Um novo colete de resfriamento para proteger pessoas com lesão medular da hipertermia

Declaração do problema: A perda do controle supraespinal das vias autônomas interrompe a homeostase de múltiplos sistemas de órgãos, incluindo a termorregulação. Os mecanismos termorreguladores são disfuncionais devido a vias simpáticas interrompidas para o controle hipotalâmico da função vasomotora e sudomotora e vias motoras/sensoriais para tremores e sensação térmica. Durante a exposição a temperaturas sazonais quentes, a desregulação dos mecanismos de dissipação de calor (vasodilatação e sudorese) permite que a temperatura corporal central (Tcore) suba em pessoas com lesão medular, em vez de permanecer estável e rigidamente regulada (~37°0,6°C). como ocorre em pessoas fisicamente aptas (AB). Os investigadores relataram em pessoas com lesões mais altas (SCI > T6: Hi-SCI), que mesmo uma exposição limitada (1-2 horas) a temperaturas típicas de verão (35°C) pode resultar no aumento do Tcore para valores que se aproximam da hipertermia (38° C). A hipertermia leve causa desconforto físico e pode prejudicar a cognição. Se não for controlada, a hipertermia pode evoluir para exaustão pelo calor e insolação, causando convulsões, perda de consciência e potencialmente morte, como ocorreu em residentes vulneráveis ​​do noroeste do Pacífico durante uma onda de calor no final de junho de 2021.

O conselho médico atual para aqueles com LME é evitar a luz solar direta, vestir-se com moderação, beber muitos líquidos e ficar em casa em dias quentes e úmidos. Apesar de seguir este conselho, as pessoas com LME frequentemente se encontram em ambientes quentes por períodos prolongados durante funções sociais, religiosas ou de trabalho. Durante essas condições, há uma rápida progressão para a sensação de "superaquecimento" e um risco aumentado de doenças relacionadas ao calor. Temperaturas sazonais quentes limitam o conforto percebido, o desempenho de atividades e a participação em funções sociais em maior extensão em pessoas com lesão cervical (tetraplegia) do que em controles AB. A identificação de uma intervenção de bioengenharia segura, não invasiva e eficaz para restaurar a função termorreguladora durante a exposição ao calor tem o potencial de minimizar o impacto negativo do calor nas atividades, participação e qualidade de vida (QV) em veteranos com LM. Se eficaz, outras populações de veteranos adversamente afetadas pela exposição ao calor também podem se beneficiar desta intervenção.

Objetivos: Este estudo piloto desenvolverá e testará um colete de resfriamento autorregulado para veteranos com SCI que pode utilizar métodos condutivos e evaporativos para dissipar o calor corporal como uma prova de conceito para evitar um aumento excessivo no Tcore e desconforto térmico durante exposição a um ambiente quente. Um protótipo inicial do colete foi desenvolvido em colaboração com o Dr. Hao Su, um co-investigador. Este protótipo inicial requer maior desenvolvimento antes do teste em seres humanos. Se este estudo for bem-sucedido, os investigadores colaborarão com o Human Engineering Research Laboratory (HERL) para tornar o colete apropriado para testes domésticos para determinar sua eficácia na melhoria da participação social e QV em veteranos com SCI durante as estações mais quentes ou quando residir ou viajar para zonas de clima quente.

Objetivo Primário (Segurança): Concluir o desenvolvimento do 2º protótipo do colete de resfriamento e determinar sua segurança. Depois de satisfazer os critérios de teste de bancada, os participantes do AB usarão o colete de resfriamento úmido em configurações máximas por 2 horas na posição sentada em uma câmara térmica quente (35°C), para determinar: (1) temperaturas mínimas da pele sob o colete de resfriamento e ( 2) conforto subjetivo do colete de resfriamento.

Hipóteses Primárias: (1) A temperatura da pele sob o colete será de 20°C para proteger contra lesões causadas pelo frio. (2) Os participantes do AB relatarão uma sensação térmica (TS) nada menos que "fria" em uma escala validada de sensação térmica de 9 pontos. Se durante o teste for medida uma temperatura da pele <20°C ou um TS < "cool" ou "pontos frios" for relatado, o desenvolvimento do colete continuará a garantir que o protótipo seja seguro para testes em pessoas com SCI. Assim que os critérios de segurança para o colete de resfriamento forem atendidos em indivíduos AB, o teste de eficácia será realizado em pessoas com SCI que usarão o colete de resfriamento durante um desafio de aquecimento controlado.

Objetivo Secundário (Eficácia em SCI): Determinar a eficácia do colete de resfriamento úmido para manter o Tcore (dentro de 0,3°C) em participantes com Hi-SCI quando expostos a 2 horas de um ambiente quente. Usando um projeto de medidas repetidas, os participantes com Hi-SCI usarão o colete molhado (condição experimental) ou nenhum colete (condição de controle) em uma câmara térmica quente (35°C) por até 2 horas na posição sentada, para determinar: (1) mudança no Tcore e (2) percepção de calor e conforto térmico.

Hipóteses secundárias: Na investigação anterior dos investigadores sobre a exposição ao calor, 65% das pessoas com Hi-SCI tiveram aumentos > 0,5°C no Tcore (aumento médio de 0,6°0,3°C) vestindo apenas shorts. Os investigadores esperam que usar um colete de resfriamento durante a mesma exposição ao calor aumente significativamente a dissipação de calor e, assim, melhore a manutenção do Tcore e o conforto térmico. Os investigadores levantam a hipótese de que, durante uma exposição controlada ao calor (35°C), os participantes com Hi-SCI usando o colete de resfriamento úmido em comparação com os mesmos participantes sem colete: 1) 65% terão uma elevação significativamente reduzida no Tcore (0,3° C) e 2) uma maior porcentagem de participantes relatará maior conforto térmico (diminuição da percepção de sentir "quente", "muito calor" ou "desconfortável").