Farveændrende materiale kan bruges til at signalere traumatiske hjerneskade


Farveændrende materiale kan bruges til at signalere traumatiske hjerneskade

Hovedtrauma kan forårsage hjerneskade, der har alvorlige konsekvenser for langvarig sundhed, men det kan være svært at bemærke sådanne skader, når de opstår. For at løse dette problem har et forskergruppe udviklet et materiale, der ændrer sig i forskellige farver afhængigt af hvor hårdt det er ramt.

Hovedskader kan forekomme under sporten, men det er ofte svært at fastslå omfanget af skader på hjernen.

De håber at bruge dette materiale i beskyttende hovedbeklædning og beskytte folk som soldater og sportsspillere ved at give en indikation, hvornår en påvirkning kan medføre alvorlig skade.

Holdet, fra University of Pennsylvania, vil præsentere deres opdagelse på det 250. nationale møde og udstilling af American Chemical Society.

Hovedtraumas som dem, der er forårsaget af bombblaster på slagmarken og tunge tackler på spilleområdet, er blevet identificeret som forårsager forskellige langsigtede sundhedsproblemer, herunder demens og hukommelsestab.

Det kan desværre være svært at forstå straks det fulde omfang af hovedskader, hvilket fører til, at mange soldater og atleter fortsætter med at deltage i aktiviteter, der sætter dem i yderligere risiko.

Forskernes løsning på dette problem var at udvikle et materiale, der svarede på visse grader af kraft ved at ændre farve, hvilket gav en visuel indikator for omfanget af skader, der var blevet gjort.

"Hvis kraften var stor nok, og du nemt kunne fortælle det, så kunne du straks søge lægehjælp," siger studiet medforfatter og postdoktorforsker Shu Yang.

Holdet begyndte ved at bruge en proces kaldet holografisk litografi for at udvikle krystaller, hvis strukturer gav dem specifikke farver. Når kraft blev påført, blev deres indre strukturer ændret og efterfølgende ændrede deres farve.

Sådanne krystaller var lette og krævede ikke kraft til at fungere, hvilket gør dem velegnede til anvendelse i beskyttelsesudstyr. Imidlertid var omkostningerne ved fremstilling af krystallerne høje, hvilket gjorde dem uegnede til masseproduktion.

Materiale ændres til forskellige farver afhængigt af hvor meget kraft der anvendes

Som et alternativ valgte teamet at anvende selvmonterende polymerer - kæder af molekyler, der forbinder under visse betingelser for at danne krystaller med specifikke farver. Igen, når anvendt kraft ændrer den indre struktur af disse krystaller, er resultatet en farveforandring.

  • Hjernerystelse kan defineres som en skade på hjernen som følge af et slag eller voldsom rystning
  • Traumatisk hjerneskade bidrager til omkring 30% af alle dødsfald i USA
  • I 2010 var omkring 2,5 millioner beredskabsbesøg, indlæggelser eller dødsfald forbundet med traumatisk hjerneskade.

Lær mere om traumatisk hjerneskade

"Filmen kan vise farveændringen afhængigt af hvor meget og hvor hurtigt kraften anvendes," forklarer medforfatter Younghy Cho.

Anvendelse af en kraft på 30 millinwton (mN) til materialet - svarende til en bil ved at ramme en murvæg på 80 miles i timen - forvandlet krystallernes farve fra rød til grøn. Til sammenligning medførte en kraft på 90 mN - svarende til en lastbil, der ramte en mursten - at krystallerne skiftede fra rød til lilla.

Yang siger, at de kræfter, der ændrer materialets farve, spænder fra en bombeblast til en hjernerystelsesfremkaldende virkning på et sportsfelt.

Selvom disse første resultater er opmuntrende, er der stadig arbejde, der skal gøres. Yang planlægger at videreudvikle materialerne til holdets rådighed, så de vil kunne identificere, hvor hurtigt en bestemt kraft er blevet anvendt. Effektens hastighed er vigtig at vide, da det påvirker omfanget af den skade, der behandles i hjernen.

Cho mener, at teknologien kunne være klar til at blive brugt i sportshjelme og militære hjelme inden for de kommende år.

Tidligere, Medical-Diag.com Rapporteret om en undersøgelse offentliggjort i JAMA Neurology Der vurderede sammenhængen mellem hjernerystelse og langvarig hjerneinsufficiens hos pensionister i National Football League (NFL).

Forskerne fandt ud af, at en ekstern historie med hjernerystelse med bevidsthedstab var forbundet med senere nedgang i hippocampal volumenhukommelse.

Se din frygt i øjnene (Video Medicinsk Og Professionel 2019).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis