Inteligentni madraci i senzori za zaštitu najnježnije kože

Oštećenja kože: iz Švicarske specijalni dušek za novorođenčad i sistem pametnih tekstilnih detektora za izbjegavanje rana

Inteligentni senzori protiv lezija kože pod pritiskom
Senzori projekta ProTex su prenosivi i vrlo osjetljivi: koriste svjetlost za mjerenje zasićenosti krvi kisikom i mogu se nositi (Foto: EMPA)

Ljudi koji ne mogu samostalno promijeniti položaj, kao što su novorođenčad, bolesni i hospitalizirani pacijenti, prije ili kasnije, imaju tendenciju razvoja lezije kože uzrokovane pritiskom produženo na koži.

Samo u Švajcarskoj se svake godine potroši oko 300 miliona franaka na lečenje čireve od proleža – problem koji može dovesti do opšteg pogoršanja zdravstvenog stanja i koji se donedavno činio nepremostivim.

Naučnici EMPA-e su, međutim, upravo došli do toga dva briljantna rješenja što će nam omogućiti da se pozabavimo problemom povreda usled pritiska na izrazito pametan način: dok u laboratoriji za biomimetičke membrane i tkanine u San Gallu radimo na specijalni dušeci za novorođenčad, ProTex projekat okuplja istraživače sa EMPA, Univerziteta u Bernu, Univerziteta primijenjenih nauka istočne Švicarske i Bischoff Textil AG u St. Gallenu u razvoju “inteligentni” tekstilni senzori koji će pomoći osobama vezanim za krevet tako što će spriječiti pojavu dekubitusa.

Revolucionarni senzori koji mogu uštedjeti milione baterija
"Pametna" kontaktna sočiva za istraživanje novog svijeta

Dekubitus: dva rješenja za novorođenčad i odrasle
Istraživač EMPA-e Simon Annaheim razvija poseban dušek za hospitaliziranu novorođenčad koji će pomoći da se izbjegnu povrede od pritiska (Foto: EMPA)

Put do prevencije prolazi kroz nauku

Kada naše lopata ako je izložen prekomjernom pritisku tokom dužeg vremenskog perioda, na kraju se ošteti. Kakvi su rezultati lezije kože poznat kao čirevi od proleža, problem koji uglavnom pogađa ljude koji ne mogu samostalno promijeniti položaj.

Populacije visokog rizika, u ovom kontekstu, uglavnom su osobe u invalidskim kolicima, starije osobe i neki hospitalizirani pacijenti, uključujući novorođenčadi u jedinicama intenzivne nege.

Liječenje ovih lezija je složeno i prilično skupo. “takođe“, tvrdi on Simon Annaheim, istraživač EMPA u Laboratoriji za biomimetičke membrane i tekstil u St. Gallenu, “Ove povrede od pritiska mogu pogoršati postojeće bolesti“. Prema mladom naučniku, najrazumniji put kojim bi se krenuo bio bi put izbjegavajte stvaranje takvih rana od početka.

Posebno se fokusira projekat na kojem radi istraživač EMPA-e potrebe novorođenčadi. Karakteristike kože, naime, potpuno su različite od doba do dobi: ako su za odrasle glavni faktori rizika trenje kože o površinu i nedostatak prozračnosti tkiva, kod novorođenčadi problemi potpuno su drugačijeg tipa.

Prema Simonu Annaheimu, konvencionalni madraci nisu prikladni za bebe koje se ne mogu samostalno kretati. Njegov tim stoga radi sa istraživačima iz Zurich Polytechnic, dell 'Univerzitet primijenjenih nauka u Cirihu (ZHAW) iUniverzitetska dječja bolnica u Cirihu pronaći optimalnu površinu za odmor za osjetljivu kožu novorođenčadi.

Robotika, senzor "boje" koji imitira osjetljivost kože
Efekat… kameleon biorazgradivih 3D senzora i displeja

Inteligentni senzori za sprečavanje nastanka rana
Dušek koji je razvio tim Simon Annaheim napravljen je od fleksibilne, višeslojne polimerne membrane koja je nježna prema koži i bez šavova (Foto: EMPA)

Specijalni madrac za kožu novorođenčadi

Razviti madrac sposoban da se prilagodi individualne potrebe novorođenčadi hospitalizirani, istraživači su započeli određivanjem stanja pritiska u različitim dijelovima tijela vrlo male djece: “Naši senzori pritiska su to pokazali glave, ramena i donjeg dela kičme to su područja s najvećim rizikom od čireva od deka“, ponovo objašnjava Annaheim.

Polazeći od ove pretpostavke, istraživači su razvili poseban vazdušni madrac sastavljen od tri sobe koji uz pomoć senzori pritiska i mikroprocesor, može se precizno naduvati putem elektronske pumpe, minimizirajući pritisak na različite dijelove tijela.

Zahvaljujući infracrvenom laserskom procesu razvijenom u EMPA, bilo je moguće proizvesti madrac pomoću a fleksibilna i višeslojna polimerna membrana, nježan za kožu i bez iritirajućih šavova.

