Inteligentne vzmetnice in senzorji za zaščito najnežnejše kože

Ljudje, ki ne morejo samostojno spreminjati položaja, kot so novorojenčki, bolni in hospitalizirani bolniki, se prej ali slej nagibajo k razvoju poškodbe kože zaradi pritiska dolgotrajno na koži.

Samo v Švici vsako leto porabijo okoli 300 milijonov frankov za zdravljenje preležanine – težava, ki lahko povzroči splošno poslabšanje zdravstvenega stanja in se je do nedavnega zdela nerešljiva.

Znanstveniki EMPA pa so se tega pravkar domislili dve briljantni rešitvi ki nam bo omogočil reševanje problema poškodb zaradi pritiska na izjemno pameten način: medtem ko v laboratoriju za biomimetične membrane in tkanine v San Gallu delamo na posebna vzmetnica za novorojenčke, projekt ProTex združuje raziskovalce iz EMPA, Univerze v Bernu, Univerze uporabnih znanosti Vzhodne Švice in Bischoff Textil AG iz St. Gallena pri razvoju »inteligentni« tekstilni senzorji ki bo pomagalo ležečim osebam s preprečevanjem nastanka preležanin.

Revolucionarni senzorji, ki lahko prihranijo milijone baterij
»Pametne« kontaktne leče za raziskovanje novega sveta

Pot do preventive poteka skozi znanost

Ko naš usnje je dalj časa izpostavljen pretiranemu pritisku, se na koncu poškoduje. Kakšni so rezultati kožne lezije znana kot preležanine, težava, ki prizadene predvsem ljudi, ki ne morejo samostojno spreminjati položaja.

Populacije z visokim tveganjem so v tem kontekstu predvsem ljudje na invalidskih vozičkih, starejši in nekateri hospitalizirani bolniki, vključno z novorojenčki v enotah intenzivne nege.

Zdravljenje teh lezij je zapleteno in precej drago. “prav tako«, trdi Simon Annaheim, raziskovalec EMPA v Laboratoriju za biomimetične membrane in tekstil v St. Gallenu, “Te poškodbe zaradi pritiska lahko poslabšajo obstoječe bolezni“. Po mnenju mladega učenjaka bi bila najbolj smiselna pot preprečite nastanek takšnih ran že na začetku.

Projekt, na katerem dela raziskovalec EMPA, se osredotoča predvsem na potrebe novorojenčkov. Značilnosti kože so namreč od starosti do starosti popolnoma drugačne: če sta pri odraslih glavna dejavnika tveganja trenje kože ob površino in premajhna zračnost tkanin, pa so pri novorojenčkih težave so popolnoma drugega tipa.

Po mnenju Simona Annaheima običajne vzmetnice niso primerne za dojenčke, ki se ne morejo samostojno premikati. Njegova ekipa zato sodeluje z raziskovalci iz Politehnika v Zürichu, Of 'Univerza uporabnih znanosti v Zürichu (ZHAW) inUniverzitetna otroška bolnišnica Zürich najti optimalno počivališče za občutljivo kožo novorojenčkov.

Robotika, "barvni" senzor, ki posnema občutljivost kože
Učinek ... kameleon biorazgradljivih 3D senzorjev in zaslonov

Posebna vzmetnica za kožo novorojenčkov

Razviti vzmetnico, ki se lahko prilagaja individualne potrebe novorojenčka hospitaliziranih, so raziskovalci začeli z določanjem tlaka v različnih delih telesa zelo majhnih otrok: "Naši senzorji tlaka so to pokazali glavo, ramena in spodnji del hrbtenice so območja z največjim tveganjem za preležanine«, znova pojasnjuje Annaheim.

Izhajajoč iz te predpostavke so raziskovalci razvili posebno zračno vzmetnico, sestavljeno iz tri sobe ki s pomočjo senzorji tlaka in mikroprocesorjem, se lahko natančno napihne z elektronsko črpalko, kar zmanjša pritisk na različne dele telesa.

Zahvaljujoč infrardečemu laserskemu postopku, ki so ga razvili pri EMPA, je bilo mogoče vzmetnico izdelati z uporabo fleksibilna in večplastna polimerna membrana, nežen do kože in brez dražečih šivov.

