Intelligente matrassen en sensoren om de meest kwetsbare huid te beschermen

Mensen die niet zelfstandig van positie kunnen veranderen, zoals pasgeborenen, zieke en gehospitaliseerde patiënten, hebben de neiging zich vroeg of laat te ontwikkelen huidlaesies veroorzaakt door druk langdurig op de huid.

Alleen al in Zwitserland wordt jaarlijks ongeveer 300 miljoen frank uitgegeven aan de behandeling van doorligplekken – een probleem dat kan leiden tot een algemene verslechtering van de gezondheidstoestand en dat tot voor kort onoverkomelijk leek.

De EMPA-wetenschappers hebben het echter zojuist bedacht twee briljante oplossingen waardoor we het probleem van decubitus op een beslist slimme manier kunnen aanpakken: terwijl we in het Biomimetic Membranes and Fabrics-laboratorium in San Gallo werken aan een speciaal matras voor pasgeborenenbrengt het ProTex-project onderzoekers van EMPA, de Universiteit van Bern, de Universiteit voor Toegepaste Wetenschappen van Oost-Zwitserland en Bischoff Textil AG in St. Gallen samen in de ontwikkeling van een “intelligente” textielsensoren die bedlegerige mensen zal helpen door het ontstaan ​​van decubitus te voorkomen.

De revolutionaire sensoren die miljoenen batterijen kunnen besparen
"Slimme" contactlenzen om een ​​nieuwe wereld te verkennen

De weg naar preventie loopt via de wetenschap

Wanneer de onze huid langdurig aan overmatige druk wordt blootgesteld, raakt het beschadigd. Welke resultaten zijn huidletsel bekend als doorligwonden, een probleem dat vooral mensen treft die niet zelfstandig van positie kunnen veranderen.

De risicopopulaties bestaan ​​in deze context vooral uit mensen in een rolstoel, ouderen en sommige ziekenhuispatiënten pasgeborenen op de intensive care.

De behandeling van deze laesies is complex en vrij duur. “ook"Hij zegt Simon Annaheim, EMPA-onderzoeker bij het Biomimetic Membranes and Textiles Laboratory in St. Gallen, “Bestaande ziekten kunnen door deze decubitus verergeren“. Volgens de jonge geleerde zou het meest verstandige pad dat zijn vermijd de vorming van dergelijke wonden vanaf het begin.

Het project waar de EMPA-onderzoeker aan werkt richt zich in het bijzonder op behoeften van pasgeborenen. De kenmerken van de huid zijn in feite volledig verschillend van leeftijd tot leeftijd: als voor volwassenen de belangrijkste risicofactoren de wrijving van de huid op het oppervlak en het gebrek aan ademend vermogen van de stoffen zijn, zijn de problemen bij pasgeborenen ze zijn van een heel ander type.

Volgens Simon Annaheim zijn conventionele matrassen niet geschikt voor baby's die niet zelfstandig kunnen bewegen. Zijn team werkt daarom samen met onderzoekers van de Polytechnische Zürich, van deUniversiteit voor Toegepaste Wetenschappen van Zürich (ZHAW) en deUniversitair Kinderziekenhuis Zürich om een ​​optimaal rustoppervlak te vinden voor de gevoelige huid van pasgeborenen.

Robotica, de “kleuren”-sensor die de gevoeligheid van de huid imiteert
Het effect… kameleon van biologisch afbreekbare 3D-sensoren en displays

Een speciaal matras voor de huid van pasgeborenen

Een matras ontwikkelen die zich kan aanpassen aan individuele behoeften van pasgeborenen in het ziekenhuis opgenomen, begonnen de onderzoekers met het bepalen van de drukomstandigheden in verschillende delen van het lichaam van zeer jonge kinderen: “Onze druksensoren lieten dat zien het hoofd, de schouders en het onderste deel van de wervelkolom dit zijn de gebieden met het grootste risico op doorligwonden“, legt Annaheim opnieuw uit.

Vanuit deze veronderstelling ontwikkelden de onderzoekers een speciaal luchtmatras samengesteld uit drie kamers die, met behulp van druksensoren en een microprocessor, kunnen nauwkeurig worden opgeblazen via een elektronische pomp, waardoor de druk op verschillende delen van het lichaam wordt geminimaliseerd.

Dankzij een bij EMPA ontwikkeld infraroodlaserproces was het mogelijk om de matras te produceren met behulp van een flexibel en meerlaags polymeermembraan, zacht voor de huid en vrij van irriterende naden.