Nakon razvoja u laboratoriji, prešlo se na praksu. A ishod testova bio je više nego obećavajući: u poređenju sa madracem od pjene, prototip je smanjio pritisak na ranjive dijelove tijela do 40 posto. Ostaje samo da se proširi obim studije: veća istraga će uskoro početi na Odeljenju za intenzivnu medicinu i neonatologiju Univerzitetske dečije bolnice u Cirihu.

Tako crijevne bakterije kvare dječji san
Prostori i zdravlje: švicarski primjeri Château-d'Œxa i Lichtensteiga

Ozljede od pritiska na osjetljivoj koži: rješenje dolazi od pametnih senzora
Doktorand Tino Jucker, iz tima Simon Annaheim: istraživanje će uskoro biti prošireno na Odjeljenju za intenzivnu medicinu i neonatologiju Univerzitetske dječje bolnice u Cirihu (Foto: EMPA)

Inteligentni senzori za sprečavanje nastanka rana

Drugi projekat u pripremi u EMPA fokusira se na potrebe odraslih, počevši od vrlo osnovnog koncepta: ključ je pretvaraju faktore rizika poremećaja krvnog pritiska u alarmne signale koji su korisni operaterima.

Kada dugo ostanete u istom položaju, sjedite ili ležite, problemi s krvnim tlakom i cirkulacijom uzrokuju nedostatak kiseonika u tkivima: kod ljudi koji se mogu slobodno kretati ovo pokreće refleks pokreta koji dovodi subjekt da promijeni položaj. Kod osoba s paraplegijom ili komom, međutim, ovo neurološke povratne informacije može se zaustaviti.

U ovim slučajevima, rizik od oštećenja tkiva može se rano prijaviti inteligentni senzori poput onih razvijenih u ProTex projekat, koji uključuje istraživače sa EMPA, Univerziteta u Bernu, Univerziteta primijenjenih nauka istočne Švicarske (OST) i Bischoff Textil AG u St. Gallenu.

Novi senzorski sistem se sastoji od pametne tkanine povezane sa uređajima za analizu podataka u realnom vremenu. "Tekstilni senzori prilagođeni koži sadrže dva različita funkcionalna polimerna vlakna“, Objašnjava Luciano Boesel laboratorija za biomimetičke i tekstilne membrane EMPA u St. Gallenu.

Osim vlakana osjetljivih na pritisak, istraživači su se integrirali svjetlovodna polimerna vlakna (POF) koji omogućavaju mjerenje kisika: “Čim se sadržaj kiseonika u koži smanji, senzorski sistem signalizira sve veći rizik od oštećenja tkiva“, objašnjava Boesel.

Podaci se prenose direktno pacijentu ili medicinskom osoblju, što omogućava intervenciju prije nego što se tkivo ošteti.

Pomaganje svima da postanu bolji: to je zdravlje u doba AI
"Laboratorija genijalnosti" koja će obogatiti bolnicu Balgrist

Ozljede osjetljive kože i epidermalnog pritiska: dva briljantna švicarska projekta
Dekubitus: Pametni senzorski sistem razvijen u projektu ProTex koristi polimerna vlakna koja provode svjetlost (POF) koja mjere kisik (Foto: EMPA)

ProTex: tekstilni senzori i optička vlakna za buduće pametne tkanine

I ProTex senzori mogu se integrirati u odjeću poput donjeg rublja ili čarapa i mogu mjeriti pritisak i zasićenost kiseonikom kože i tkiva sa kojima su u kontaktu.

Kada se sadržaj kisika smanji i senzori otkriju rizik od ozljeda, aktivira se alarmni signal. “Naši senzori predstavljaju novi pristup prenosivi senzori a također su važan korak ka 'pametnoj' odjeći“, objašnjava Ursula Wolf Univerziteta u Bernu.

U ovom projektu,Univerzitet primijenjenih nauka istočne Švicarske pruža minijaturizirana sučelja za optička vlakna, dokEMPA doprinosi POF optičkim vlaknima, napravljenim kroz novi mikrofluidni proces mokrog predenja koji je razvio Univerzitet. “Niko od nas nije mogao sam da izvede projekat“, objašnjava Boesel.

Novi POF način proizvodnje to je jedan od tri patenta koji su se pojavili kao dio projekta ProTex: važna evolucija, koja omogućava kontrolu nad polimerne komponente reda mikrometara i ekološkijem obradom vlakana.

Još jedan zanimljiv patent nastao iz studija za projekat ProTex je a senzor za prozračni tekstil koji se može nositi direktno na koži i koji je već blizu lansiranja na tržište Bernski spin-off Sensawear.

Ukratko, istraživanja idu brzo, a naučnici ne kriju zadovoljstvo: "Rezultati i tehnologije ProTex-a omogućit će dalju primjenu u oblasti računarske tehnologije u budućnosti nosivi senzori i pametnu odeću“, uvjereno kaže Boesel.

U potrazi za savršenim polimerom: misija Dorine Opris
Tranzistori štampani na papiru ili PET foliji? Svajcarska je skoro tu…

Inteligentni senzori protiv lezija kože pod pritiskom
Dva inovativna projekta iz Švicarske koji koriste inteligentne senzore za izbjegavanje rana kod novorođenčadi i odraslih (Foto: EMPA)