Для этого исследователи материалов создали ткани с вплетенными в них оптически проводящими волокнами. Источником света для светопроводящих нитей служат светодиоды с батарейным питанием. Вместе с обычной нитью оптические волокна вплетены в атласный материал, который равномерно распределяет световой поток по всей ткани, как недавно сообщили исследователи в торговом журнале Biomedical Optics Express.
Атласная ткань идеальнаОптические волокна диаметром около 160 микрон соответствуют размерам обычных нитей.
Команда Бозеля определила подходящий угол, под которым нити должны изгибаться во время плетения, чтобы синий свет оставался в терапевтическом диапазоне длин волн около 470 нанометров, но излучался на кожу ребенка, а не оставался в ткани. Наилучший результат был достигнут в процессе ткачества с так называемой связкой 6/6, при которой получается атласная ткань. Здесь оптические нити имеют особенно мало точек пересечения с традиционной нитью и идеально изогнуты, поэтому свет равномерно распространяется по коже.
Из фотонных тканей, сотканных таким образом, можно сделать комбинезон или спальный мешок, чтобы маленький пациент был одет, его можно было держать и кормить. А поскольку пижамы могут изготавливаться для коммерческого использования, так что они излучают свет только внутрь, на кожу ребенка, новорожденному больше не нужно носить раздражающую защитную маску. В отличие от инкубатора, где лечебный свет освещает лицо ребенка, коротковолновое излучение легкой пижамы не достигает чувствительных глаз ребенка.
Легкие пижамы нежны на кожеМайке Квандт, ведущий автор публикации, говорит, что ткани с подсветкой также подходят для повседневной носки. «Фотонный текстиль можно стирать, и кожа хорошо переносит его», — говорит исследователь.
В модели терморегуляции исследователи изучали, насколько воздухопроницаемы легкие ткани. Одна из собственных моделей кожи Empa также доказала, что пижамы также очень хорошо сопротивляются трению о кожу. «Гладкая атласная ткань соответствует комфорту ношения типичного детского комбинезона», — говорит исследователь материалов.
Синий свет вместо переливания кровиДетская желтуха — обычное явление, поскольку метаболизм младенцев не очень устойчив в течение первых нескольких дней после рождения. Обычно печень выводит из организма многие токсины.
Однако при деградации гемоглобина печень ребенка все еще может быть перегружена. Если токсичный продукт разложения билирубин накапливается в больших количествах, на коже образуются видимые желтые отложения. Ситуация становится опасной, если билирубин превышает определенный порог, а желтый пигмент повреждает мозг.
В тяжелых случаях желтухи повреждение головного мозга можно предотвратить только переливанием крови.Сегодня световая терапия в инкубаторах предотвращает это драматическое развитие, если ее применять вовремя. Интенсивность света 30 микроватт на квадратный сантиметр в синем спектре превращает токсичный билирубин в растворимую форму, которая может быть легко удалена незрелыми органами младенца. Прототип па-джама в настоящее время излучает синий свет от фотонных тканей с меньшей интенсивностью. «Поэтому для коммерческого производства необходимо несколько увеличить яркость пижамы», — говорит Майке Квандт.
Однако это не должно быть большой проблемой, поскольку для этого просто требуется использование более мощных светодиодов.Новорожденные с желтухой должны лежать одни, голые, с закрытыми глазами в инкубаторах под синим светом. Легкие пижамы Empa революционизируют эту процедуру, потому что пижамы излучают свет прямо на кожу ребенка. Это означает, что ребенок может выздороветь в тепле, уютном месте и без повязки на глаза на руках матери.
Изображение: ZoomstudioВ зависимости от процесса ткачества свет от оптических волокон по-разному проникает в ткань. Атласная ткань (внизу), где нити пересекаются как можно реже, явно «затмевает» простую льняную ткань (вверху). Изображение: Майке Квандт
Когда полимерные оптические волокна вплетены в ткань и подключены к светодиодам, ткань светится терапевтической длиной волны. Еще одно преимущество: атласная ткань дышащая и удобная для кожи.
Изображение: Майке КвандтВ демонстрационных целях ткань с подсветкой была вшита в традиционный комбинезон. Для будущих клинических применений пижамы будут излучать синий свет только внутрь, прямо на кожу ребенка.Полимерные оптические волокна оптимально излучают коротковолновый свет, если они интегрированы в сатиновую ткань.
Светодиоды с синим световым спектром будут использоваться для лечения детской желтухи. Изображение: Майке Квандт