La fascia da braccio in tessuto intelligente mira ad alleviare il linfedema / Smart textile arm sleeve aims to relieve lymphoedema
La fascia da braccio in tessuto intelligente mira ad alleviare il linfedema / Smart textile arm sleeve aims to relieve lymphoedema
Gli ingegneri della Nottingham Trent University stanno guidando lo sviluppo di un manicotto tessile intelligente che sfrutta la stimolazione elettrica per ridurre il gonfiore ed il fastidio nei pazienti affetti da linfedema.
Il linfedema è una patologia cronica che colpisce fino a 250 milioni di persone in tutto il mondo, causata dall'accumulo di liquidi nei tessuti molli del corpo, solitamente nelle braccia o nelle gambe, e per la quale non esiste cura o trattamento farmacologico comprovato.
Secondo Nottingham Trent, la nuova guaina sarà realizzata in tessuto altamente traspirante con circuiti stampati ed elettrodi integrati e flessibili. Il circuito (spessore 100 micron, larghezza 5 mm) sarà progettato pensando al basso consumo energetico, hanno affermato i ricercatori, e le batterie saranno utilizzate per la facilità d'uso da parte dei pazienti. Tuttavia, il gruppo ha affermato che l'esplorazione dell'estrazione di energia dal movimento o dalla temperatura corporea potrebbe essere una possibilità futura.
È stato creato in collaborazione con il Nottingham University Hospitals NHS Trust e con un finanziamento di 450.000 sterline da parte dell'EPSRC.
La guaina, resistente e lavabile, adattabile a diversi pazienti, aumenterà la circolazione del sistema linfatico, ovvero la rete di canali e ghiandole che eliminano i liquidi in eccesso dal corpo.
L'attuale trattamento raccomandato combina massaggi specialistici e bendaggi compressivi, cura della pelle ed esercizi decongestionanti, che secondo i ricercatori sono intensivi ed incidono sull'autonomia del paziente.
Indossati quotidianamente, gli indumenti compressivi vengono comunemente prescritti ai pazienti per ridurre il gonfiore al braccio, ma i ricercatori hanno affermato che possono essere scomodi ed un ostacolo per i pazienti e che la loro efficacia può essere variabile.
Uno studio recente ha rilevato che l'80 percento dei partecipanti riteneva che i trattamenti compressivi interferissero con il loro lavoro e le loro attività quotidiane a causa della limitazione dei movimenti fisici e che fosse difficile trovare indumenti che si adattassero alla compressione.
L'efficacia variava anche perché era influenzata dal lavaggio e dall'usura e, di conseguenza, i pazienti dovevano recarsi regolarmente presso gli operatori sanitari per monitorare gli indumenti, il che rappresentava un ulteriore onere per loro e per il Servizio Sanitario Nazionale.
Il gruppo di Nottingham ha spiegato che i componenti elettronici saranno realizzati in una striscia (striscia elettronica o e-strip) che verrà poi incapsulata per proteggerla da usura e danni dovuti al lavaggio. Gli elettrodi vengono stampati direttamente sui tessuti per creare un legame forte e i materiali sono impermeabili. I ricercatori hanno osservato che saranno ulteriormente esplorati materiali diversi per prolungarne la lavabilità.
Inizialmente il progetto svilupperà la tecnologia per il braccio, per poi adattarla ad altre parti del corpo, come gambe, torace, viso e collo.
"Solo nel Regno Unito, ogni anno più di 200.000 persone sono colpite da linfedema", ha affermato il ricercatore Dr. Yang Wei, esperto di tessuti elettronici e ingegneria elettronica presso la Facoltà di Scienze e Tecnologia della Nottingham Trent University .
"Sebbene esistano alcuni trattamenti per ridurre il dolore ed il disagio, la loro efficacia a lungo termine nel trattare il problema piuttosto che nel trattare un sintomo è incerta", ha affermato in una nota. "C'è bisogno di un dispositivo efficace in un formato comodo ed indossabile che possa essere utilizzato dai pazienti a casa per migliorare la loro qualità di vita.
"Si tratterà di un capo tessile medico intelligente e rivoluzionario, efficace, discreto e facile da usare, che stimolerà la circolazione linfatica e migliorerà significativamente il trattamento dei pazienti affetti da linfedema".
Il team ha dichiarato a The Engineer che i primi lavori hanno dimostrato che un'onda quadra con un massimo di 30 mA a bassa frequenza funziona bene con il sistema linfatico, con un miglioramento del 60%. Tuttavia, la tensione applicata è limitata a meno di 100 V-rms per motivi di sicurezza.
Il progetto coinvolge i partner industriali Electra Polymers Ltd , Haddenham Healthcare Ltd e medi GmbH .
Impacting up to 250 million people globally, lymphoedema is a chronic condition caused by fluid collecting in the soft tissue of the body, usually in the arms or legs with no cure or proven pharmaceutical treatment.
According to Nottingham Trent, the new sleeve will be a highly-breathable fabric with integrated and flexible printed circuits and electrodes. The circuit (100 micron thick, 5mm wide) will be designed with low power in mind, researchers said, and batteries will be used for patients' ease of use - however, the team said that exploring harvesting energy from body movement or temperature could be a future possibility.
It is being created in partnership with Nottingham University Hospitals NHS Trust and £450,000 in EPSRC funding.
The sleeve – durable and washable, and adapted to fit different patients - will increase circulation of the lymphatic system, which is the network of channels and glands that remove excess fluid in the body.
The current recommended treatment combines specialist massage and compressive bandaging, skin care and decongestive exercises, which the researchers said are intensive and impact patient autonomy.
Worn daily, compression garments are commonly prescribed for patients to reduce swelling in the arm, but the researchers said they can be inconvenient and a hindrance to patients and that their effectiveness can be variable.
A recent study found that 80 per cent of participants felt that compression treatments interfered with their work and daily activities due to limited physical movement and that there was difficulty finding clothing that would fit over the compression.
Effectiveness also varied as it was impacted by washing and wear and as such patients regularly had to visit healthcare providers to monitor the garments, placing a further burden on them and the NHS.
The Nottingham team explained that the electronics will be made into a strip shape (electronic strip or e-strip) which is then encapsulated to protect from wearing and washing damages. Electrodes are printed directly onto textiles to form strong bonding, and the materials are waterproof. Researchers noted that different materials will be further explored to prolong washability.
The project will initially develop technology for the arm before being adapted for other parts of the body such as leg, chest, face and neck.
“In the UK alone more than 200,000 people are affected by lymphoedema each year,” said researcher Dr Yang Wei, an expert in electronic textiles and electronic engineering in Nottingham Trent University’s School of Science and Technology.
“While there are some treatments to reduce pain and discomfort, their long-term effectiveness in treating the problem rather than addressing a symptom is uncertain,” he said in a statement. “There is a need for an effective device in a convenient and wearable format that can be used by patients in the home to improve their quality of life.
“This will be a breakthrough smart medical textile garment which will be effective, unobtrusive and easy-to-use, stimulating lymph circulation and significantly improving the treatment of patients with lymphoedema.”
The team told The Engineer that early work has shown that a square wave with a maximum of 30mA at a low frequency works well with lymphatic system and has shown a 60 per cent improvement. However, the voltage applied is limited below 100V-rms for safety consideration.
The project involves industry partners Electra Polymers Ltd, Haddenham Healthcare Ltd and medi GmbH.
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