Teknologi katup bicara biomimetik telah meningkatkan fitur keselamatan untuk pasien yang menjalani trakeostomi

Jika katup bicara konvensional untuk pasien trakeotomi digunakan secara tidak tepat, tekanan berlebih yang berbahaya dapat terjadi, yang dapat menyebabkan komplikasi serius dan bahkan kematian. Dalam kolaborasi antara Botanical Garden Freiburg, University Medical Center Freiburg dan livMatS Group of Excellence di University of Freiburg, para peneliti mengembangkan katup bicara dengan katup pelepas tekanan terintegrasi dan sinyal peringatan akustik, yang terinspirasi oleh mekanisme penangkapan. tanaman karnivora Utricularia vulgaris.

Penelitiannya adalah diterbitkan di buku harian Laporan Ilmiah.

Utricularia vulgaris, juga dikenal sebagai kandung kemih, adalah tanaman karnivora yang menjebak mangsanya menggunakan kantung perangkap khusus, berongga, dan berisi air. Selama bertahun-tahun telah menjadi subjek penelitian intensif dalam kelompok kerja Prof.Dr.Thomas Speck.

Kandung kemih ini menciptakan ruang hampa internal dan ditutup dengan “lubang palka” khusus. Ketika makhluk kecil menyentuh bulu halus pelatuk di bagian luar pintu, pintu terbuka ke dalam dalam waktu 0,5 ms. Mekanisme pembukaan perangkap yang cepat dan andal ini memungkinkan air mengalir masuk dan menyeret mangsanya. Lubang palka kemudian ditutup kembali menggunakan mekanisme pegas kembali.

Tim peneliti menerapkan prinsip ini pada penelitian baru tekanan Katup Pelepas: Membran fleksibel meniru gerakan pembukaan perangkap tanaman dan bereaksi terhadap peningkatan tekanan kritis pada katup bicara.

Setelah mencapai ambang tekanan tertentu, yang dapat disesuaikan berdasarkan ketebalan dan komposisi membran, membran terbuka, memungkinkan pelepasan udara berlebih secara teratur. Udara mengalir melalui modul pipa yang terletak di belakang “palka”, menghasilkan a sinyal akustik. Sinyal ini berfungsi sebagai peringatan bagi personel medis, yang segera menarik perhatian terhadap keadaan yang berpotensi membahayakan.

“Katup pelepas tekanan inovatif ini terbuka secara otomatis ketika tekanan kritis tercapai dan mengeluarkan sinyal peringatan yang terdengar jelas,” jelas Dr. Falk Tauber, rekan penulis dan pemimpin proyek. Dengan demikian, desain tersebut memastikan pelepasan tekanan tepat waktu dan mengingatkan staf medis untuk memastikan bantuan segera.

‘Solusi bionik untuk masalah klinis nyata’

Inspirasi langsung untuk konsep inovatif ini datang dari laporan CIRS. Dalam sistem informasi dan pembelajaran Pusat Medis Universitas Freiburg ini, situasi kritis dianalisis perawatan pasien Mereka dapat dilaporkan tanpa sanksi dan potensi pembelajaran mereka dapat diterjemahkan ke dalam solusi nyata untuk meningkatkan keselamatan pasien.

“Merupakan suatu keberuntungan bagi kami untuk menyadari potensi kreatif dari mitra kami di Botanical Garden dan Cluster of Excellence dan dapat mengembangkan bersama mereka solusi bionik yang elegan untuk masalah klinis yang nyata,” kata Dr. Claudius Stahl, rekan penulis dan spesialis anestesiologi di University Medical Center of Freiburg.

Pendekatan biomimetik memungkinkan tekanan pembukaan diatur secara fleksibel sehingga katup dapat disesuaikan dengan kebutuhan individu pasien.