Операции на брюшной полости в общей хирургии связаны с потенциальным риском возникновения утечек в местах наложения швов, что может привести к проникновению содержимого пищеварительного тракта в брюшную полость. Выход в брюшную полость желудочного сока и остатков пищи, содержащих бактерии, может привести к развитию перитонита или сепсиса.

Использование специальных пластырей для дополнительной герметизации швов в брюшной полости позволяет снизить риск данного осложнения, однако клинический успех не всегда гарантирован из-за вариаций в адгезии тканей. Пластыри, изготовленные из материала на основе белков, слишком быстро растворяются при контакте с желудочным соком.

Исследователи из Швейцарии разработали синтетический гидрогелевый пластырь со специальным "зрением", позволяющим выявлять несостоятельность швов на ранних стадиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

Сенсоры пластыря представляют собой специальные белковые структуры и соли, встроенные в пластырь, которые реагируют либо на изменение pH, вызванное желудочным соком, либо на определенные ферменты, присутствующие в кишечнике. При контакте сенсорных элементов с пищеварительными соками происходит изменение их структуры, выявляемые с помощью неинвазивных методов диагностики. Например, при взаимодействии желудочного сока с материалом сенсора в матрице пластыря образуются пузырьки газа. Данные пузырьки доступны для визуализации с использованием ультразвука. В зависимости от места утечки, реакция происходит в течение нескольких минут или нескольких часов.

Устройство работы пластыря

В ходе последних разработок исследователи еще больше расширили возможности инновационного пластыря. Теперь наличие утечки можно обнаружить с помощью компьютерной томографии (КТ). Обнаружить утечку помогает новый состав материала встроенного сенсора, который благодаря нерастворимому соединению оксида тантала может принимать форму, заметную на снимках КТ. При контакте с желудочным соком контраст меняет свою форму с круглой на кольцеобразную.

Кроме всего вышеперечисленного, материал пластыря обладает необходимыми для закрытия ран свойствами: прочную адгезию к тканям и устойчивость к воздействию пищеварительных жидкостей. Помимо этого, при необходимости пластырь может выделять лекарственные препараты, например, антибиотики.

Таким образом, по мнению авторов, данный инновационный пластырь позволит не только снизить риск осложнений после операций на брюшной полости, но и сократить длительность пребывания в стационаре и снизить стоимость лечения.

Источник: Benjamin Suter et al. Surgical Sealant with Integrated Shape‐Morphing Dual Modality Ultrasound and Computed Tomography Sensors for Gastric Leak Detection // Advanced Science. 2023