Inteligentní matrace a senzory pro ochranu té nejjemnější pokožky

Lidé, kteří nejsou schopni samostatně změnit polohu, jako jsou novorozenci, nemocní a hospitalizovaní pacienti, dříve nebo později, mají sklon k rozvoji kožní léze způsobené tlakem prodloužený na kůži.

Jen ve Švýcarsku se ročně utratí na léčbu kolem 300 milionů franků proleženiny – problém, který může vést k celkovému zhoršení zdravotního stavu a který se donedávna zdál nepřekonatelný.

Vědci z EMPA s tím ale právě přišli dvě geniální řešení což nám umožní řešit problém tlakových poranění rozhodně chytrým způsobem: zatímco v laboratoři biomimetických membrán a tkanin v San Gallo pracujeme na speciální matrace pro novorozence, projekt ProTex spojuje výzkumníky z EMPA, univerzity v Bernu, univerzity aplikovaných věd východního Švýcarska a společnosti Bischoff Textil AG v St. Gallen při vývoji „inteligentní“ textilní senzory který pomůže lidem upoutaným na lůžko tím, že zabrání vzniku dekubitů.

Revoluční senzory, které mohou ušetřit miliony baterií
"Chytré" kontaktní čočky pro objevování nového světa

Cesta k prevenci prochází vědou

Když naši Pelle je vystaven nadměrnému tlaku po dlouhou dobu, skončí poškozením. Jaké jsou výsledky kožní léze známý jako proleženiny, problém, který postihuje především lidi, kteří nemohou samostatně měnit polohu.

Vysoce rizikovou populací jsou v této souvislosti především lidé na invalidním vozíku, starší lidé a někteří hospitalizovaní pacienti, vč. novorozenci na jednotkách intenzivní péče.

Léčba těchto lézí je složitá a poměrně nákladná. “také", on tvrdí Simon Annaheim, výzkumník EMPA v Biomimetic Membranes and Textiles Laboratory v St. Gallen, “Stávající onemocnění mohou být těmito tlakovými poraněními zhoršena“. Nejrozumnější cesta, kterou se podle mladého učence vydat, by byla ta zamezte vzniku takových ran hned od začátku.

Zejména se zaměřuje projekt, na kterém výzkumník EMPA pracuje potřeby novorozenců. Charakteristiky kůže jsou ve skutečnosti v každém věku zcela odlišné: pokud jsou pro dospělé hlavními rizikovými faktory tření kůže na povrchu a nedostatečná prodyšnost tkanin, u novorozenců problémy jsou úplně jiného typu.

Podle Simona Annaheima nejsou běžné matrace vhodné pro miminka, která se nemohou samostatně pohybovat. Jeho tým proto spolupracuje s výzkumníky z Polytechnika v Curychu, zUniverzita aplikovaných věd v Curychu (ZHAW) aFakultní dětská nemocnice v Curychu najít optimální odpočinkovou plochu pro jemnou pokožku novorozenců.

Robotika, „barevný“ senzor, který napodobuje citlivost pokožky
Efekt… chameleon biologicky odbouratelných 3D senzorů a displejů

Speciální matrace pro pokožku novorozenců

Vyvinout matraci schopnou se přizpůsobit individuální potřeby novorozenců Při hospitalizaci začali vědci stanovením tlakových poměrů v různých oblastech těla velmi malých dětí: „Naše tlakové senzory to ukázaly hlava, ramena a spodní část páteře jsou to oblasti s největším rizikem proleženin“ vysvětluje opět Annaheim.

Na základě tohoto předpokladu výzkumníci vyvinuli speciální nafukovací matraci složenou z tři pokoje které s pomocí senzorické dipressione a mikroprocesor, lze přesně nafouknout pomocí elektronické pumpy, čímž se minimalizuje tlak vyvíjený na různé oblasti těla.

Díky infračervenému laserovému procesu vyvinutému v EMPA bylo možné vyrobit matraci pomocí a flexibilní a vícevrstvá polymerní membrána, jemný k pokožce a bez dráždivých švů.

