Kombinezon, który chroni przed nagłą śmiercią łóżeczkową
Rodzice noworodków raz po raz skradają się nocą do pokoju dziecinnego, aby sprawdzić, czy ich niemowlę nadal oddycha. Niektórzy wstawiają łóżeczko do swojej sypialni w nadziei, że w razie czego zauważą zatrzymanie oddechu i zareagują zanim będzie za późno. Brak wyjaśnienia jest tym, co sprawia, że zespół nagłego zgonu niemowląt (SIDS) jest tak przerażający. SIDS jest główną przyczyną śmierci małych dzieci w wieku od jednego miesiąca do roku i nadal pozostaje niezrozumiały mimo prowadzonych przez całe lata badań. Jednak pewną pomoc może zapewnić innowacyjny kombinezon opracowany przez niemieckich naukowców. Kombinezon ma wbudowany system czujników, który ostrzega rodziców, kiedy tylko dziecko przestanie oddychać. System opiera się na rozciągliwej płytce obwodu drukowanego, która dopasowuje się do kształtu ciała, co sprawia, że jest niemal niezauważalna. Autorami są naukowcy z Instytutu Niezawodności i Mikrointegracji IZM im. Fraunhofera w Berlinie. Aby zaprezentować jedno z wielu zastosowań rozciągliwej płytki drukowanej, naukowcy wyposażyli ją w dwa, dostępne na rynku czujniki i wprasowali cały system w kombinezon. Umożliwiło im to monitorowanie oddychania w rejonie klatki piersiowej i brzucha. Poliuretan, z którego wykonana jest płytka drukowana, określa się także akronimem PU. Ten opłacalny materiał jest najczęściej wykorzystywany na powłoki, jako szczeliwo lub tworzywo przeciwwstrząsowe. "Opracowana przez nas płytka drukowana może być wytwarzana za pomocą rutynowych procesów produkcyjnych, co oznacza wysoką wydajność, a w związku z tym dobrą opłacalność" - zauważa Manuel Seckel, naukowiec z IZM. "Co więcej, komponenty mogą być ustawiane na niej równie precyzyjnie, co na standardowej płytce, dzięki stabilności rozciągliwego podłoża w czasie obróbki. Tym różni się od elektroniki opartej na tekstyliach, gdzie należy liczyć się z przesunięciem do pięciu milimetrów na odcinku pół metra". Naukowcy przezwyciężyli wiele problemów, aby osiągnąć wymagany wysoki stopień dokładności. Jeden z nich wiązał się z obróbką i przetwarzaniem poliuretanu. "Podobnie jak w przypadku tkaniny typu stretch, płytki drukowane PU sprawiają trudności w produkcji maszynowej ze względu na ich tendencję do zmiany kształtu. Aby się z tym uporać, naukowcy opracowali układ podtrzymujący, na którym umieszczane są płytki PU, które mają zostać poddane obróbce maszynowej, po czym układ jest usuwany" - wyjaśnia Seckel. Metoda jest obecnie testowana przez rozmaite koncerny przemysłowe. Kombinezon jest zaledwie jednym z wielu potencjalnych zastosowań elastycznych płytek drukowanych. Technologię można by wykorzystać na przykład do dyskretnego oświetlenia podsufitki samochodowej - dajmy na to w formie gwiazdek. Można by ją też wykorzystać w opaskach uciskowych nakładanych na rany oparzeniowe. W tym przypadku plastry PU wyposażone w zintegrowane czujniki pomogłyby pielęgniarce znaleźć optymalne umiejscowienie bandaża. Rozciągliwa płytka drukowana stanowi również podstawę plastra opracowywanego przez specjalizujących się w medycynie naukowców z Uniwersytetu w Heidelbergu we współpracy z naukowcami z Instytutu im. Fraunhofera. W przyszłości lekarze będą w stanie wykorzystać taki plaster do zbadania funkcji nerek pacjentów. Obecnie procedura polega na wstrzykiwaniu substancji, którą tylko nerki są w stanie rozłożyć, a następnie pobieraniu próbek krwi w trzydziestominutowych odstępach przez trzy godziny. Jeżeli nerki są zdrowe, to w ciągu trzech godzin substancja zostanie niemal całkowicie rozłożona. W przypadku choroby nastąpi jedynie powolny spadek stężenia. W przyszłości lekarze, wyposażeni w plaster z płytką drukowaną PU, niebieską diodę LED i detektor, będą w stanie zaoszczędzić pacjentom wielu ukłuć i badać ich z dużo wyższą precyzją. Tak jak w przypadku standardowej procedury, badanie rozpoczyna się od wstrzyknięcia substancji - w tym przypadku organicznego barwnika. Niebieska dioda LED fluoryzuje barwnik, który zaczyna świecić, co z kolei wykrywa detektor umieszczony w plastrze. Wraz z rozkładem barwnika przez nerki, natężenie promieniowania fluorescencyjnego również maleje. "Plaster umożliwia lekarzom stałe monitorowanie stężenia substancji testowej, co pozwala im na postawienie precyzyjniejszej diagnozy niż w przypadku standardowego badania. Ponadto koszty testu mogą zostać obniżone aż o 60%" - mówi Seckel. Planowane są już testy kliniczne, aczkolwiek potrzeba jeszcze od trzech do pięciu lat zanim plaster będzie można stosować do badania nerek, ułatwiając w ten sposób życie zarówno lekarzom, jak i pacjentom.Więcej informacji: Instytut Niezawodności i Mikrointegracji IZM im. Fraunhofera http://www.izm.fraunhofer.de/en.html(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
Kraje
Niemcy