專利觀察

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利用哺乳動物身體進行受控熱傳遞:在 1990 年代,斯坦福大學生物學家丹尼斯·格拉恩和 H. 克雷格·海勒發現了一種治療麻醉後低體溫症患者的新方法。麻醉後低體溫症是指患者從麻醉中甦醒後體溫過低,以至於會顫抖長達一小時。這種情況的發生部分是因為麻醉降低了身體控制自身溫度的能力。單獨施加熱量並不總是有幫助,因此格拉恩和海勒嘗試了另一種方法:他們增加了流向患者手部皮膚的血液量,然後對同一區域施加熱量。“這些人十分鐘內就好了,”格拉恩說。“然後問題是,‘這到底是怎麼回事?’”

他們偶然發現了一種哺乳動物生物學的特徵,這種特徵可以被用於廣泛的其他應用,包括需要冷卻的應用。其中一種用途是提高運動耐力,因為過熱是限制身體機能的主要因素之一。人體調節體溫的主要方式之一是透過控制流經無毛皮膚區域(如手掌、臉頰、鼻子和腳底)的血流量。在這些區域的皮膚下方,有獨特的血管結構,旨在將大量血液輸送到表面。當身體需要散熱時,它會擴張這些血管,並用血液充滿該區域,透過皮膚散發熱量。身體透過收縮流向這些區域的血流來保持熱量。

專利號 7,947,068 概述了多種操縱這些過程的方法。其中一種名為“手套”的方法已在舊金山 49 人隊中使用。隊員們將手伸入咖啡壺大小的裝置中,該裝置會在手腕周圍形成密封。然後,“手套”利用壓差將血液吸入手掌並迅速冷卻,從而導致整體體溫下降。該裝置可以在比賽期間的任何時候使用,只需幾分鐘即可生效。格拉恩說,實驗室測試表明,像“手套”這樣的裝置可以顯著提高運動輸出並減輕熱應激。

亞當·皮奧雷是一位自由記者。他為《大眾科學》撰寫的上一篇文章探討了將進化論帶回課堂的運動。

更多作者:亞當·皮奧雷
大眾科學 Magazine Vol 305 Issue 4這篇文章最初以“專利觀察”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第 305 卷第 4 期(
doi:10.1038/scientificamerican102011-1odaPVg0EnONYS6nvQW4SK
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