In vivo real-time monitoring of tissue perfusion via L-lactate levels in interstitial fluid: an innovative and portable microfluidic device trial using a pig model
Research article published in International journal of surgery (London, England) (2026)
Abstract
BACKGROUND: The postoperative assessment of the tissue is a major challenge in reconstructive flap surgery. Lactate serves as a key indicator of metabolic dysfunction, providing essential insights into tissue oxygenation and perfusion, cellular stress, and identifying potential pathological conditions. Consequently, continuous monitoring of lactate levels is vital for postoperative tissue analysis in patients undergoing microvascular tissue transfer to prevent serious complications. However, methodologies for the time-resolved sensing of metabolic biomarkers across various body fluids still pose a major challenge and are currently out of reach. MATERIALS AND METHODS: To address the need for time-resolved detection, we developed an innovative portable device relying on droplet-based microfluidics technology for monitoring lactate levels in interstitial fluids (ISFs) in an enzyme-based fluorometric manner. This device was evaluated on individual animal samples and during in vivo trials, with results benchmarked against a standard clinical blood gas analyzer. RESULTS: System demonstrates high accuracy and sensitivity (limit of detection of ca . 2 µM versus 100 µM for the clinical method), coupled with a short response time ( ca. 0.5 minutes) and reagent-saving process (reducing 90% reagent usage in traditional methods). Using a microdialysis probe, we enabled continuous and minimally invasive collection of ISF dialysate. The lactate measurements in ISF closely correlate with those obtained from the blood gas analyzer and exhibited long-term stability, delivering high temporal resolution (0.5 seconds intervals) over an 8-hour animal trial. Comparative analysis revealed that lactate levels in ISF were consistently higher and exhibited a slight lag compared to blood lactate levels. CONCLUSION: This approach demonstrated highly selective, sensitive, and robust detection of lactate in a clinical environment, with a microfluidics-powered instrument. We expect that this strategy can be used in the future as a tool for time-resolved biomarkers monitoring for bedside postoperative care.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
A portable droplet-microfluidics device with microdialysis continuously monitored interstitial fluid lactate in pigs over an 8-hour trial, with values closely correlating with a clinical blood gas analyzer, offering a potential tool for postoperative flap perfusion surveillance.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
In dieser Studie wurde ein tragbares tröpfchenbasiertes mikrofluidisches Gerät entwickelt, das kontinuierlich L-Laktat in der interstitiellen Flüssigkeit als Marker der Gewebeperfusion misst, und es wurde an einem Schweinemodell getestet, wobei über eine niedrige Nachweisgrenze (~2 µM), eine schnelle Ansprechzeit (~0,5 min) und Laktatwerte berichtet wurde, die über einen 8-stündigen Versuch mit einem klinischen Blutgasanalysator übereinstimmten. Für die Hirudotherapie ist dies kontextuell nützlich, weil medizinische Blutegel am häufigsten zur Rettung venös gestauter Haut und mikrochirurgischer freier Lappen eingesetzt werden, bei denen die frühe, zuverlässige Erkennung einer versagenden Perfusion darüber entscheidet, ob rechtzeitig Rettungsmaßnahmen eingeleitet werden. Die ehrliche Einschränkung ist, dass es sich um eine präklinische Geräteerprobung an Tieren handelt, die an einem Laborinstrument gemessen wurde, und nicht um eine klinische Studie zu Patientenergebnissen, und dass sie die Blutegeltherapie selbst nicht einbezieht; sie betrifft das Überwachungsumfeld rund um die Lappenversorgung und nicht eine blutegelspezifische Intervention.
Zitation
In vivo real-time monitoring of tissue perfusion via L-lactate levels in interstitial fluid: an innovative and portable microfluidic device trial using a pig model.
Zhao et al. · International journal of surgery (London, England), 2026
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 28. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026