Nệm và cảm biến thông minh bảo vệ làn da mỏng manh nhất

Những người không thể tự thay đổi tư thế như trẻ sơ sinh, bệnh nhân ốm đau, nhập viện sớm hay muộn đều có xu hướng phát triển tổn thương da do áp lực kéo dài trên da.

Chỉ riêng ở Thụy Sĩ, khoảng 300 triệu franc được chi hàng năm cho việc điều trị lở loét – một vấn đề có thể dẫn đến tình trạng sức khỏe nói chung trở nên tồi tệ hơn và cho đến gần đây dường như không thể vượt qua được.

Tuy nhiên, các nhà khoa học EMPA vừa mới nghĩ ra nó hai giải pháp tuyệt vời điều này sẽ cho phép chúng tôi giải quyết vấn đề chấn thương do áp lực một cách thông minh nhất: trong khi ở phòng thí nghiệm Vải và Màng mô phỏng sinh học ở San Gallo, chúng tôi đang nghiên cứu một nệm đặc biệt cho trẻ sơ sinh, dự án ProTex quy tụ các nhà nghiên cứu từ EMPA, Đại học Bern, Đại học Khoa học Ứng dụng Đông Thụy Sĩ và Bischoff Textil AG ở St. Gallen để phát triển một hệ thống Cảm biến dệt “thông minh” điều này sẽ giúp những người nằm liệt giường bằng cách ngăn chặn sự xuất hiện của vết loét do áp lực.

Cảm biến mang tính cách mạng có thể tiết kiệm hàng triệu pin
Kính áp tròng "thông minh" khám phá thế giới mới

Con đường phòng bệnh phải thông qua khoa học

Khi của chúng ta da chịu áp lực quá lớn trong thời gian dài sẽ bị hư hỏng. Kết quả là gì tổn thương da được gọi là lở loét, một vấn đề chủ yếu ảnh hưởng đến những người không thể tự mình thay đổi tư thế.

Nhóm dân số có nguy cơ cao, trong bối cảnh này, chủ yếu là những người ngồi xe lăn, người già và một số bệnh nhân nhập viện, bao gồm cả trẻ sơ sinh trong phòng chăm sóc đặc biệt.

Việc điều trị những tổn thương này rất phức tạp và khá tốn kém. “Ngoài ra", ông tuyên bố Simon Annaheim, nhà nghiên cứu EMPA tại Phòng thí nghiệm Dệt may và Màng sinh học ở St. Gallen, “Các bệnh hiện tại có thể trở nên trầm trọng hơn do những tổn thương do áp lực này“. Theo học giả trẻ, con đường hợp lý nhất để đi là con đường tránh hình thành những vết thương như vậy ngay từ đầu.

Dự án mà nhà nghiên cứu EMPA đang thực hiện tập trung đặc biệt vào nhu cầu của trẻ sơ sinh. Trên thực tế, các đặc điểm của da hoàn toàn khác nhau giữa các độ tuổi: nếu đối với người lớn, các yếu tố nguy cơ chính là sự ma sát của da trên bề mặt và sự khó thở của các mô thì đối với trẻ sơ sinh thì các vấn đề sẽ xảy ra. chúng thuộc một loại hoàn toàn khác.

Theo Simon Annaheim, những chiếc nệm thông thường không phù hợp với những bé chưa thể di chuyển độc lập. Do đó nhóm của ông đang làm việc với các nhà nghiên cứu từ Bách khoa Zurich, dell 'Đại học Khoa học Ứng dụng Zurich (ZHAW) vàBệnh viện Nhi đồng Đại học Zurich để tìm ra bề mặt nghỉ ngơi tối ưu cho làn da mỏng manh của trẻ sơ sinh.

Robotics, cảm biến “màu sắc” mô phỏng độ nhạy của da
Hiệu ứng… tắc kè hoa của cảm biến và màn hình 3D có thể phân hủy sinh học

Nệm đặc biệt dành cho da trẻ sơ sinh

Để phát triển một tấm nệm có khả năng thích ứng với nhu cầu cá nhân của trẻ sơ sinh nhập viện, các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng việc xác định tình trạng áp lực ở các vùng khác nhau trên cơ thể của trẻ nhỏ: “Cảm biến áp suất của chúng tôi cho thấy rằng đầu, vai và phần dưới của cột sống chúng là những khu vực có nguy cơ bị lở loét cao nhất“, Annaheim giải thích lại.

Bắt đầu từ giả định này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại nệm hơi đặc biệt bao gồm ba phòng cái đó, với sự giúp đỡ của cảm biến áp suất và bộ vi xử lý, có thể được bơm hơi chính xác thông qua một máy bơm điện tử, giảm thiểu áp lực tác động lên các vùng khác nhau của cơ thể.

Nhờ quy trình laser hồng ngoại được phát triển tại EMPA, người ta có thể sản xuất nệm bằng cách sử dụng màng polymer linh hoạt và nhiều lớp, nhẹ nhàng trên da và không có đường may gây kích ứng.

