Minimally invasive surgical techniques, including endoscopic and robotic procedures, continue to revolutionize patient care, for their ability to minimize surgical trauma, thus promoting faster recovery and reduced hospital stays. Yet, the suturing of soft tissues ensuring damage-free tissue bonding during these procedures remains challenging due to missing haptics and the fulcrum effect. Laser tissue soldering has potential in overcoming these issues, offering damage-free seamless tissue fusion. To ensure the precision and safety of laser tissue soldering, we introduce feedback controlled fluorescent nanothermometry-guided laser tissue soldering using nanoparticle-protein solders within endoscopic and robotic contexts. Temperature-sensitive fluorescent nanoparticles embedded in the solder provide surgeons with immediate feedback on tissue temperatures during laser application, all while within the confines of minimally invasive (robotic) surgical setups. By integrating fluorescent nanothermometry-guided laser tissue surgery into endoscopic and robotic surgery, we pave the way for a new approach for safe and atraumatic soft tissue joining, especially in regions where traditional suturing is unfeasible.

Abstract This study explores the critical interplay between lobular geometry and the zonated distribution of cytochrome P450 (CYP) enzymes across species. We present an innovative approach to assess lobular geometry and zonation patterns using whole slide imaging (WSI). This method allows a detailed, systematic comparison of lobular structures and spatial distribution of key CYP450 enzymes and glutamine synthetase in four different species (mouse, rat, pig, and human). Our results shed light on species differences in lobular geometry and enzymatic zonation, providing critical insights for drug metabolism research. Based on our approach we could determine the minimum number of lobules required for a statistically representative analysis, an important piece of information when evaluating liver biopsies and deriving information from WSI.

ABSTRACT Millions of patients every year undergo gastrointestinal surgery. While often lifesaving, sutured and stapled reconnections leak in around 10% of the cases. Penetration of digestive fluids into the peritoneal cavity may lead to dreadful complications, including sepsis and premature death. Modern suture supports and tissue adhesives only insufficiently address the issue. Due to the scarcity of alternatives, surgeons rely on monitoring surrogate markers and clinical symptoms, which oftentimes lack sensitivity and specificity, hence only offering late-stage detection of already fully developed leaks. Here, a first-of-its-kind, modular, intelligent suture support patch capable of sealing and monitoring leaks under harsh gastrointestinal conditions is presented. The smart adhesive layered hydrogel patch provides, in addition to unprecedented tissue sealing under most demanding conditions, unique leak-detection capabilities based on pH and/or enzyme-responsive sensing elements, which can be read out by non-invasive point-of-need ultrasound imaging. Reliable detection of the breaching of sutures in as little as 3 hours in intestinal leak and 15 minutes in gastric leak conditions, and before an actual leak develops, is demonstrated. This technology paves the way for next-generation suture support materials that offer disambiguation in cases of anastomotic leaks based on point-of-need monitoring, without reliance on complex electronics or bulky (bio)electronic implantables. Summary Electronic-free smart surgical hydrogel sealants leveraging tissue-penetrating polymer networks and trigger-responsive echogenic entities to enable point-of-need monitoring and early anastomotic leak detection using a hand-held ultrasound transducer and a smartphone.

Abstract While often life-saving, surgical resectioning of diseased tissues puts patients at risk for post-operative complications. Sutures and staples are well-accepted and routinely used to reconnect tissues, however, their mechanical mismatch with biological soft tissue and invasiveness contribute to wound healing complications, infections, and post-operative fluid leakage. In principle, laser tissue soldering offers an attractive, minimally-invasive alternative for seamless soft tissue fusion. However, despite encouraging experimental observations, including accelerated healing and lowered infection risk, critical issues related to temperature monitoring and control during soldering and associated complications have prevented their clinical exploitation to date. Here, we introduce intelligent laser tissue soldering (iSoldering) with integrated nanothermometry as a promising yet unexplored approach to overcoming the critical shortcomings of laser tissue soldering. We demonstrate that adding thermoplasmonic and nanothermometry nanoparticles to proteinaceous solders enables heat confinement and non-invasive temperature monitoring and control, offering a route to high-performance, leak-tight tissue sealing even at deep tissue sites. The resulting tissue seals exhibit excellent mechanical properties and resistance to chemically-aggressive digestive fluids, including gastrointestinal juice. The iSolder can be readily cut and shaped by surgeons to optimally fit the tissue defect and can even be applied using infrared light from a medically approved light source, hence fulfilling key prerequisites for application in the operating theatre. Overall, iSoldering enables reproducible and well-controlled high-performance tissue sealing, offering new prospects for its clinical exploitation in diverse fields ranging from cardiovascular to visceral and plastic surgery. Teaser Intelligent solders containing nanothermometers and thermoplasmonics offer new route to high-performance tissue sealing.