Inteliģenti matrači un sensori, lai aizsargātu vismaigāko ādu

Cilvēkiem, kuri nespēj patstāvīgi mainīt stāvokli, piemēram, jaundzimušajiem, slimiem un hospitalizētiem pacientiem, agrāk vai vēlāk ir tendence attīstīties spiediena izraisīti ādas bojājumi ilgstoši uz ādas.

Šveicē vien ik gadu ārstēšanai tiek iztērēti aptuveni 300 miljoni franku izgulējumi – problēma, kas var izraisīt vispārēju veselības stāvokļa pasliktināšanos un kas vēl nesen šķita nepārvarama.

Tomēr EMPA zinātnieki tikko nāca klajā ar to divi izcili risinājumi kas ļaus mums nepārprotami gudrā veidā risināt spiediena radīto traumu problēmu: kamēr Sangallo biomimētisko membrānu un audumu laboratorijā mēs strādājam pie īpašs matracis jaundzimušajiem, ProTex projekts apvieno pētniekus no EMPA, Bernes Universitātes, Austrumšveices Lietišķo zinātņu universitātes un Bischoff Textil AG Sanktgallenē, lai izstrādātu “inteliģentie” tekstila sensori kas palīdzēs gulošiem cilvēkiem, novēršot spiediena čūlu rašanos.

Revolucionārie sensori, kas var ietaupīt miljoniem bateriju
"Viedās" kontaktlēcas, lai izpētītu jaunu pasauli

Ceļš uz profilaksi iet caur zinātni

Kad mūsējie pelle ilgstoši tiek pakļauts pārmērīgam spiedienam, tas tiek sabojāts. Kādi ir rezultāti ādas bojājumi pazīstami kā izgulējumi, problēma, kas galvenokārt skar cilvēkus, kuri nevar patstāvīgi mainīt stāvokli.

Šajā kontekstā augsta riska grupas galvenokārt ir cilvēki ratiņkrēslos, vecāka gadagājuma cilvēki un daži hospitalizēti pacienti, tostarp jaundzimušie intensīvās terapijas nodaļās.

Šo bojājumu ārstēšana ir sarežģīta un diezgan dārga. "arī", viņš apgalvo Simons Annaheims, EMPA pētnieks Biomimētisko membrānu un tekstilizstrādājumu laboratorijā St. Gallenā, “Šīs spiediena traumas var saasināt esošās slimības“. Visprātīgākais ceļš, pēc jaunā zinātnieka domām, būtu no sākuma izvairieties no šādu brūču veidošanās.

Projekts, pie kura EMPA pētnieks strādā, īpaši pievēršas jaundzimušo vajadzības. Ādas īpašības dažādos vecumos patiesībā ir pilnīgi atšķirīgas: ja pieaugušajiem galvenie riska faktori ir ādas berze uz virsmas un auduma necaurlaidība, tad jaundzimušajiem rodas problēmas. tie ir pavisam cita veida.

Pēc Simona Annaheima domām, parastie matrači nav piemēroti mazuļiem, kuri nevar pārvietoties neatkarīgi. Tāpēc viņa komanda strādā ar pētniekiem no Cīrihes Politehnikums, Dell 'Cīrihes Lietišķo zinātņu universitāte (ZHAW) unCīrihes Universitātes Bērnu slimnīca lai atrastu optimālu atpūtas virsmu jaundzimušo maigajai ādai.

Robotika, “krāsu” sensors, kas imitē ādas jutīgumu
Efekts… bioloģiski noārdāmu 3D sensoru un displeju hameleons

Īpašs matracis jaundzimušo ādai

Izstrādāt matraci, kas spēj pielāgoties jaundzimušo individuālās vajadzības hospitalizēti, pētnieki sāka, nosakot spiediena apstākļus dažādos ļoti mazu bērnu ķermeņa reģionos: "Mūsu spiediena sensori to parādīja galva, pleci un mugurkaula apakšējā daļa tajās ir vislielākais izgulējumu risks", vēlreiz skaidro Annaheima.

Pamatojoties uz šo pieņēmumu, pētnieki izstrādāja īpašu gaisa matraci, kas sastāv no trīs istabas kuras ar palīdzību spiediena sensori un mikroprocesoru, var precīzi piepūst ar elektroniskā sūkņa palīdzību, samazinot spiedienu uz dažādām ķermeņa zonām.

Pateicoties infrasarkanā lāzera procesam, kas izstrādāts EMPA, bija iespējams izgatavot matraci, izmantojot a elastīga un daudzslāņu polimēru membrāna, maiga pret ādu un bez kairinošām šuvēm.

