วัสดุที่ขยายตัวและหดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ดึงดูดความสนใจอย่างมากในฐานะส่วนประกอบสำคัญของตัวกระตุ้นหรือ “กล้ามเนื้อเทียม” ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ขนาดเล็ก หุ่นยนต์ และสิ่งทออัจฉริยะ โดยปกติ เส้นใยกล้ามเนื้อเทียมเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุแปลกใหม่ที่ไม่ใช่สิ่งทอ เช่น กราฟีน ท่อนาโนคาร์บอน หรือโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง อย่างไรก็ตาม
ทีมนักวิจัยในจีนได้ประสบความสำเร็จในการผลิต
จากผ้าฝ้ายธรรมดาโดยใช้เทคนิคการบิดและม้วน กล้ามเนื้อของฝ้ายจะหดตัวเมื่อสัมผัสกับความชื้นของน้ำ และระดับการบิดและคลายตัวนั้นเทียบได้กับกล้ามเนื้อที่ทำจากวัสดุที่ซับซ้อนมากขึ้น จนถึงปัจจุบัน แอคทูเอเตอร์ดังกล่าวส่วนใหญ่ใช้เส้นด้ายคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้าเคมี โพลีเมอร์ที่เปลี่ยนรูปร่างเมื่อใช้สนามไฟฟ้า หรือวัสดุหน่วยความจำรูปร่าง เช่น โลหะหรือโพลีเมอร์ที่มีอยู่ในสองเฟส จึงสามารถหดตัวในทันทีและ ขยายตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด
นักวิจัยที่นำโดย Zunfeng Liu จากNankai University ในเทียนจินเคยสำรวจไหมว่าเป็นทางเลือกที่เป็นธรรมชาติ โดยทำให้กล้ามเนื้อเทียมที่ไวต่อความชื้นและสิ่งทอที่ชาญฉลาดจากเส้นใยที่อุดมด้วยโปรตีนของไหมเชิงพาณิชย์ แต่เนื่องจากไหมมีสัดส่วนน้อยกว่า 0.20% ของตลาดสิ่งทอทั่วโลก พวกเขาจึงตัดสินใจตรวจสอบเส้นใยธรรมชาติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน
ทางเลือกที่สมเหตุสมผลฝ้ายเป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลในหลาย ๆ ด้าน มีจำหน่ายอย่างแพร่หลาย โดยคิดเป็นเกือบ 40% ของการผลิตสิ่งทอของโลกในปี 2018 เส้นด้ายฝ้ายมีความแข็งแรงทางกลไก โดยมีคุณสมบัติในการดูดความชื้น (ดูดซับความชื้น) ที่ดีเยี่ยม และองค์ประกอบ (ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลส) ทำให้สามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพกับร่างกายมนุษย์ สวมใส่สบายโดยเฉพาะเมื่ออากาศอบอุ่นและชื้น นอกจากนี้ยังนุ่มขึ้นเมื่อดูดซับความชื้น ทนต่อด่าง และทนอุณหภูมิได้หลากหลาย คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการผลิตสิ่งทออัจฉริยะที่ตอบสนองต่อความชื้น
กล้ามฝ้ายหลิวและเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยผ้าฝ้าย
ที่ซื้อจากร้านค้าทั่วไปจากเส้นด้ายทอ 35 เท็กซ์ 17 ชั้นในเชิงพาณิชย์ เพื่อสร้างกล้ามเนื้อ พวกเขาแขวนสิ่งของไว้ที่ด้านล่างของเส้นด้ายแล้วบิดจากด้านบนโดยใช้มอเตอร์ (ที่ความเร็วบิด 50 รอบ/นาที) จากนั้นพวกเขาก็พับเส้นด้ายที่บิดเป็นเกลียวไว้ตรงกลางแล้วแขวนของไว้ที่จุดกึ่งกลางนี้เพื่อสร้างโครงสร้างสองชั้น เมื่อสัมผัสกับความชื้นในน้ำ เส้นด้ายฝ้ายจะขยายตัวในปริมาณและคลายเกลียวอย่างรวดเร็ว โดยให้การหมุน 42.55 °/มม. ที่ความเร็วสูงสุด 720 รอบต่อนาที (ตามที่วัดด้วยกล้องความเร็วสูง) การกำจัดความชื้นในน้ำจะทำให้กระบวนการนี้กลับกัน
นักฟิสิกส์อธิบายว่าทำไมเสื้อผ้าถึงไม่กระจุยหน้าต่างอัจฉริยะทำจากผ้าฝ้ายเพื่อแสดงให้เห็นถึงลักษณะการใช้งานจริงของเทคนิค ทีมงานของ Liu ได้ออกแบบหน้าต่างอัจฉริยะจากเส้นด้ายที่ปิดเองตามธรรมชาติเมื่อเปียกและเปิดขึ้นเมื่อแห้ง นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาต้องการสำรวจการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสิ่งทอในโลกแห่งความเป็นจริงสำหรับกล้ามเนื้อเส้นด้ายฝ้ายโดยการปรับปรุงความทนทานและความไวต่อความชื้น Liu บอกกับ Physics Worldว่า “เรากำลังมองหาการพัฒนาเทคนิคในการผลิตมวลกล้ามเนื้อ
ผลกระทบของอัตราปริมาณรังสีที่ 8 Gy/min หรือน้อยกว่าต่อการทำงานของ CIED ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดในการวิจัยก่อนหน้านี้ แต่การรักษาด้วยรังสีบำบัดแบบสเตอริโอแทคติกสำหรับเนื้องอกที่ศีรษะและคอ กระดูกสันหลังส่วนคอ และปอด สามารถให้ปริมาณรังสีที่สูงกว่า สำหรับเป้าหมายที่อยู่ใกล้กับ CIED ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจากประเทศญี่ปุ่นจึงได้ทดสอบผลกระทบของอัตราปริมาณรังสีที่สูงขึ้นถึง 24 Gy/นาที บนอุปกรณ์ฝังรากเทียมสี่เครื่อง พวกเขาพบว่าทั้งหมดทำงานผิดปกติ
ชั่วคราวเมื่อได้รับปริมาณรังสีที่สูงกว่า 8 Gy/min
เครื่องกระตุ้นหัวใจแบบฝังได้จะตรวจจับช่วงเวลาของจังหวะการเต้นของหัวใจอย่างต่อเนื่อง พวกเขาปล่อยคลื่นไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นอัตราการเต้นของหัวใจปกติหรือจังหวะเมื่อเกินขีด จำกัด ของช่วงเวลาที่ตั้งโปรแกรมไว้ CIED อีกประเภทหนึ่งซึ่งเป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้าหัวใจแบบฝัง (ICDs) ยังตรวจสอบจังหวะการเต้นของหัวใจ แต่ส่งกระแสไฟฟ้าแรงสูงไปยังหัวใจเมื่อจำเป็นเพื่อหยุดจังหวะที่ผิดปกติ
CIED ทั้งสองนี้มีเครื่องกำเนิดพัลส์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ห่อหุ้มซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์และวงจรควบคุม เมื่อวงจรควบคุมสัมผัสกับรังสี อาจทำให้เกิดกระแสเกินได้ ซึ่งถือเป็นกิจกรรมการเต้นของหัวใจที่ผิดพลาด ซึ่งอาจทำให้เกิดการยับยั้งการเว้นจังหวะในผู้ป่วยที่ใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจ หรือการช็อกที่ไม่เหมาะสมในผู้ป่วยที่ใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจ ทำให้เกิดอาการใจสั่น หมดสติ และ/หรือเวียนศีรษะ
ผู้เขียนนำ Kazuhiko Nakamura จากโรงพยาบาล Aichi Medical Universityและเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบเครื่องกระตุ้นหัวใจ 2 เครื่องและอุปกรณ์บำบัดด้วยหัวใจอีก 2 เครื่อง แต่ละชิ้นถูกวางไว้บนกองภาพหลอนที่เทียบเท่าเนื้อเยื่อขนาด 20 ซม. บนโซฟาทรีตเมนต์ที่อยู่ตรงกลางของสนามรังสี อุปกรณ์แต่ละชิ้นถูกฉายรังสีที่อัตราขนาดยาระหว่าง 4 ถึง 14 Gy/นาที ด้วยลำแสงที่ปราศจากตัวกรองแบบแบน (FFF) 6 MV และระหว่าง 4 ถึง 24 Gy/นาทีด้วยลำแสง FFF 10 MV ในระหว่างการฉายรังสีแต่ละครั้ง ทีมประเมินการทำงานของ CIED โดยใช้คลื่นไฟฟ้าหัวใจ
การทำงานผิดปกติชั่วคราวที่เกิดจากการฉายรังสี CIED มีผลต่างกันขึ้นอยู่กับการพึ่งพา CIED ของผู้ป่วย นักวิจัยได้ทำการทดสอบการยับยั้งการเว้นจังหวะเพื่อตรวจสอบผลของการทำงานผิดพลาดชั่วคราวในผู้ป่วยที่มีภาวะพึ่งพา CIED สูง พวกเขารายงานว่าสำหรับลำแสง MV 6 ลำ การยับยั้งการเว้นจังหวะเกิดขึ้นระหว่างการฉายรังสีในอุปกรณ์สามในสี่เครื่องที่อัตราขนาดยา 4–12 Gy/นาที และในทั้งสี่ที่ 14 Gy/นาที สำหรับบีม 10 MV อัตราปริมาณรังสี 8–24 Gy/นาที ส่งผลกระทบต่อ CIED ทั้งสี่ และ 4 Gy/นาที ได้รับผลกระทบทั้งหมดยกเว้นหนึ่ง
สำหรับผู้ป่วยที่พึ่งพา CIED ต่ำ ทีมงานได้ประเมินการเกิดขึ้นของการเว้นจังหวะแบบอะซิงโครนัส การมีอยู่ของจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ดังกล่าว ด้วยการฉายรังสี 6 MV พวกเขาสังเกตเห็นการเว้นจังหวะแบบอะซิงโครนัสในหนึ่งใน CIED ที่อัตราขนาดยา 4–8 Gy/นาที และทั้งสี่ที่ 10 Gy/นาที หรือมากกว่า สำหรับบีม 10 MV นั้น CIEDS สองอันแสดงการเว้นจังหวะแบบอะซิงโครนัสด้วยอัตราปริมาณรังสีที่ 4–24 Gy/min
Credit : jpperfumum.com lostsocksoftware.com luxuryleagueaustin.net minervagallery.org mypercu.com
