Розумні матраци та датчики для захисту найніжнішої шкіри

Люди, які не здатні самостійно змінювати положення, наприклад новонароджені, хворі та госпіталізовані пацієнти, рано чи пізно мають тенденцію до розвитку ураження шкіри, викликані тиском тривале перебування на шкірі.

Тільки в Швейцарії щороку на лікування витрачається близько 300 мільйонів франків пролежні – проблема, яка може призвести до загального погіршення самопочуття і яка донедавна здавалася нездоланною.

Проте вчені EMPA щойно придумали це два блискучих рішення що дозволить нам вирішувати проблему пошкоджень від тиску надзвичайно розумним способом: поки в лабораторії біоміметичних мембран і тканин у Сан-Галло ми працюємо над спеціальний матрац для новонароджених, проект ProTex об’єднує дослідників з EMPA, Бернського університету, Університету прикладних наук Східної Швейцарії та Bischoff Textil AG у Санкт-Галлені для розробки «розумні» текстильні датчики яка допоможе лежачим людям, запобігши виникненню пролежнів.

Революційні датчики, які можуть заощадити мільйони батарейок
«Розумні» контактні лінзи для дослідження нового світу

Шлях до профілактики пролягає через науку

Коли наші Pelle піддається надмірному тиску протягом тривалого періоду часу, в кінцевому підсумку пошкоджується. Які результати ураження шкіри відома як пролежні, проблема, яка вражає переважно людей, які не можуть самостійно змінювати положення.

До групи високого ризику в цьому контексті входять переважно люди в інвалідних візках, люди похилого віку та деякі госпіталізовані пацієнти, в т.ч. новонароджених у відділеннях інтенсивної терапії.

Лікування цих уражень складне і досить дороге. «також", - стверджує він Саймон Аннахайм, дослідник EMPA в Лабораторії біоміметичних мембран і текстилю в Санкт-Галлені, “Існуючі захворювання можуть посилюватися цими травмами тиску“. Найрозумнішим шляхом, на думку молодого вченого, був би шлях уникайте утворення таких ран із самого початку.

Проект, над яким працює дослідник EMPA, зосереджується, зокрема, на потреби новонароджених. Характеристики шкіри, насправді, абсолютно різні від одного віку до іншого: якщо для дорослих основними факторами ризику є тертя шкіри об поверхню та недостатня повітропроникність тканин, то у новонароджених проблеми вони зовсім іншого типу.

За словами Саймона Аннахайма, звичайні матраци не підходять для немовлят, які не можуть рухатися самостійно. Тому його команда працює з дослідниками з Цюріхська політехніка,Цюріхський університет прикладних наук (ZHAW) іУніверситетська дитяча лікарня Цюріха знайти оптимальну поверхню для відпочинку ніжної шкіри новонароджених.

Робототехніка, «кольоровий» датчик, що імітує чутливість шкіри
Ефект… хамелеон біорозкладних 3D-сенсорів і дисплеїв

Спеціальний матрац для шкіри новонароджених

Розробити матрац, здатний адаптуватися до індивідуальні потреби новонароджених госпіталізовані, дослідники почали з визначення умов тиску в різних частинах тіла дуже маленьких дітей: «Це показали наші датчики тиску голова, плечі і нижня частина хребта це зони найбільшого ризику появи пролежнів– знову пояснює Аннахайм.

Виходячи з цього припущення, дослідники розробили спеціальний надувний матрац, що складається з три кімнати який, за допомогою датчики тиску і мікропроцесор, можна точно накачати за допомогою електронного насоса, мінімізуючи тиск на різні ділянки тіла.

Завдяки інфрачервоному лазерному процесу, розробленому в EMPA, стало можливим виготовити матрац за допомогою a гнучка і багатошарова полімерна мембрана, ніжно до шкіри та не дратує шви.

Після розробки в лабораторії ми перейшли до практики. І результат випробувань виявився більш ніж обнадійливим: порівняно з пінопластовим матрацом, прототип зменшив тиск на вразливі частини тіла. до 40 відсотків. Залишається лише розширити масштаби дослідження: незабаром у відділенні інтенсивної терапії та неонатології Університетської дитячої лікарні Цюріха розпочнеться більш масштабне дослідження.

Таким чином кишкові бактерії псують дітям сон
Простір і здоров’я: швейцарські приклади Château-d'Œx і Lichtensteig

Інтелектуальні датчики для запобігання пролежням

Другий проект у розробці EMPA зосереджений на потребах дорослих, починаючи з дуже базової концепції: ключ перетворювати фактори ризику перетворення порушень артеріального тиску в сигнали тривоги, корисні для операторів.

Коли ви тривалий час перебуваєте в одному положенні, сидячи або лежачи, виникають проблеми з артеріальним тиском і кровообігом. нестача кисню в тканинах: у людей, які можуть вільно рухатися, це викликає руховий рефлекс, який змушує суб’єкта змінювати положення. У людей з параплегією або комою, однак, це неврологічний зворотний зв'язок можна зупинити.

У цих випадках про ризик пошкодження тканин можна повідомити рано інтелектуальні датчики на зразок тих, що розроблені в Проект ProTex, у якому беруть участь дослідники з EMPA, Бернського університету, Університету прикладних наук Східної Швейцарії (OST) і Bischoff Textil AG у Санкт-Галлені.

Нова сенсорна система складається з розумні тканини, пов’язані з пристроями аналізу даних у реальному часі. "Дружні до шкіри текстильні датчики містять два різних функціональних полімерних волокна“, - пояснює він Лучано Бозель лабораторії біоміметичних і текстильних мембран EMPA в Санкт-Галлені.

На додаток до волокон, чутливих до тиску, дослідники інтегрували світлопровідні полімерні волокна (ПОФ) які дозволяють вимірювати кисень: “Як тільки вміст кисню в шкірі зменшується, сенсорна система сигналізує про зростаючий ризик пошкодження тканин", - пояснює Бозель.

Дані передаються безпосередньо пацієнту або медичному персоналу, що дозволяє втручатися до того, як тканина буде пошкоджена.

Допомогти кожному стати краще: це здоров’я в епоху ШІ
«Лабораторія винахідливості» для збагачення лікарні Балгріст

ProTex: текстильні датчики та оптичні волокна для майбутніх розумних тканин

I Датчики ProTex їх можна інтегрувати в такий одяг, як нижня білизна чи шкарпетки, і вони здатні вимірювати тиск і насичення киснем шкіри та тканин, з якими вони контактують.

Коли вміст кисню знижується і датчики виявляють ризик травми, активується сигнал тривоги. «Наші датчики представляють новий підхід до портативні датчики і вони також є важливим кроком до «розумного» одягу'", пояснює Урсула Вольф Бернського університету.

У цьому проектіУніверситет прикладних наук Східної Швейцарії надає мініатюрні інтерфейси для оптичних волокон, тоді якEMPA вносить оптичні волокна POF, виготовлені за допомогою нового мікрофлюїдного процесу мокрого прядіння, розробленого університетом. «Ніхто з нас не зміг би реалізувати проект самостійно", - пояснює Бозель.

Нове Метод виробництва POF це один із трьох патентів, які виникли в рамках проекту ProTex: важлива еволюція, яка дозволяє контролювати полімерні компоненти порядку мікрометрів і більш екологічна обробка волокон.

Ще один цікавий патент, отриманий в результаті досліджень проекту ProTex, це a дихаючий текстильний датчик який можна носити безпосередньо на шкірі і який уже близький до виходу на ринок Bernese спін-офф Sensawear.

Словом, дослідження йдуть стрімко, і вчені не приховують свого задоволення: «Результати та технології ProTex забезпечать подальше застосування в галузі комп’ютерних технологій у майбутньому переносні датчики і розумний одяг“, – переконано говорить Бозель.

У пошуках ідеального полімеру: місія Dorina Opris
Транзистори, надруковані на папері чи ПЕТ-плівці? Швейцарія майже там...