在全球范围内,早产和低出生体重(LBW,birthweight less than 2500 g)问题一直是困扰医学界的难题。每年,超过 1500 万新生儿早产(<37 completed weeks of gestation),约 2000 万新生儿出生时体重过低,这些脆弱的新生儿占全球新生儿死亡人数的近 16%。在孟加拉国,早产率高达 16.2%,低出生体重率为 23%。
世界卫生组织(WHO)推荐的袋鼠式护理(KMC),虽能通过母婴皮肤接触维持新生儿体温(36.5 - 37.5°C/97.7 - 99.5°F),但在实际应用中却困难重重。比如,母亲在住院期间缺乏家人支持,个人休息时间难以保证;剖宫产或患病后身体的疼痛与疲劳,也使母亲难以持续进行皮肤接触护理。此外,在紧急转运和转诊过程中,实施袋鼠式护理更是挑战巨大。
为了应对这些挑战,乌普萨拉大学(Uppsala University)等机构的研究人员开展了一项关于 “Thermal Jacket” 的研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。“Thermal Jacket” 是一种新型体温调节装置,由可重复使用的化学暖垫(CWP)和保温夹克组成,旨在补充袋鼠式护理的不足,为早产儿和低出生体重儿提供稳定的体温环境,尤其是在袋鼠式护理无法实施的情况下。
研究人员在 2021 年 2 月至 2022 年 6 月期间进行了实验室测试。首先,他们通过反复试验确定了化学暖垫的最佳成分,选择三水合醋酸钠(Sodium Acetate Trihydrate,SAT)作为主要热源,因其具有高熔化潜热(250 kJ/kg)、广泛的冷却范围、无危险性、易获取和低成本等优点。但 SAT 也存在一些问题,如结晶时会形成坚硬、结块的大颗粒,在亚稳过冷液态下易发生无意成核,凝固时晶体生长过快导致所需温度的保持时间较短,且热循环稳定性差。为解决这些问题,研究人员尝试了多种添加剂,最终确定了由 SAT、甘油(Glycerol)和石蜡(Paraffin)组成的三元复合材料,其中 27% 甘油的配方(ASATP - 27% G)能在 36 - 38°C 维持 120 分钟以上。
在设计保温夹克时,研究人员咨询了服装设计师、行业安全质量检查官员、公共卫生研究人员和新生儿专家,经过多轮筛选,选用了具有高绝缘能力、低至中等透气性的面料,设计出了五层结构的保温夹克。这种夹克不仅能有效防止热量通过对流、传导、蒸发和辐射散失,还具有轻便、防水的特点,袋鼠口袋的设计能更好地放置化学暖垫,为新生儿提供温暖。
在实验室测试阶段,研究人员以人偶为对象,在 18 - 34°C 的不同环境温度下进行了 81 次实验。他们使用 LabQuest 设备记录化学暖垫和保温夹克的实时温度,每次实验持续 130 分钟,每 6 秒收集一次数据。判断实验成功的标准为:在 3 分钟内达到 36°C,并在 120 分钟内维持 36 - 38°C;若温度超出该范围后能以 0.5°C/hour 或更快的速度回到范围内,也视为成功。
研究结果表明,化学暖垫和保温夹克的表现令人满意。化学暖垫的温度在 120 分钟内普遍高于保温夹克,但两者最高平均温度均低于 38°C。化学暖垫达到适宜温度带的时间(0.95 min)比保温夹克(1.18 min)短,但升温速率差异无统计学意义。在 81 次实验中,化学暖垫和保温夹克成功维持适宜温度范围的比例分别为 92.6% 和 97.5%,且两者差异无统计学意义。此外,环境温度、化学暖垫的重复使用次数和数量对成功维持温度的影响均无统计学意义。
在讨论部分,研究人员指出,“Thermal Jacket” 在实验室测试中表现出色,能快速达到并维持适宜温度范围,具有响应速度快的优势,在预防新生儿体温过低方面具有临床应用潜力。与其他依赖电力的类似设备相比,“Thermal Jacket” 无需电力,成本更低,更适合资源有限的地区。同时,实验中设备温度从未超过 38.5°C,避免了新生儿皮肤灼伤的风险。此外,研究还对保温夹克的面料进行了多项安全测试,包括 pH 测试、甲醛测试等,结果表明面料安全可靠,可通过手洗或高压灭菌清洁。
然而,该研究也存在一定的局限性。例如,实验仅控制了环境温度,未考虑湿度、气压等其他环境因素对结果的影响;测试时间仅持续 130 分钟,未获取更长时间的温度保持数据;实验用人偶代替动物模型,可能无法完全模拟真实新生儿的情况。
总的来说,“Thermal Jacket” 的研发是早产儿和低出生体重儿体温管理领域的一项重要进展。尽管在实验室测试中取得了良好的结果,但仍需在医疗机构中对早产儿或低出生体重儿进行进一步的临床测试,以确定其安全性、有效性和实际应用价值。这一研究成果有望为降低新生儿因体温过低导致的发病率和死亡率做出贡献,为新生儿护理提供更有效的解决方案。
研究人员主要使用了以下关键技术方法:采用 trial and error 方法确定化学暖垫成分;通过咨询专家设计保温夹克;利用 LabQuest 设备记录温度;运用 Welch’s t - test、ANOVA 和 GEE 等统计方法分析数据,样本为人偶实验的 81 次事件。