Inteligentne materace i czujniki chroniące najdelikatniejszą skórę

Osoby, które nie są w stanie samodzielnie zmienić pozycji, takie jak noworodki, chorzy i hospitalizowani pacjenci, prędzej czy później mają tendencję do rozwoju zmiany skórne spowodowane uciskiem długotrwały na skórze.

W samej Szwajcarii na leczenie wydaje się co roku około 300 milionów franków odleżyny – problem, który może prowadzić do ogólnego pogorszenia stanu zdrowia i który do niedawna wydawał się nie do pokonania.

Jednak naukowcy z EMPA właśnie na to wpadli dwa genialne rozwiązania co pozwoli nam w zdecydowanie mądry sposób uporać się z problemem odleżyn: podczas gdy w laboratorium biomimetycznych membran i tkanin w San Gallo pracujemy nad specjalny materac dla noworodków, projekt ProTex skupia naukowców z EMPA, Uniwersytetu w Bernie, Uniwersytetu Nauk Stosowanych Wschodniej Szwajcarii i firmy Bischoff Textil AG w St. Gallen w opracowaniu „inteligentne” czujniki tekstylne który pomoże osobom obłożnie chorym zapobiegając powstawaniu odleżyn.

Rewolucyjne czujniki, które mogą zaoszczędzić miliony baterii
„Inteligentne” soczewki kontaktowe do odkrywania nowego świata

Droga do zapobiegania wiedzie przez naukę

Kiedy nasze skóra jest poddawany przez dłuższy czas nadmiernemu naciskowi, kończy się to jego uszkodzeniem. Jakie są wyniki zmiany skórne znane jako odleżyny, problem, który dotyka głównie osoby, które nie mogą samodzielnie zmieniać pozycji.

W tym kontekście populacje wysokiego ryzyka to głównie osoby poruszające się na wózkach inwalidzkich, osoby starsze i niektórzy pacjenci hospitalizowani, w tym m.in. noworodków na oddziałach intensywnej terapii.

Leczenie tych zmian jest złożone i dość kosztowne. „Również"Mówi Szymon Annaheim, badacz EMPA w Laboratorium Błon Biomimetycznych i Tekstyliów w St. Gallen, „Te urazy uciskowe mogą zaostrzyć istniejące choroby„. Zdaniem młodego uczonego najrozsądniejszą drogą byłoby podążanie tą drogą od początku unikaj powstawania takich ran.

Projekt, nad którym pracuje badacz EMPA, skupia się w szczególności na tym obszarze potrzeby noworodków. W rzeczywistości cechy skóry są zupełnie inne w zależności od wieku: jeśli w przypadku dorosłych głównymi czynnikami ryzyka są tarcie skóry o powierzchnię i brak oddychalności tkanin, w przypadku noworodków problemy są zupełnie innego typu.

Według Simona Annaheima konwencjonalne materace nie są odpowiednie dla dzieci, które nie mogą poruszać się samodzielnie. Dlatego jego zespół współpracuje z badaczami z Politechnika w Zurychu, Z "Uniwersytet Nauk Stosowanych w Zurychu (ZHAW) iUniwersytecki Szpital Dziecięcy w Zurychu znaleźć optymalną powierzchnię odpoczynku dla delikatnej skóry noworodka.

Robotyka, czujnik „koloru” imitujący wrażliwość skóry
Efekt… kameleon biodegradowalnych czujników i wyświetlaczy 3D

Specjalny materac dla skóry noworodków

Opracowanie materaca, który będzie w stanie dostosować się do indywidualne potrzeby noworodków hospitalizowanych badacze rozpoczęli od określenia warunków ciśnienia w różnych obszarach ciała bardzo małych dzieci: „Pokazały to nasze czujniki ciśnienia głowę, ramiona i dolną część kręgosłupa są to miejsca najbardziej narażone na odleżyny„, wyjaśnia ponownie Annaheim.

Wychodząc z tego założenia, naukowcy opracowali specjalny materac powietrzny, składający się z trzy pokoje które przy pomocy czujniki ciśnienia i mikroprocesor, można precyzyjnie napompować za pomocą elektronicznej pompki, minimalizując nacisk wywierany na różne obszary ciała.

Dzięki procesowi lasera na podczerwień opracowanemu w EMPA możliwe było wyprodukowanie materaca przy użyciu: elastyczna i wielowarstwowa membrana polimerowa, delikatny dla skóry i pozbawiony drażniących szwów.

Po opracowaniu w laboratorium przeszliśmy do praktyki. Wynik testów był więcej niż obiecujący: w porównaniu z materacem piankowym prototyp zmniejszył nacisk na wrażliwe części ciała do 40 proc. Pozostaje tylko poszerzyć zakres badania: wkrótce rozpoczną się szersze badania na Oddziale Intensywnej Terapii i Neonatologii Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Zurychu.

