Uusi jäähdytysliivi SCI-potilaiden suojelemiseksi hypertermialta

Ongelman toteamus: Autonomisten reittien supraspinaalisen hallinnan menetys keskeyttää useiden elinjärjestelmien homeostaasin, mukaan lukien lämmönsäätely. Lämpösäätelymekanismit ovat toimintahäiriöitä johtuen katkenneista sympaattisista reiteistä vasomotorisen ja sudomotorisen toiminnan hypotalamuksen säätelyssä sekä vilunväristyksen ja lämpöaistin motorisista/sensorisista reiteistä. Lämpimille vuodenaikojen lämpötiloille altistumisen aikana lämpöä hajottavien mekanismien (verisuonten laajeneminen ja hikoilu) häiriöt mahdollistavat kehon sydämen lämpötilan (Tcore) nousun SCI-potilailla sen sijaan, että pysyisivät vakaana ja tiukasti säädeltynä (~37 °0,6 °C), kuten työkykyisillä (AB) henkilöillä. Tutkijat ovat raportoineet henkilöillä, joilla on korkeammat leesiot (SCI >T6: Hi-SCI), että jopa rajoitettu altistuminen (1-2 tuntia) tyypillisille kesälämpötiloille (35 °C) voi johtaa Tcore-arvon nousuun, joka on lähellä hypertermiaa (38 °). C). Lievä hypertermia aiheuttaa fyysistä epämukavuutta ja voi heikentää kognitiota. Hallitsematon hypertermia voi edetä lämpöuupumukseksi ja lämpöhalvaukseksi, joka voi aiheuttaa kohtauksia, tajunnan menetyksen ja mahdollisesti kuoleman, kuten tapahtui Tyynenmeren luoteisosan haavoittuville asukkaille helleaallon aikana kesäkuun 2021 lopulla.

Nykyiset lääketieteelliset neuvot SCI-potilaille ovat välttää suoraa auringonvaloa, pukeutua säästeliäästi, juoda runsaasti nesteitä ja pysyä sisätiloissa kuumina, kosteina päivinä. Huolimatta tämän neuvon noudattamisesta SCI-potilaat joutuvat usein kuumissa ympäristöissä pitkiä aikoja sosiaalisten, uskonnollisten tai työtehtävien aikana. Näissä olosuhteissa on nopea eteneminen "ylikuumenemisen" tunneksi ja lisääntynyt kuumuuteen liittyvien sairauksien riski. Lämpimät vuodenaikojen lämpötilat rajoittavat koettua mukavuutta, toimintojen suorittamista ja osallistumista yhteiskunnallisiin toimintoihin enemmän kohdunkaulan vamma (tetraplegia) sairastavilla kuin AB-kontrolleilla. Turvallisen, ei-invasiivisen ja tehokkaan biotekniikan toimenpiteen tunnistaminen lämmönsäätelytoiminnan palauttamiseksi lämmölle altistumisen aikana voi minimoida lämmön kielteisen vaikutuksen toimintaan, osallistumiseen ja elämänlaatuun (QOL) veteraaneissa, joilla on SCI. Jos se on tehokasta, muut veteraanipopulaatiot, joihin lämpöaltistus vaikuttaa haitallisesti, voivat myös hyötyä tästä toimenpiteestä.

Tavoitteet: Tässä pilottitutkimuksessa kehitetään ja testataan itsesäätelevää jäähdytysliiviä veteraaneille, joilla on SCI, joka voi hyödyntää sekä johtavia että haihtuvia menetelmiä kehon lämmön haihduttamiseen konseptin osoituksena Tcore-arvon liiallisen nousun ja lämmön aiheuttaman epämukavuuden estämiseksi hallitun aikana. altistuminen lämpimälle ympäristölle. Liivin ensimmäinen prototyyppi on kehitetty yhteistyössä tutkijakumppanin tohtori Hao Sun kanssa. Tämä alkuperäinen prototyyppi vaatii jatkokehitystä ennen ihmiskokeita. Jos tämä tutkimus onnistuu, tutkijat tekevät yhteistyötä Human Engineering Research Laboratoryn (HERL) kanssa tehdäkseen liivistä sopivan kotitestaukseen määrittääkseen sen tehokkuuden parantaa yhteiskunnan osallistumista ja elämänlaatua veteraaneissa, joilla on SCI lämpiminä vuodenaikoina tai kun he asuvat tai matkustavat. kuumille ilmastovyöhykkeille.

Ensisijainen tavoite (Turvallisuus): Saattaa päätökseen jäähdytysliivin 2. prototyypin kehitys ja määrittää sen turvallisuus. Penkkitestauksen kriteerien täyttymisen jälkeen AB:n osallistujat käyttävät märkää jäähdytysliiviä maksimiasennossa 2 tunnin ajan istuen lämpimässä lämpökammiossa (35 °C) määrittääkseen: (1) ihon vähimmäislämpötilat jäähdytysliivin alla ja ( 2) jäähdytysliivin subjektiivinen mukavuus.

Ensisijaiset hypoteesit: (1) Ihon lämpötila liivin alla on 20 °C kylmävaurioilta suojaamiseksi. (2) AB-osallistujat raportoivat lämpöaistuksesta (TS), joka on vähintään "viileä" validoidulla 9-pisteen lämpöaistimusasteikolla. Jos testauksen aikana mitataan ihon lämpötilaa <20°C tai TS < "kylmiä" tai "kylmiä pisteitä", liivien kehitystä jatketaan sen varmistamiseksi, että prototyyppi on turvallinen testattavaksi henkilöillä, joilla on SCI. Kun jäähdytysliivin turvallisuuskriteerit täyttyvät AB-potilailla, tehokkuustesti suoritetaan SCI:tä sairastaville henkilöille, jotka käyttävät jäähdytysliiviä kontrolloidun lämminhaasteen aikana.

Toissijainen tavoite (Tehokkuus SCI:ssä): Määrittää märkäjäähdytysliivin tehokkuuden ylläpitää Tcore-arvoa (0,3 °C:n sisällä) osallistujilla, joilla on Hi-SCI, kun heidät altistetaan 2 tunnin lämpimälle ympäristölle. Käyttämällä toistettua mittaussuunnitelmaa Hi-SCI:n osallistujat käyttävät märkää liiviä (kokeellinen tila) tai ilman liiviä (kontrollitila) lämpimässä lämpökammiossa (35 °C) enintään 2 tuntia istuma-asennossa määrittääkseen: (1) muutos Tcoressa ja (2) käsitys lämmöstä ja lämpömukavuudesta.

Toissijaiset hypoteesit: Tutkijoiden aiemmassa tutkimuksessa lämmölle altistumisesta 65 %:lla henkilöistä, joilla oli Hi-SCI, Tcore nousi >0,5°C (keskimääräinen nousu 0,6°0,3°C) kun käytät vain shortseja. Tutkijat odottavat, että jäähdytysliivin käyttäminen saman lämpöaltistuksen aikana lisää merkittävästi lämmön haihtumista ja siten parantaa Tcore:n ja lämpömukavuuden ylläpitoa. Tutkijat olettavat, että kontrolloidun lämpimän altistuksen (35°C) aikana osallistujat, joilla on Hi-SCI, jotka käyttävät märkäjäähdytysliiviä, verrattuna samoihin osallistujiin, joilla ei ole liiviä: 1) 65 %:lla on merkittävästi pienempi Tcore-korkeus (0,3°). C) ja 2) suurempi prosenttiosuus osallistujista ilmoittaa kohonneesta lämpömukavuudesta (heikentynyt käsitys "kuumasta", "erittäin kuumasta" tai "epämukavasta").