Sau khi phát triển trong phòng thí nghiệm, chúng tôi chuyển sang thực hành. Và kết quả của các cuộc thử nghiệm còn hơn cả hứa hẹn: so với nệm xốp, nguyên mẫu đã giảm áp lực lên các bộ phận dễ bị tổn thương trên cơ thể lên đến 40 phần trăm. Tất cả những gì còn lại là mở rộng phạm vi nghiên cứu: một cuộc điều tra lớn hơn sẽ sớm bắt đầu tại Khoa Chăm sóc Đặc biệt và Sơ sinh tại Bệnh viện Nhi đồng Đại học Zurich.

Như vậy vi khuẩn đường ruột làm hỏng giấc ngủ của trẻ
Không gian và sức khỏe: các ví dụ về Château-d'Œx và Lichtensteig của Thụy Sĩ

Cảm biến thông minh để ngăn ngừa lở loét do nằm liệt giường

Dự án thứ hai đang được triển khai tại EMPA tập trung vào nhu cầu của người lớn, bắt đầu từ một khái niệm rất cơ bản: điều quan trọng là chuyển đổi yếu tố nguy cơ rối loạn huyết áp thành tín hiệu cảnh báo hữu ích cho người vận hành.

Khi bạn giữ một tư thế trong thời gian dài, dù ngồi hay nằm, huyết áp và tuần hoàn đều có vấn đề. thiếu oxy trong các mô: ở những người có thể di chuyển tự do, điều này sẽ kích hoạt phản xạ chuyển động khiến đối tượng thay đổi vị trí. Tuy nhiên, ở những người bị liệt hai chân hoặc hôn mê, điều này phản hồi thần kinh có thể được dừng lại.

Trong những trường hợp này, nguy cơ tổn thương mô có thể được báo cáo sớm bằng cảm biến thông minh giống như những gì được phát triển trong dự án ProTex, bao gồm các nhà nghiên cứu từ EMPA, Đại học Bern, Đại học Khoa học Ứng dụng Đông Thụy Sĩ (OST) và Bischoff Textil AG ở St. Gallen.

Hệ thống cảm biến mới bao gồm vải thông minh kết hợp với thiết bị phân tích dữ liệu thời gian thực. 'Cảm biến dệt thân thiện với da chứa hai sợi polymer chức năng khác nhau", Anh ấy giải thích Luciano Boesel của phòng thí nghiệm Màng sinh học và màng dệt của EMPA ở St. Gallen.

Ngoài các sợi nhạy cảm với áp lực, các nhà nghiên cứu còn tích hợp sợi polymer dẫn ánh sáng (POF) cho phép đo oxy: “Ngay khi hàm lượng oxy trong da giảm, hệ thống cảm biến sẽ phát tín hiệu nguy cơ tổn thương mô ngày càng tăng“, Boesel giải thích.

Dữ liệu được truyền trực tiếp đến bệnh nhân hoặc nhân viên điều dưỡng, cho phép can thiệp trước khi mô bị tổn thương.

Giúp mọi người khỏe hơn: đó là sức khỏe trong thời đại AI
Một "phòng thí nghiệm khéo léo" để làm giàu thêm cho Bệnh viện Balgrist

ProTex: cảm biến dệt và sợi quang cho vải thông minh trong tương lai

I Cảm biến ProTex chúng có thể được tích hợp vào quần áo như đồ lót hoặc tất và có thể đo áp suất cũng như độ bão hòa oxy của da và các mô mà chúng tiếp xúc.

Khi hàm lượng oxy giảm và cảm biến phát hiện nguy cơ chấn thương, tín hiệu cảnh báo sẽ được kích hoạt. “Cảm biến của chúng tôi đại diện cho một cách tiếp cận mới để cảm biến cầm tay và chúng cũng là một bước quan trọng hướng tới quần áo 'thông minh''", giải thích Sói Ursula của Đại học Bern.

Trong dự án này,Đại học Khoa học Ứng dụng Đông Thụy Sĩ cung cấp các giao diện thu nhỏ cho sợi quang, trong khiEMPA đóng góp sợi quang POF, được chế tạo thông qua quy trình kéo sợi ướt vi lỏng mới do Trường Đại học phát triển. “Không ai trong chúng tôi có thể thực hiện dự án một mình“, Boesel giải thích.

Il nuovo Phương pháp sản xuất POF nó là một trong ba bằng sáng chế nổi lên như một phần của dự án ProTex: một sự phát triển quan trọng, cho phép kiểm soát thành phần polyme theo thứ tự micromet và xử lý sợi thân thiện với môi trường hơn.

Một bằng sáng chế thú vị khác được sinh ra từ các nghiên cứu của dự án ProTex là cảm biến dệt thoáng khí có thể được đeo trực tiếp lên da và sắp được tung ra thị trường bởi Senawear phụ của Bernese.

Tóm lại, nghiên cứu đang tiến triển nhanh chóng và các nhà khoa học không giấu được sự hài lòng: "Kết quả và công nghệ ProTex sẽ cho phép ứng dụng sâu hơn trong lĩnh vực công nghệ máy tính trong tương lai cảm biến đeo được và quần áo thông minh“, Boesel nói với niềm tin chắc chắn.

Tìm kiếm polymer hoàn hảo: sứ mệnh của Dorina Opris
Bóng bán dẫn in trên giấy hay phim PET? Thụy Sĩ gần như ở đó…