Po vývoji v laboratoři jsme přešli k praxi. A výsledek testů byl více než slibný: ve srovnání s pěnovou matrací prototyp snížil tlak na zranitelné části těla až 40 procent. Zbývá jen rozšířit záběr studie: na Klinice intenzivní medicíny a neonatologie Fakultní dětské nemocnice v Curychu brzy začne větší vyšetřování.

Dětem tak kazí spánek střevní bakterie
Prostory a zdraví: švýcarské příklady Château-d'Œx a Lichtensteig

Inteligentní senzory pro prevenci proleženin

Druhý projekt připravovaný v EMPA se zaměřuje na potřeby dospělých, počínaje velmi základním konceptem: klíčem je převést rizikové faktory poruch krevního tlaku do poplachových signálů, které jsou užitečné pro operátory.

Když zůstanete ve stejné poloze po dlouhou dobu, sedíte nebo ležíte, způsobuje to problémy s krevním tlakem a krevním oběhem nedostatek kyslíku v tkáních: u lidí, kteří se mohou volně pohybovat, to spouští pohybový reflex, který vede subjekt ke změně polohy. U lidí s paraplegií nebo kómatem však toto neurologická zpětná vazba lze přerušit.

V těchto případech může být riziko poškození tkáně hlášeno včas inteligentní senzory jako ty vyvinuté v Projekt ProTex, která zahrnuje výzkumníky z EMPA, Univerzity v Bernu, Univerzity aplikovaných věd východního Švýcarska (OST) a Bischoff Textil AG v St. Gallen.

Nový senzorový systém se skládá z chytré tkaniny spojené se zařízeními pro analýzu dat v reálném čase. "Textilní senzory šetrné k pokožce obsahují dvě různá funkční polymerová vlákna“, Vysvětluje Luciano Boesel z laboratoře biomimetických a textilních membrán EMPA v St. Gallen.

Kromě vláken citlivých na tlak výzkumníci integrovali světlovodivá polymerová vlákna (POF) které umožňují měření kyslíku: „Jakmile se obsah kyslíku v kůži sníží, senzorový systém signalizuje zvyšující se riziko poškození tkáně“ vysvětluje Boesel.

Data jsou přenášena přímo k pacientovi nebo ošetřujícímu personálu, což umožňuje zásah před poškozením tkáně.

Pomáhat všem zlepšit se: to je zdraví ve věku umělé inteligence
„Laboratoř vynalézavosti“ k obohacení nemocnice Balgrist

ProTex: textilní senzory a optická vlákna pro budoucí chytré tkaniny

I ProTex senzory mohou být integrovány do oděvů, jako je spodní prádlo nebo ponožky, a jsou schopny měřit tlak a saturaci kyslíkem v kůži a tkáních, se kterými jsou v kontaktu.

Když se obsah kyslíku sníží a senzory detekují riziko zranění, aktivuje se poplašný signál. “Naše senzory představují nový přístup přenosné senzory a jsou také důležitým krokem k „chytrému“ oblečení“, vysvětluje Ursula Wolfová univerzity v Bernu.

V tomto projektu,Univerzita aplikovaných věd ve východním Švýcarsku poskytuje miniaturizovaná rozhraní pro optická vlákna, zatímcoEMPA přispívá POF optickými vlákny, vyrobenými pomocí nového mikrofluidního procesu mokrého zvlákňování vyvinutého univerzitou. “Nikdo z nás nemohl projekt realizovat sám“ vysvětluje Boesel.

Nové Metoda výroby POF je to jeden ze tří patentů, které se objevily jako součást projektu ProTex: důležitý vývoj, který umožňuje kontrolu nad polymerní složky v řádu mikrometrů a ekologičtější zpracování vláken.

Dalším zajímavým patentem zrozeným ze studií pro projekt ProTex je a prodyšný textilní senzor který se dá nosit přímo na kůži a který se již blíží uvedení na trh Bernský spin-off Sensawear.

Výzkum jde zkrátka rychle dopředu a vědci neskrývají své uspokojení: "Výsledky a technologie ProTex umožní v budoucnu další aplikace v oblasti výpočetní techniky nositelné senzory a chytré oblečení“ říká Boesel s přesvědčením.

Hledání dokonalého polymeru: poslání Doriny Opris
Tranzistory vytištěné na papíře nebo PET fólii? Švýcarsko je skoro tam…