疫情期间,当新冠病毒患者处于隔离病房时,一线医务人员必须每30分钟左右进入一次病房,进行温度读数、血氧饱和度检测等一系列监测病患生命体征的工作。医院的各个角落都有存在新冠病毒的风险,频繁的查房增加了他们被传染的概率。同时,在进行病房检查时,护士还必须在一个房间到另一个房间之间拖拽又大又笨的检测设备。
材料研究与工程研究所执行董事 Loh Xian Jun教授表示:“我们想知道是否有办法来帮助一线医务人员减负,并降低他们感染新冠的风险”。
令人欣慰的是,新加坡当地科学家开发出一种集成的监控系统,可以轻松地将其连接到任何口罩上,以监控佩戴者的健康指标。Loh Xian Jun教授、NTU材料科学与工程学院陈晓东教授及其他科学家一起,研发了一系列可置于口罩内部的传感器。此类传感器可以获取皮肤温度、血氧饱和度、血压和心率等与新冠病毒有关的参数。
为了提高佩戴者的舒适性,该团队将拇指大小的三个传感器集成至人造皮肤样基材的芯片中,进而放置在口罩中。芯片的基材是一种具有弹性的,类似于超级球的聚合物材料。
Loh Xian Jun教授说,该系统的灵感来自于断路器,通过将传感器整合到基于弹性材料的芯片中,可以使佩戴者感到更舒适,并提高传感器的敏感性。另外,从理论上讲,集成芯片可以被清洗并重复使用,因为这种极具灵活性和耐用性的材料也具有防水性,使其可以重复使用多次。
“智能口罩”的未来
目前,该“智能口罩”系统添加了蓝牙设备,可以将实时数据传输到智能手机。蓝牙功能使他们的系统不仅对正在监控自身健康的人有用,而且对监测病人情况的医护工作者也奏效。
为了提高口罩的性能,他们还计划在口罩上增加另一个传感器,以检测和分析唾液飞沫中的各种颗粒。
关于口罩的价格,陈教授说,这些芯片和系统的生产相对简单,制造它们所需的所有材料都可以在新加坡当地采购。在当前实验室规模的生产水平下,制造其中一个系统的成本约为50美元,后期如果大规模进行生产,成本可能不到20美元。
Loh Xian Jun教授补充说:“目前,当务之急是在“智能口罩”被分发给医院的一线工作人员和患者之前,将监测系统调试好。我希望这种口罩能对一线人员降低接触风险有所帮助,以后可以被广泛的应用,同时能够证明我们的研究对新加坡是有意义的。”
研究人员计划于本月底之前在临床试验中测试他们的系统,并希望将来“智能口罩”会大规模的走向市场。
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