(Researchers have developed a hydrogel patch that can be used after abdominal surgery to hold wounds together and detect leakage from suture sites. Credit: Empa)
(a) Gastric surgery puts a patient at risk of postoperative complications caused by leaking tissue reconnections, releasing gastric fluids into the abdominal cavity. b) The dual-modality leak-detecting patch allows early leak detection via computed tomography (CT) and ultrasound (US) based on contrast changes due to the decomposition of barium (or lanthanum) carbonate and the formation of carbon dioxide (CO2) bubbles entrapped in the hydrogel matrix. Credit: Suter et al./Empa)
위 수술이나 소장, 대장 수술 직후 가장 문제가 되는 일은 바로 수술 부위가 새는 것입니다. 위산이 새는 경우 내장과 복막을 녹이면서 여러 가지 합병증을 만들고 대장이 새는 경우에는 세균이 가득한 내용물이 심각한 복막염을 만들 수 있습니다. 이런 이유로 수술 후에는 금식하면서 상태를 잘 관찰해야 합니다.
문제는 실제로 수술 부위가 새더라도 염증이 진행되어 환자가 증상을 호소하거나 열이 나기 전에는 확인할 수 없다는 것입니다. 따라서 재수술 시기를 놓치고 수술 후 합병증이 심해질 수 있습니다.
스위스 연방 소재 과학기술 연구소와 취리히 연방 공대 (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa) and ETH Zurich) 의 과학자들은 이 문제를 해결할 수 있는 패치를 개발했습니다.
이 스마트 패치는 신축성 좋은 폴리아크릴아마이드 polyacrylamide 소재로 되어 있습니다. 수술 부위에서 위산이 새는 걸 감지하는 역할은 전자 센서가 아니라 탄산염에 의존합니다. 탄산 바륨 (Barium carbonate) 은 현재도 인체에 무해한 조영제로 사용되고 있고 탄산 란타늄 (lanthanum carbonate)은 신장병 환자에서 치료제로 사용됩니다. 따라서 패치에 사용해도 큰 독성이 없습니다.
(동영상)
만약 위산이 새면 탄산 바륨이나 탄산 란타늄을 녹이면서 이산화탄소에 의한 기포가 형성됩니다. 그리고 바륨이나 란타늄이 녹아서 번지게 됩니아. 기포는 초음파로 감지할 수 있고 바륨이나 란타늄은 CT로 확인이 가능합니다. 돼지를 이용한 동물 모델에서 연구팀은 이 패치가 의도대로 작동한다는 것을 확인했습니다.
물론 사람에 적용하기 위해서는 앞으로 많은 후속 연구가 필요하지만, 만약 임상에 적용되면 초음파나 CT로 조기에 누출을 진단해 상태가 악화되기 전에 재수술에 들어갈 수 있을 것으로 기대됩니다. 그리고 패치 자체가 누출을 일부 막아주는 효과도 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 앞으로 결과가 궁금합니다.
참고
https://newatlas.com/medical/intra-abdominal-patch-senses-hidden-postop-threat/
https://www.empa.ch/web/s604/sensorpflaster
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