Интелигентни матраци и сензори за защита на най-деликатната кожа

Хората, които не могат самостоятелно да променят позицията си, като новородени, болни и хоспитализирани пациенти, рано или късно са склонни да развият кожни лезии, причинени от натиск продължително върху кожата.

Само в Швейцария всяка година се харчат около 300 милиона франка за лечение на piaghe da decubito – проблем, който може да доведе до общо влошаване на здравословното състояние и който доскоро изглеждаше непреодолим.

Учените от EMPA обаче току-що го измислиха две брилянтни решения което ще ни позволи да се справим с проблема с нараняванията от натиск по изключително интелигентен начин: докато в лабораторията за биомиметични мембрани и тъкани в Сан Гало работим върху специален матрак за новородени, проектът ProTex обединява изследователи от EMPA, Университета в Берн, Университета за приложни науки на Източна Швейцария и Bischoff Textil AG в Санкт Гален в разработването на „интелигентни“ текстилни сензори което ще помогне на лежащо болни хора, като предотврати появата на рани под налягане.

Революционните сензори, които могат да спестят милиони батерии
„Умни“ контактни лещи за изследване на нов свят

Пътят към превенцията минава през науката

Когато нашите кожа е подложен на прекомерен натиск за дълъг период от време, в крайна сметка се поврежда. Какви са резултатите лезии на кожата известен като рани от залежаване, проблем, който засяга главно хора, които не могат самостоятелно да променят позицията си.

Високорисковите групи в този контекст са предимно хора в инвалидни колички, възрастни хора и някои хоспитализирани пациенти, в т.ч. новородени в интензивни отделения.

Лечението на тези лезии е сложно и доста скъпо. “също", той твърди Саймън Анахайм, изследовател на EMPA в Лабораторията за биомиметични мембрани и текстил в Санкт Гален, „Съществуващите заболявания могат да се влошат от тези наранявания при натиск“. Най-разумният път според младия учен би бил този на избягвайте образуването на такива рани от самото начало.

Проектът, върху който работи изследователят от EMPA, се фокусира по-специално върху нуждите на новородените. Характеристиките на кожата всъщност са напълно различни от една възраст до друга: ако за възрастните основните рискови фактори са триенето на кожата върху повърхността и липсата на дишане на тъканите, когато става дума за новородени проблемите те са от съвсем различен тип.

Според Саймън Анахайм конвенционалните матраци не са подходящи за бебета, които не могат да се движат самостоятелно. Следователно екипът му работи с изследователи от Цюрихска политехника, На "Цюрихски университет за приложни науки (ZHAW) иУниверситетска детска болница Цюрих за намиране на оптимална повърхност за почивка за деликатната кожа на новородените.

Роботика, „цветният“ сензор, който имитира чувствителността на кожата
Ефектът… хамелеон от биоразградими 3D сензори и дисплеи

Специален матрак за кожата на новородени

Да разработим матрак, способен да се адаптира към индивидуални нужди на новородените хоспитализирани, изследователите започнаха с определяне на условията на налягане в различни области на тялото на много малки деца: „Нашите сензори за налягане показаха това главата, раменете и долната част на гръбначния стълб те са зоните с най-голям риск от рани от залежаване“, обяснява отново Анахайм.

Изхождайки от това предположение, изследователите разработиха специален въздушен матрак, съставен от три стаи който с помощта на сензорен натиск и микропроцесор, може да се надуе прецизно чрез електронна помпа, минимизирайки натиска, упражняван върху различни части на тялото.

Благодарение на инфрачервен лазерен процес, разработен в EMPA, беше възможно да се произведе матрак с помощта на a гъвкава и многослойна полимерна мембрана, нежен към кожата и без дразнещи шевове.

