El pañal "inteligente" de bajo costo puede advertir al cuidador cuando está mojado



Para algunos bebés, un pañal mojado causa un cambio instantáneo y vociferante en la demanda, mientras que otros bebés pueden no ser molestados y felices de transportar la carga húmeda durante largos períodos sin quejarse. Pero si se usa demasiado tiempo, un pañal mojado puede causar erupciones dolorosas y bebés miserables y padres.

Ahora, los investigadores del MIT han desarrollado un pañal "inteligente" integrado en un sensor de humedad que puede alertar a un cuidador cuando un pañal está mojado. Cuando el sensor detecta humedad en el pañal, envía una señal a un receptor cercano, que a su vez puede enviar una notificación a un teléfono inteligente o computadora.

El sensor consiste en una etiqueta de identificación por radiofrecuencia pasiva (RFID), que se coloca debajo de una capa de polímero súper absorbente, un tipo de hidrogel que generalmente se usa en capas para absorber # 39; humedad. Cuando el hidrogel está mojado, el material se expande y se vuelve ligeramente conductor, lo suficiente como para activar la etiqueta RFID para enviar una señal de radio a un lector RFID a una distancia de hasta 1 metro.

Los investigadores dicen que el diseño es la primera demostración del hidrogel como elemento de antena funcional para detectar la humedad en los pañales usando RFID. Calculan que el sensor cuesta menos de 2 centavos de dólar, lo que lo convierte en una alternativa desechable de bajo costo a otras tecnologías de capa inteligente.

Con el tiempo, las capas inteligentes pueden ayudar a registrar e identificar ciertos problemas de salud, como signos de estreñimiento o incontinencia. El nuevo sensor puede ser particularmente útil para las enfermeras que trabajan en unidades neonatales y que cuidan a varios bebés al mismo tiempo.

Pankhuri Sen, asistente de investigación en el laboratorio AutoID del MIT, está considerando que el sensor también podría incorporarse en pañales para adultos, para pacientes que pueden no estar conscientes o avergonzados para informar que un cambio es necesario .

"Los pañales se usan no solo para bebés, sino también para poblaciones mayores o pacientes postrados en cama que no pueden cuidarse solos", dice el senador. "Sería conveniente en estos casos que un cuidador sea informado de que un paciente, especialmente en un hospital con varias camas, necesita ser cambiado".

"Esto podría prevenir erupciones cutáneas y ciertas infecciones, como infecciones del tracto urinario, tanto en poblaciones que envejecen como en bebés", dijo el colaborador Sai Nithin R. Kantareddy, un estudiante graduado en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.

Sen, Kantareddy y sus colegas del MIT, incluidos Rahul Bhattacharryya y Sanjay Sarma, así como Joshua Siegel de la Universidad Estatal de Michigan, publicaron sus resultados hoy en la revista. Sensores IEEE. Sarma es vicepresidente del MIT para el profesor de ingeniería abierta y aprendizaje abierto Fred Fort Flowers y Daniel Fort Flowers.

Sentido de la pegatina

Muchos pañales estándar incorporan indicadores de humedad en forma de tiras, impresas a lo largo del exterior del pañal, que cambian de color cuando están mojadas, un diseño que generalmente requiere quitar varias capas de ropa para poder ver la capa real.

Las compañías interesadas en la tecnología de pañales inteligentes están considerando sensores de humedad inalámbricos o compatibles con Bluetooth, con dispositivos que se conectan al exterior del pañal, así como baterías voluminosas para suministrar conexiones de larga distancia a Internet. Estos sensores están diseñados para ser reutilizables, lo que requiere que un médico quite y limpie el sensor antes de colocarlo en cada nueva capa. Los sensores actuales se están estudiando para capas inteligentes, estima Sen, por más de $ 40.

Las etiquetas RFID, por otro lado, son económicas y desechables, y pueden imprimirse en rollos de etiquetas individuales, similares a las etiquetas de códigos de barras. El laboratorio AutoID del MIT, fundado por Sarma, ha estado a la vanguardia del desarrollo de etiquetas RFID, con el objetivo de usarlas para conectar nuestro mundo físico a Internet.

Una etiqueta RFID típica consta de dos elementos: una antena para la retrodispersión de señales de radiofrecuencia y un chip RFID que almacena la información de la etiqueta, como el producto específico al que está pegada la etiqueta. Las etiquetas RFID no requieren baterías; reciben energía en forma de ondas de radio emitidas por un lector RFID. Cuando una etiqueta RFID captura esta energía, su antena activa el chip RFID, que ajusta las ondas de radio y envía una señal al lector, con su información codificada en las ondas. Así es como, por ejemplo, se pueden identificar y rastrear productos etiquetados con etiquetas RFID.

El grupo Sarma ha habilitado las etiquetas RFID para funcionar no solo como rastreadores inalámbricos, sino también como sensores. Más recientemente, como parte del programa de enlace industrial del MIT, el equipo comenzó a colaborar con Softys, un fabricante de pañales con sede en América del Sur, para ver cómo las etiquetas RFID podrían configurarse como detectores. Humedad desechable de bajo costo en pañales. Los investigadores visitaron una de las fábricas de la compañía para tener una idea de las máquinas y el ensamblaje involucrados en la fabricación de las capas, luego regresaron al MIT para diseñar un sensor RFID que podría esperarse razonablemente integrarse en el proceso de fabricación de pañales.

Etiqueta, ahí estás

El diseño que han propuesto se puede incorporar a la capa inferior de una capa típica. El sensor en sí parece una pajarita, cuyo centro consiste en un chip RFID típico que conecta los dos triángulos de la pajarita, cada uno hecho de polímero de hidrogel súper absorbente, o SAP.

Normalmente, SAP es un material aislante, lo que significa que no conduce corriente. Pero cuando el hidrogel se humedece, los investigadores descubrieron que las propiedades del material cambian y que el hidrogel se vuelve conductivo. La conductividad es muy baja, pero es suficiente para reaccionar a todas las señales de radio del entorno, como las emitidas por un lector RFID. Esta interacción genera una pequeña corriente que enciende el chip del sensor, que luego actúa como una etiqueta RFID típica, ajustando y devolviendo la señal de radio al lector con información, en este caso, que la capa está húmeda.

Los investigadores han descubierto que al agregar una pequeña cantidad de cobre al sensor, pueden aumentar la conductividad del sensor y, por lo tanto, el rango en el que la etiqueta puede comunicarse con un lector, llegando a más de un metro. .

Para probar el rendimiento del sensor, colocaron una etiqueta en las capas inferiores de los pañales del tamaño de un recién nacido y envolvieron cada capa alrededor de una muñeca de tamaño natural, que llenaron con agua. sal cuyas propiedades conductoras eran similares a los fluidos corporales humanos. Colocaron las muñecas a diferentes distancias de un lector RFID, en varias orientaciones, como estar acostado o sentado. Descubrieron que el sensor particular que habían diseñado para adaptarse a los pañales recién nacidos podía activarse y comunicarse con un lector de hasta 1 metro cuando el la capa estaba completamente húmeda.

Sen está considerando que un lector RFID conectado a Internet podría colocarse en la habitación de un bebé para detectar pañales mojados, en cuyo caso podría enviar una notificación al teléfono o la computadora Un cuidador que un cambio es necesario. Para los pacientes geriátricos que también podrían beneficiarse de los pañales inteligentes, dice que incluso se pueden conectar pequeños lectores RFID a dispositivos de asistencia, como bastones y sillas de ruedas para recoger señales de una etiqueta.

Esta investigación fue parcialmente financiada por Softys como parte del programa de enlace industrial del MIT.

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