新型吲哚菁绿(ICG)荧光纱布的研发:照亮手术 “盲区”,减少医疗隐患

《Scientific Reports》:Development of a novel fluorescent gauze using indocyanine green

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决手术中纱布遗落问题,研究人员开展 ICG 荧光纱布研究,证实其体内外荧光效果良好,有望用于临床。

  

新型吲哚菁绿荧光纱布的研发:手术领域的创新突破

在手术的 “战场” 上,小小的纱布却有着不可或缺的作用。它就像外科医生的得力助手,擦拭血液、压迫器官、辅助手术操作,每一个步骤都有它的身影。然而,这位 “助手” 偶尔也会 “调皮捣蛋”。手术中纱布遗落的情况时有发生,一旦纱布遗留在患者体内,就如同埋下了一颗 “定时炸弹”,不仅会给患者带来额外的痛苦和健康风险,还会让医护人员陷入耗时费力的寻找工作中,甚至在寻找过程中,患者和医护人员还可能会遭受不必要的辐射。为了攻克这一难题,来自日本神户大学医学院等机构的研究人员展开了一场意义非凡的探索之旅,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
手术纱布遗落问题一直困扰着医疗界。据统计,在非专科急性护理医院的住院手术中,纱布和器械遗落的发生率在 1/8801 到 1/18,760 之间 。尽管目前已经采用了带有不透射线标记的纱布和标准化的纱布计数方案,但这一问题仍然存在。而吲哚菁绿(Indocyanine Green,ICG)荧光引导手术的广泛应用,为解决这一难题带来了曙光。研究人员设想,将 ICG 用于纱布染色,使其在近红外(Near-Infrared,NIR)光下发出荧光,这样就能轻松识别遗落在体内的纱布。于是,一场围绕 ICG 荧光纱布的研究就此展开。
研究人员依据神户国际医学联盟动物实验法规,在医疗器械创新平台开展研究,并获得了机构动物护理和使用委员会的批准。他们选用一头 38kg 的雌性猪作为实验对象,在手术前对其进行了一系列准备工作,包括适应环境、禁食、镇静和麻醉等。
在实验过程中,研究人员首先将 ICG 溶解在甘油、乙醇、蒸馏水和 5% 牛血清白蛋白这四种溶剂中,再用蒸馏水将各溶液稀释 10 - 倍,得到 ICG 稀释溶液。接着,将这些溶液进一步稀释 5 - 倍制成染液,用于浸泡消毒后的纱布,从而制备出荧光纱布。
为了评估荧光纱布的性能,研究人员利用腹腔镜相机系统,在白色光和 NIR 光下对稀释的 ICG 溶液和荧光纱布进行成像观察。同时,使用基于 Java 的图像处理程序 ImageJ 测量荧光强度(Fluorescence Intensity,FI),并采用 Tukey - Kramer 方法对数据进行统计分析。
研究结果令人欣喜。在体外实验中,不同溶剂稀释的 ICG 溶液荧光强度表现各异,其中 1000 倍稀释的 ICG 溶液荧光强度最高。而对于荧光纱布,100 倍染液染色的纱布荧光强度最强,且乙醇和甘油组的荧光强度明显强于水组,水组又强于白蛋白组。
在体内实验中,将 100 倍染液染色的荧光纱布放入猪的腹腔后,在 NIR 成像下,每块纱布都发出了强烈的荧光。甘油组染色的纱布荧光能穿透多达三层肠系膜,乙醇、水和白蛋白组的荧光能穿透两层肠系膜。不过,在出血情况下,荧光纱布吸收血液后荧光强度会略有下降。
综合研究结果,研究人员成功开发出了在体内外 NIR 成像下均能发出强荧光的纱布。这一成果意义重大,它为减少手术中纱布遗落的风险提供了新的解决方案,有望在临床手术中广泛应用。同时,荧光纱布还可用于 ICG 荧光引导手术,作为手术操作的有效标记。
然而,这项研究也存在一些局限性。目前的纱布只是原型,染料溶液的最佳浓度尚未确定,在测量 FI 时存在选择偏差,荧光纱布可能存在染色不均的问题,而且还需要进一步研究荧光残留对组织的影响、最佳储存方法以及 NIR 光强度对 FI 的影响等。此外,ICG 与纤维素的结合机制也有待进一步通过分子结构分析来阐明。未来,临床使用的荧光纱布需要按照医用纱布标准生产,并在各种手术中验证其安全性和有效性。
尽管前路漫漫,但此次研究无疑为手术领域带来了新的希望。随着研究的不断深入和完善,ICG 荧光纱布有望成为手术中的 “标配”,为患者的健康保驾护航,让手术变得更加安全、高效。

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