Un novedoso chaleco refrigerante para proteger a las personas con SCI de la hipertermia

Declaración del problema: la pérdida del control supraespinal de las vías autonómicas interrumpe la homeostasis de múltiples sistemas de órganos, incluida la termorregulación. Los mecanismos de termorregulación son disfuncionales debido a la interrupción de las vías simpáticas para el control hipotalámico de la función vasomotora y sudomotora y las vías motoras/sensoriales para los escalofríos y la sensación térmica. Durante la exposición a temperaturas estacionales cálidas, la desregulación de los mecanismos de disipación de calor (vasodilatación y sudoración) permite que la temperatura corporal central (Tcore) aumente en personas con SCI en lugar de permanecer estable y estrictamente regulada (~37°0.6°C), como ocurre en las personas sin discapacidad (AB). Los investigadores han informado en personas con lesiones más altas (SCI >T6: Hi-SCI), que incluso una exposición limitada (1-2 horas) a temperaturas típicas de verano (35 °C) puede provocar que el Tcore aumente a valores cercanos a la hipertermia (38 °C). C). La hipertermia leve causa molestias físicas y puede afectar la cognición. Si no se controla, la hipertermia puede convertirse en agotamiento por calor y golpe de calor, lo que provoca convulsiones, pérdida del conocimiento y, potencialmente, la muerte, como ocurrió en los residentes vulnerables del noroeste del Pacífico durante una ola de calor a fines de junio de 2021.

El consejo médico actual para las personas con SCI es evitar la luz solar directa, vestirse con moderación, beber muchos líquidos y permanecer en el interior en los días calurosos y húmedos. A pesar de prestar atención a este consejo, las personas con LME con frecuencia se encuentran en ambientes calurosos durante períodos prolongados durante funciones sociales, religiosas o laborales. Durante estas condiciones, hay una progresión rápida a sentirse "sobrecalentado" y un mayor riesgo de enfermedades relacionadas con el calor. Las temperaturas estacionales cálidas limitan la comodidad percibida, el desempeño de las actividades y la participación en funciones sociales en mayor medida en las personas con lesión cervical (tetraplejía) que en los controles AB. La identificación de una intervención de bioingeniería segura, no invasiva y eficaz para restaurar la función termorreguladora durante la exposición al calor tiene el potencial de minimizar el impacto negativo del calor en las actividades, la participación y la calidad de vida (QOL) en los veteranos con SCI. Si es eficaz, otras poblaciones de veteranos afectadas negativamente por la exposición al calor también pueden beneficiarse de esta intervención.

Objetivos: este estudio piloto desarrollará y probará un chaleco de refrigeración autorregulable para veteranos con SCI que puede utilizar métodos tanto conductivos como evaporativos para disipar el calor corporal como prueba de concepto para evitar un aumento excesivo de Tcore y molestias térmicas durante períodos controlados. exposición a un ambiente cálido. Se ha desarrollado un prototipo inicial del chaleco en colaboración con el Dr. Hao Su, co-investigador. Este prototipo inicial requiere un mayor desarrollo antes de las pruebas con sujetos humanos. Si este estudio tiene éxito, los investigadores colaborarán con el Laboratorio de Investigación de Ingeniería Humana (HERL, por sus siglas en inglés) para hacer que el chaleco sea apropiado para las pruebas en el hogar a fin de determinar su eficacia para mejorar la participación social y la calidad de vida de los veteranos con SCI durante las estaciones más cálidas o cuando residen o viajan a las zonas de clima cálido.

Objetivo principal (Seguridad): Completar el desarrollo del segundo prototipo del chaleco refrigerante y determinar su seguridad. Después de cumplir con los criterios de la prueba de banco, los participantes de AB usarán el chaleco refrigerante húmedo en la configuración máxima durante 2 horas sentados en una cámara térmica cálida (35 °C), para determinar: (1) las temperaturas mínimas de la piel debajo del chaleco refrigerante y ( 2) comodidad subjetiva del chaleco refrigerante.

Hipótesis primarias: (1) La temperatura de la piel debajo del chaleco será de 20 °C para proteger contra lesiones por frío. (2) Los participantes de AB reportarán una sensación térmica (TS) no menos de "fresco" en una escala validada de sensación térmica de 9 puntos. Si durante la prueba se mide una temperatura de la piel de <20 °C o se informa un TS < "frío" o "puntos fríos", el desarrollo del chaleco continuará para garantizar que el prototipo sea seguro para la prueba en personas con LME. Una vez que se cumplan los criterios de seguridad para el chaleco refrigerante en sujetos AB, se realizarán pruebas de eficacia en personas con SCI que usarán el chaleco refrigerante durante un desafío con calor controlado.

Objetivo secundario (Eficacia en SCI): Determinar la eficacia del chaleco refrigerante húmedo para mantener el Tcore (dentro de 0,3 °C) en participantes con Hi-SCI cuando se exponen a 2 horas en un ambiente cálido. Usando un diseño de medidas repetidas, los participantes con Hi-SCI usarán el chaleco mojado (condición experimental) o sin chaleco (condición de control) en una cámara térmica cálida (35°C) por hasta 2 horas en posición sentada, para determinar: (1) cambio en Tcore y (2) percepción de calor y confort térmico.

Hipótesis secundarias: En la investigación anterior de los investigadores sobre la exposición al calor, el 65 % de las personas con Hi-SCI tuvo aumentos de >0,5 °C en Tcore (aumento medio de 0,6 °C a 0,3 °C) mientras usa solo pantalones cortos. Los investigadores esperan que el uso de un chaleco refrigerante durante la misma exposición al calor aumente significativamente la disipación de calor y, por lo tanto, mejore el mantenimiento de Tcore y el confort térmico. Los investigadores plantean la hipótesis de que durante una exposición cálida controlada (35 °C), los participantes con Hi-SCI que usan el chaleco de enfriamiento húmedo en comparación con los mismos participantes que no usan chaleco: 1) el 65 % tendrá una elevación significativamente menor en Tcore (0,3 ° C), y 2) un mayor porcentaje de participantes reportará un mayor confort térmico (disminución de la percepción de sentirse "caliente", "muy caliente" o "incómodo").