W ten sposób bakterie jelitowe psują sen dzieci
Przestrzenie i zdrowie: szwajcarskie przykłady Château-d'Œx i Lichtensteig

Inteligentne czujniki zapobiegające odleżynom

Drugi projekt przygotowywany w EMPA koncentruje się na potrzebach dorosłych, zaczynając od bardzo podstawowego pojęcia: kluczem jest konwertować czynniki ryzyka zaburzeń ciśnienia krwi na sygnały alarmowe przydatne dla operatorów.

Kiedy przez dłuższy czas pozostajesz w tej samej pozycji, siedząc lub leżąc, pojawiają się problemy z ciśnieniem i krążeniem brak tlenu w tkankach: u osób zdolnych do swobodnego poruszania się wyzwala to odruch ruchowy, który prowadzi osobę do zmiany pozycji. Jednak u osób z paraplegią lub śpiączką jest to możliwe sprzężenie zwrotne neurologiczne można zatrzymać.

W takich przypadkach ryzyko uszkodzenia tkanek można zgłosić wcześnie inteligentne czujniki jak te opracowane w Projekt ProTex, w którym biorą udział naukowcy z EMPA, Uniwersytetu w Bernie, Uniwersytetu Nauk Stosowanych Wschodniej Szwajcarii (OST) i Bischoff Textil AG w St. Gallen.

Nowy system czujników składa się z inteligentne struktury powiązane z urządzeniami do analizy danych w czasie rzeczywistym. "Przyjazne dla skóry czujniki tekstylne zawierają dwa różne funkcjonalne włókna polimerowe", On tłumaczy Lucjan Boesel laboratorium Błon Biomimetycznych i Tekstylnych EMPA w St. Gallen.

Oprócz włókien wrażliwych na nacisk naukowcy dokonali integracji światłoprzewodzące włókna polimerowe (POF) które umożliwiają pomiar tlenu: „Gdy tylko zawartość tlenu w skórze spadnie, system czujników sygnalizuje rosnące ryzyko uszkodzenia tkanek„, wyjaśnia Boesel.

Dane przesyłane są bezpośrednio do pacjenta lub personelu pielęgniarskiego, co pozwala na interwencję, zanim tkanka ulegnie uszkodzeniu.

Pomaganie wszystkim w poprawie zdrowia: zdrowie w epoce sztucznej inteligencji
„Laboratorium pomysłowości” wzbogacające szpital Balgrist

ProTex: czujniki tekstylne i światłowody dla przyszłych inteligentnych tkanin

I Czujniki ProTex można je zintegrować z odzieżą, taką jak bielizna lub skarpetki, i są w stanie mierzyć ciśnienie i nasycenie tlenem skóry i tkanek, z którymi się stykają.

Gdy zawartość tlenu spada, a czujniki wykryją ryzyko obrażeń, włącza się sygnał alarmowy. „Nasze czujniki reprezentują nowe podejście do czujniki przenośne są także ważnym krokiem w kierunku „inteligentnej” odzieży„”, wyjaśnia Urszula Wilk Uniwersytetu w Bernie.

W tym projekcieUniwersytet Nauk Stosowanych Wschodniej Szwajcarii zapewnia zminiaturyzowane interfejsy dla włókien optycznych, natomiastEMPA wnosi wkład w światłowody POF wytwarzane w nowym mikroprzepływowym procesie przędzenia na mokro opracowanym przez Uniwersytet. „Nikt z nas nie byłby w stanie samodzielnie zrealizować projektu„, wyjaśnia Boesel.

Nowy Metoda produkcji POF jest to jeden z trzech patentów, które pojawiły się w ramach projektu ProTex: ważna ewolucja, która pozwala na kontrolę składniki polimerowe rzędu mikrometrów i bardziej ekologiczne przetwarzanie włókien.

Kolejnym ciekawym patentem powstałym w wyniku badań dla projektu ProTex jest oddychający czujnik tekstylny który można nosić bezpośrednio na skórze i który jest już bliski wprowadzenia na rynek przez firmę Berneński spin-off Sensawear.

Krótko mówiąc, badania postępują szybko, a naukowcy nie kryją swojego zadowolenia:”Wyniki i technologie ProTex umożliwią w przyszłości dalsze zastosowania w dziedzinie technologii komputerowej czujniki do noszenia i inteligentne ubranie„, mówi z przekonaniem Boesel.

W poszukiwaniu idealnego polimeru: misja Doriny Opris
Tranzystory drukowane na papierze czy folii PET? Szwajcaria już prawie…