Pēc izstrādes laboratorijā mēs pārgājām uz praksi. Un pārbaužu iznākums bija vairāk nekā daudzsološs: salīdzinot ar putu matraci, prototips samazināja spiedienu uz neaizsargātajām ķermeņa daļām. līdz 40 procentiem. Atliek tikai paplašināt pētījuma jomu: drīzumā tiks uzsākta plašāka izmeklēšana Cīrihes Universitātes Bērnu slimnīcas Intensīvās terapijas medicīnas un neonatoloģijas nodaļā.

Tādējādi zarnu baktērijas sabojā bērnu miegu
Kosmoss un veselība: Šveices piemēri Château-d'Œx un Lichtensteig

Inteliģenti sensori, lai novērstu izgulējumus

Otrais projekts, kas tiek gatavots EMPA, ir vērsts uz pieaugušo vajadzībām, sākot no pavisam vienkāršas koncepcijas: galvenais ir konvertēt riska faktorus asinsspiediena traucējumu pārvēršanu trauksmes signālos, kas ir noderīgi operatoriem.

Ja ilgstoši paliekat tajā pašā stāvoklī, sēžot vai guļot, rodas asinsspiediena un asinsrites problēmas skābekļa trūkums audos: cilvēkiem, kas spēj brīvi kustēties, tas izraisa kustību refleksu, kas liek subjektam mainīt stāvokli. Tomēr cilvēkiem ar paraplēģiju vai komu tas neiroloģiskā atgriezeniskā saite var apturēt.

Šādos gadījumos par audu bojājumu risku var ziņot agri viedie sensori kā tie, kas izstrādāti ProTex projekts, kurā ir iesaistīti pētnieki no EMPA, Bernes Universitātes, Austrumšveices Lietišķo zinātņu universitātes (OST) un Bischoff Textil AG Sanktgallenē.

Jaunā sensoru sistēma sastāv no viedie audumi, kas saistīti ar reāllaika datu analīzes ierīcēm. "Ādai draudzīgi tekstila sensori satur divas dažādas funkcionālas polimēru šķiedras“, Viņš paskaidro Lučāno Bosels EMPA biomimētisko un tekstila membrānu laboratorijā Sanktgallenē.

Papildus spiedienjutīgām šķiedrām pētnieki integrējās gaismu vadošas polimēru šķiedras (POF) kas ļauj izmērīt skābekli: “Tiklīdz skābekļa saturs ādā samazinās, sensoru sistēma signalizē par pieaugošu audu bojājumu risku", skaidro Bosels.

Dati tiek pārsūtīti tieši pacientam vai aprūpes personālam, ļaujot iejaukties pirms audu bojājuma.

Palīdzēt ikvienam kļūt labākam: tā ir veselība AI laikmetā
"Atjautības laboratorija", lai bagātinātu Balgrista slimnīcu

ProTex: tekstila sensori un optiskās šķiedras nākotnes viedajiem audumiem

I ProTex sensori tos var integrēt apģērbā, piemēram, apakšveļā vai zeķēs, un tie spēj izmērīt spiedienu un skābekļa piesātinājumu ādā un audos, ar kuriem tie saskaras.

Kad skābekļa saturs samazinās un sensori konstatē traumu risku, tiek aktivizēts trauksmes signāls. "Mūsu sensori ir jauna pieeja pārnēsājamie sensori un tie ir arī svarīgs solis ceļā uz "gudru" apģērbu"," skaidro Ursula Vilka no Bernes Universitātes.

Šajā projektā,Austrumšveices Lietišķo zinātņu universitāte nodrošina miniaturizētas saskarnes optiskajām šķiedrām, savukārtEMPA nodrošina POF optiskās šķiedras, kas izgatavotas, izmantojot jaunu mikrofluidisko mitro vērpšanas procesu, ko izstrādājusi universitāte. "Neviens no mums nevarētu īstenot projektu vienatnē", skaidro Bosels.

Jaunais POF ražošanas metode tas ir viens no trim patentiem, kas radās kā daļa no ProTex projekta: svarīga attīstība, kas ļauj kontrolēt polimēru sastāvdaļas mikrometru secībā un ekoloģiskāku šķiedru apstrādi.

Vēl viens interesants patents, kas radies ProTex projekta pētījumos, ir a elpojošs tekstila sensors ko var nēsāt tieši uz ādas un kas jau ir tuvu tam, lai to laistu tirgū Bernes atdalītais Sensawear.

Īsāk sakot, pētījumi virzās ātri, un zinātnieki neslēpj savu gandarījumu: "ProTex rezultāti un tehnoloģijas nodrošinās turpmākus pielietojumus datortehnoloģiju jomā nākotnē valkājami sensori un gudrs apģērbs", ar pārliecību saka Bosels.

Ideālā polimēra meklējumos: Dorinas Oprisas misija
Tranzistori drukāti uz papīra vai PET plēves? Šveice ir gandrīz klāt…