Na de ontwikkeling in het laboratorium zijn we overgegaan naar de praktijk. En de uitkomst van de tests was meer dan veelbelovend: vergeleken met een schuimmatras verminderde het prototype de druk op kwetsbare delen van het lichaam tot 40 procent. Het enige dat overblijft is het verbreden van de reikwijdte van het onderzoek: binnenkort zal een groter onderzoek beginnen op de afdeling Intensive Care Medicine en Neonatologie van het Universitair Kinderziekenhuis van Zürich.

Zo bederven darmbacteriën de slaap van kinderen
Ruimtes en gezondheid: de Zwitserse voorbeelden van Château-d'Œx en Lichtensteig

Intelligente sensoren om doorligwonden te voorkomen

Het tweede project dat bij EMPA op stapel staat, richt zich op de behoeften van volwassenen, vertrekkend van een heel basaal concept: de sleutel is risicofactoren omzetten van bloeddrukverstoringen in alarmsignalen die nuttig zijn voor operators.

Wanneer je langere tijd in dezelfde houding zit of ligt, ontstaan ​​er bloeddruk- en bloedsomloopproblemen gebrek aan zuurstof in de weefsels: bij mensen die zich vrij kunnen bewegen, veroorzaakt dit een bewegingsreflex waardoor de persoon van houding verandert. Bij mensen met een dwarslaesie of coma is dit echter wel het geval neurologische feedback kan worden gestopt.

In deze gevallen kan het risico op weefselbeschadiging vroegtijdig worden gemeld intelligente sensoren zoals die zijn ontwikkeld in ProTex-project, waarbij onderzoekers van EMPA, de Universiteit van Bern, de Universiteit voor Toegepaste Wetenschappen van Oost-Zwitserland (OST) en Bischoff Textil AG in St. Gallen betrokken zijn.

Het nieuwe sensorsysteem bestaat uit slimme stoffen geassocieerd met apparaten voor realtime gegevensanalyse. "Huidvriendelijke textielsensoren bevatten twee verschillende functionele polymeervezels", Hij legt uit Luciano Boesel van het laboratorium voor biomimetische en textielmembranen van de EMPA in St. Gallen.

Naast drukgevoelige vezels integreerden de onderzoekers lichtgeleidende polymeervezels (POF) waarmee zuurstof kan worden gemeten: “Zodra het zuurstofgehalte in de huid afneemt, signaleert het sensorsysteem een ​​toenemend risico op weefselbeschadiging“, legt Boesel uit.

De gegevens worden rechtstreeks naar de patiënt of het verplegend personeel verzonden, waardoor ingrijpen mogelijk is voordat het weefsel beschadigd raakt.

Iedereen helpen beter te worden: het is gezondheid in het tijdperk van AI
Een "laboratorium van vindingrijkheid" om het Balgrist-ziekenhuis te verrijken

ProTex: textielsensoren en optische vezels voor toekomstige slimme stoffen

I ProTex-sensoren ze kunnen worden geïntegreerd in kleding zoals ondergoed of sokken en kunnen de druk en zuurstofverzadiging meten van de huid en weefsels waarmee ze in contact komen.

Wanneer het zuurstofgehalte afneemt en sensoren het risico op letsel detecteren, wordt er een alarmsignaal geactiveerd. “Onze sensoren vertegenwoordigen een nieuwe benadering van draagbare sensoren en bovendien zijn ze een belangrijke stap richting 'slimme' kleding'", legt uit Ursula Wolf van de Universiteit van Bern.

Bij dit project is deUniversiteit voor Toegepaste Wetenschappen van Oost-Zwitserland biedt geminiaturiseerde interfaces voor optische vezels, terwijl deEMPA draagt ​​bij aan POF optische vezels, gemaakt via een nieuw microfluïdisch nat spinproces ontwikkeld door de universiteit. “Niemand van ons zou het project alleen kunnen uitvoeren“, legt Boesel uit.

De nieuwe POF-productiemethode het is een van de drie patenten die naar voren kwamen als onderdeel van het ProTex-project: een belangrijke evolutie die controle mogelijk maakt polymere componenten in de orde van micrometers en een meer ecologische verwerking van de vezels.

Een ander interessant patent dat voortkomt uit de studies voor het ProTex-project is een ademende textielsensor die direct op de huid kan worden gedragen en die al bijna op de markt wordt gebracht Berner spin-off Sensawear.

Kortom, het onderzoek gaat snel en wetenschappers steken hun tevredenheid niet onder stoelen of banken: "De resultaten en technologieën van ProTex zullen in de toekomst verdere toepassingen op het gebied van computertechnologie mogelijk maken draagbare sensoren en slimme kleding“, zegt Boesel vol overtuiging.

Op zoek naar het perfecte polymeer: ​​de missie van Dorina Opris
Transistoren gedrukt op papier of PET-folie? Zwitserland is er bijna...