След разработката в лабораторията преминахме към практиката. Резултатът от тестовете беше повече от обещаващ: в сравнение с матрак от пяна, прототипът намали натиска върху уязвимите части на тялото до 40 процента. Всичко, което остава, е да се разшири обхватът на изследването: скоро ще започне по-голямо изследване в Отделението по интензивна медицина и неонатология в Университетската детска болница в Цюрих.

Така чревните бактерии развалят съня на децата
Пространства и здраве: швейцарските примери на Château-d'Œx и Lichtensteig

Интелигентни сензори за предотвратяване на рани от залежаване

Вторият проект в процес на подготовка в EMPA се фокусира върху нуждите на възрастните, като се започне от много основна концепция: ключът е преобразуване на рискови фактори на нарушения на кръвното налягане в алармени сигнали, които са полезни за операторите.

Когато останете в едно и също положение за дълго време, седнали или легнали, проблеми с кръвното налягане и кръвообращението причиняват липса на кислород в тъканите: при хора, които могат да се движат свободно, това предизвиква рефлекс на движение, който кара субекта да промени позицията си. При хора с параплегия или кома обаче това неврологична обратна връзка може да бъде прекъснат.

В тези случаи рискът от увреждане на тъканите може да бъде докладван рано чрез интелигентни сензори като тези, разработени в Проект ProTex, който включва изследователи от EMPA, Университета в Берн, Университета за приложни науки на Източна Швейцария (OST) и Bischoff Textil AG в Санкт Гален.

Новата сензорна система се състои от интелигентни тъкани, свързани с устройства за анализ на данни в реално време. "Благоприятните за кожата текстилни сензори съдържат две различни функционални полимерни влакна“, Обяснява той Лучано Боезел от лабораторията за биомиметични и текстилни мембрани на EMPA в Санкт Гален.

В допълнение към чувствителните на натиск влакна, изследователите интегрираха светлопроводими полимерни влакна (POF) които позволяват измерване на кислород: „Веднага щом съдържанието на кислород в кожата намалее, сензорната система сигнализира за нарастващ риск от увреждане на тъканите“, обяснява Boesel.

Данните се предават директно на пациента или медицинския персонал, което позволява намеса преди тъканта да бъде увредена.

Да помогнем на всички да станат по-добри: това е здраве в ерата на ИИ
„Лаборатория на изобретателността“ за обогатяване на болница „Балгрист“.

ProTex: текстилни сензори и оптични влакна за бъдещи интелигентни тъкани

I ProTex сензори те могат да бъдат интегрирани в дрехи като бельо или чорапи и са в състояние да измерват налягането и насищането с кислород на кожата и тъканите, с които са в контакт.

Когато съдържанието на кислород намалее и сензорите открият риск от нараняване, се активира алармен сигнал. “Нашите сензори представляват нов подход към преносими сензори и също така са важна стъпка към „умните“ дрехи“, обяснява Урсула Волф на университета в Берн.

В този проект,Университет за приложни науки в Източна Швейцария осигурява миниатюризирани интерфейси за оптични влакна, докатоEMPA допринася POF оптични влакна, направени чрез нов микрофлуиден процес на мокро предене, разработен от университета. “Никой от нас не би могъл да изпълни проекта сам“, обяснява Boesel.

новото Метод на производство на POF това е един от трите патента, появили се като част от проекта ProTex: важна еволюция, която позволява контрол на полимерни компоненти от порядъка на микрометри и по-екологична обработка на влакната.

Друг интересен патент, роден от проучванията за проекта ProTex, е a дишащ текстилен сензор който може да се носи директно върху кожата и който вече е близо до пускането му на пазара от Bernese spin-off Sensawear.

Накратко, изследванията вървят бързо и учените не крият задоволството си: "Резултатите и технологиите на ProTex ще позволят по-нататъшни приложения в областта на компютърните технологии в бъдеще носими сензори и умно облекло“, казва Боезел с убеденост.

В търсене на перфектния полимер: мисията на Dorina Opris
Транзистори, отпечатани на хартия или PET фолио? Швейцария е почти там...