Po razvoju v laboratoriju smo prešli na prakso. In izid testov je bil več kot obetaven: v primerjavi z vzmetnico iz pene je prototip zmanjšal pritisk na ranljive dele telesa. do 40 odstotkov. Vse, kar ostane, je razširitev obsega študije: kmalu se bo začela večja preiskava na oddelku za intenzivno nego in neonatologijo Univerzitetne otroške bolnišnice v Zürichu.

Tako črevesne bakterije otrokom kvarijo spanec
Prostor in zdravje: švicarska primera Château-d'Œx in Lichtensteig

Inteligentni senzorji za preprečevanje preležanin

Drugi projekt v pripravi na EMPA se osredotoča na potrebe odraslih, začenši z zelo osnovnim konceptom: ključ je spremeniti dejavnike tveganja motenj krvnega tlaka v alarmne signale, ki so uporabni operaterjem.

Če dolgo časa ostanete v istem položaju, sedite ali ležite, se pojavijo težave s krvnim tlakom in cirkulacijo. pomanjkanje kisika v tkivih: pri ljudeh, ki se lahko prosto gibajo, to sproži gibalni refleks, ki povzroči, da subjekt spremeni položaj. Pri ljudeh s paraplegijo ali komo pa to nevrološke povratne informacije se lahko ustavi.

V teh primerih lahko zgodaj poročate o nevarnosti poškodbe tkiva inteligentni senzorji kot so razviti v Projekt ProTex, ki vključuje raziskovalce iz EMPA, Univerze v Bernu, Univerze uporabnih znanosti vzhodne Švice (OST) in Bischoff Textil AG iz St. Gallena.

Novi senzorski sistem je sestavljen iz pametne tkanine, povezane z napravami za analizo podatkov v realnem času. "Koži prijazni tekstilni senzorji vsebujejo dve različni funkcionalni polimerni vlakni“, Pojasnjuje Luciano Boesel iz laboratorija za biomimetične in tekstilne membrane EMPA v St. Gallenu.

Poleg vlaken, občutljivih na pritisk, so raziskovalci integrirali svetlobno prevodna polimerna vlakna (POF) ki omogočajo merjenje kisika: „Takoj, ko se vsebnost kisika v koži zmanjša, senzorski sistem signalizira naraščajočo nevarnost poškodbe tkiva«, pojasnjuje Boesel.

Podatki se posredujejo neposredno pacientu ali negovalnemu osebju, kar omogoča poseg, preden se tkivo poškoduje.

Pomagati vsem, da postanejo boljši: to je zdravje v dobi umetne inteligence
"Laboratorij iznajdljivosti" za obogatitev bolnišnice Balgrist

ProTex: tekstilni senzorji in optična vlakna za prihodnje pametne tkanine

I ProTex senzorji jih je mogoče vgraditi v oblačila, kot je spodnje perilo ali nogavice, in lahko merijo pritisk in nasičenost kože in tkiv s kisikom, s katerimi so v stiku.

Ko se vsebnost kisika zmanjša in senzorji zaznajo nevarnost poškodbe, se aktivira alarmni signal. “Naši senzorji predstavljajo nov pristop k prenosni senzorji in so tudi pomemben korak k 'pametnim' oblačilom', pojasnjuje Uršula Volk Univerze v Bernu.

V tem projektu jeUniverza uporabnih znanosti v vzhodni Švici zagotavlja miniaturizirane vmesnike za optična vlakna, medtem koEMPA prispeva optična vlakna POF, izdelana z novim mikrofluidnim postopkom mokrega predenja, ki ga je razvila univerza. “Projekta nihče od nas ne bi mogel izpeljati sam«, pojasnjuje Boesel.

Novi Metoda proizvodnje POF je eden od treh patentov, ki so nastali kot del projekta ProTex: pomembna evolucija, ki omogoča nadzor nad polimerne komponente v mikrometrskem redu in bolj ekološko obdelavo vlaken.

Še en zanimiv patent, rojen iz študij za projekt ProTex, je a tekstilni senzor, ki diha ki se lahko nosi neposredno na koži in je že blizu tega, da ga lansira na trg Bernski spin-off Sensawear.

Skratka, raziskave tečejo hitro in znanstveniki ne skrivajo zadovoljstva: "Rezultati in tehnologije ProTex bodo v prihodnosti omogočili nadaljnje aplikacije na področju računalniške tehnologije nosljivi senzorji in pametna oblačila«, prepričano pravi Boesel.

V iskanju popolnega polimera: poslanstvo Dorina Opris
Tranzistorji tiskani na papir ali PET folijo? Švica je skoraj tam ...