подтекания, пока не станет слишком поздно», — сказал он. Александр Антис, один из авторов исследования.
Пластырь представляет собой слоистый гидрогелевый матрикс, залитый карбонатными солями бария или лантана, которые действуют как неэлектронные датчики. Карбонат бария уже широко используется в качестве рентгеноконтрастного вещества, а карбонат лантана используется для снижения высокого уровня фосфатов в крови, вызванного заболеванием почек.
Когда карбонат вступает в контакт с кислой пищеварительной жидкостью, он разлагается, образуя пузырьки углекислого газа, которые остаются в матрице гидрогеля. Пузырьки можно увидеть с помощью ультразвука, поскольку они выделяются на фоне окружающих тканей благодаря высокой контрастности.
Являясь своего рода «резервным» механизмом обнаружения утечек, пластырь также меняет форму в присутствии пищеварительных жидкостей — в кольцо или линию — что облегчает его обнаружение с помощью компьютерной томографии (КТ). Это означает, что пластырь обеспечивает «двойную модальность» обнаружения: утечки видны как на УЗИ, так и на КТ, включая КТ со сверхнизкой дозой облучения.
а) Операции на желудке подвергают пациента риску послеоперационных осложнений, вызванных несостоятельностью тканевых пересоединений, выходом желудочного сока в брюшную полость. b) Пластырь для обнаружения утечек двойного действия позволяет обнаруживать утечку на ранней стадии с помощью компьютерной томографии (КТ) и ультразвука (УЗИ) на основе изменения контраста из-за разложения карбоната бария (или лантана) и образования пузырьков углекислого газа (CO2). захвачены гидрогелевой матрицей. Suter et al./Empa
«В будущем датчик, форма которого четко выделяется на фоне анатомических структур на КТ и ультразвуковых изображениях, может уменьшить неопределенность диагностики предстоящей утечки», — сказала Инге Херрманн, соавтор соответствующий автор исследования.
Тестируя свой пластырь на моделях поросят, исследователи обнаружили, что оба карбоната реагируют исключительно на кислые условия, связанные с контактом с желудочным соком, и, следовательно, с меньшей вероятностью дают ложноположительные результаты. В зависимости от площади утечки реакция, вызванная контактом с желудочным соком, происходила в течение нескольких минут или нескольких часов. Обычно медицинским работникам приходится полагаться на клинические признаки утечки, для проявления которых может потребоваться время.
Более того, датчики карбоната инкапсулированы в полиакриламид, водопоглощающий полимер, который позволяет пластырю плотно прилегать к месту раны, герметизируя его и одновременно останавливая его движение. Это, по словам исследователей, может снизить риск осложнений после абдоминальной хирургии и сократить время пребывания в больнице.
Несмотря на то, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить долгосрочную судьбу их поддерживающего рану сенсорного пластыря, исследователи говорят, что их устройство предлагает экономичный способ быстрого обнаружения утечек и своевременного лечения.
«Проект кишечного пластыря уже вызывает большой интерес со стороны медиков», — сказал Херрманн.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science, а приведенное ниже видео, созданное Empa, рассказывает о преимуществах патча для обнаружения утечек.
«Умный» пластырь-герметик обнаруживает протечки после операции
