UTSW科学家开发的新型降温鞋垫可降低足部温度

达拉斯-2020年5月21日-UT西南科学家开发的新型降温鞋垫将糖尿病性神经病患者的足部温度降低了数度，从而降低了患糖尿病足溃疡的重要危险因素。这种新设备在5月6日发表于《足踝外科杂志》上的在线文章中进行了详细介绍，最终可能由于这种情况而导致每年在全球范围内发生数千例截肢手术。

仅在美国，每年就发生超过100,000例下肢截肢，其中许多是由于糖尿病足溃疡引起的。这些溃疡与许多生活质量和健康后果有关，包括发展为这些疾病的患者五年内死亡率达到50%。尽管尚不清楚这种常见糖尿病并发症的确切原因，但长期以来一直认为高足压是主要原因。因此，对糖尿病足溃疡最有效的预防措施是减轻压力的鞋垫。

但是，医学博士Metin Yavuz说。UT西南医学中心健康专业学院假肢与矫形外科学院副教授，这种预防性干预措施并未实现其目标，因为尽管广泛使用了减压鞋垫，但糖尿病截肢率仍在上升。他说：“即使患者接受了治疗鞋和鞋垫，教育和严密的监测，也有30%到40%患有糖尿病足溃疡的患者在一年内仍会再次发展。”

为了减少这些数字，Yavuz和他的同事们专注于这些溃疡的另一个危险因素：足部温度。动物研究表明，保持在25到30摄氏度之间的皮肤在压力下的破裂可能性要比高温下的皮肤低。Yavuz解释说，由于与疾病相关的炎症，糖尿病患者的脚已趋于变暖，此外，行走时的摩擦和患者穿的坚固的治疗鞋也使病情加重，这些鞋通常由用作隔热材料的合成材料制成。

“我们想，为什么不通过冷却脚来打破这种恶性循环?”他说。

为此，Yavuz和他的实验室在UTSW转化医学中心的试点补助金的帮助下，开发了一种将凉水循环到减压鞋垫中的系统。研究人员将其命名为“温度和压力监测与调节鞋垫”(TAPMARI)，该设备由一个绑在穿着者小腿上的小盒子组成，里面装有一个冷却装置，一个小型水泵，一个电池组和一个恒温器。冷却单元利用一种称为Peltier效应的热电冷却方式将水冷却至所需温度，然后将其泵入放置在穿鞋者的鞋垫中。Yavuz随后与工程公司Vivonics Inc.合作，并获得了美国国立卫生研究院的资助，以改善设计。

研究人员在八名志愿者中测试了改进后的装置：一名男子和七名女性，年龄中位数为45岁。这些志愿者中有五名健康，三名患有糖尿病性神经病。

研究人员使用红外热像仪在穿着鞋垫之前在基线处拍摄了受试者脚部的照片，然后仅将冷却鞋垫放在他们的正确鞋子中。在受试者在跑步机上行走五分钟后，再穿上鞋垫两小时，再在跑步机上行走五分钟后，他们又拍摄了更多的热敏照片。

结果表明，该组的平均基线足底温度为28.1摄氏度。研究结束时，左脚的平均足底温度为31.7摄氏度，右脚为25.9摄氏度，并通过TAPMARI进行了冷却。尽管糖尿病人的脚在行走过程中比健康志愿者的脚温暖，但他们的右脚平均温度仍保持在27.5摄氏度，这表明鞋垫可以将温度保持在防止皮肤破裂的范围内。

Yavuz说，鞋垫的凉爽温度不会引起足部血管收缩(血管变窄)，而血管收缩可能会损坏组织。然而，在冷却的脚的某些区域中，特别是在中足中，鞋底温度高达30.8摄氏度，这表明需要改进鞋垫的设计。他说，其他设计元素也可以进行调整，例如减小小腿上佩戴的部件的尺寸。

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