Scriptie IDE442 MATERIALISEREN 2003 NODECU HET NIEUWE WATERBED

Scriptie

IDE442 MATERIALISEREN

2003

NODECU HET NIEUWE WATERBED Carmen Platvoet, Joan Boekhoven, Kitty ten Borg, Lard Breebaart & Leonie Ideler Begeleider: Prabhu Kandachar Summary ........................................................................................................................................3 Inleiding ..........................................................................................................................................4 Een stukje geschiedenis ..............................................................................................................4 Opbouw van het verslag ..............................................................................................................4 Probleemstelling ............................................................................................................................5 De doelgroep ...............................................................................................................................5 Positieve en negatieve aspecten van het waterbed ....................................................................5 Doelstelling ..................................................................................................................................5 Hoofdstuk 1: Alternatieven ...........................................................................................................6 Anti-decubitus onderlegger ....................................................................................................6 Doove verpleegmatras/ Gas als ondersteuning .....................................................................6 Tempur matras van NASA .....................................................................................................7 Natuurlijke vezels ...................................................................................................................8 Kersenpitten ...........................................................................................................................8 Hoofdstuk 2: Keuze van alternatieven ........................................................................................9 Anti-decubitus onderlegger ....................................................................................................9 Doove verpleegmatras/ Gas als ondersteuning .....................................................................9 Tempur matras van NASA .....................................................................................................9 Natuurlijke vezels .................................................................................................................10 Kersenpitten .........................................................................................................................10 De ‘Hittepit’ ...........................................................................................................................10 Keuze van het concept. .............................................................................................................14 Hoofdstuk 3:Verdieping aspecten van het concept .................................................................15 Keuze werkingsprincipe ............................................................................................................17 Aspect 1: Verwarmingselement ...........................................................................................17 Aspect 2: Folieblazen ...........................................................................................................18 Aspect 3: Toplaag ................................................................................................................18 Aspect 4: Frame ...................................................................................................................18 Materiaalkeuze ..........................................................................................................................19 PVC zacht (amorf) ................................................................................................................20 PUR (elastomeer) ................................................................................................................20 Vervaardigingsmethode ............................................................................................................21 Kostprijsberekening ................................................................................................................27 Materiaalkosten .........................................................................................................................27 Halffabrikaten ............................................................................................................................27 Bewerkingskosten .....................................................................................................................28 Kostprijsopbouw ........................................................................................................................29 Hoofdstuk 4: Toetsing van toepasbaarheid en levensvatbaarheid ........................................30 Toetsing aan doelstelling en probleemstelling ..........................................................................30 Toetsing aan Programma van eisen. ........................................................................................30 Ontwerpcriteria .....................................................................................................................30 Toetsing aan levensvatbaarheid ...............................................................................................31 Hoofdstuk 5: Conclusies en Aanbevelingen ............................................................................32 Begrippenlijst ...............................................................................................................................32 Bronnen ........................................................................................................................................34 Literatuurlijst ..............................................................................................................................34 Internet ......................................................................................................................................34

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

UT

TU

TU

UT

UT

© Faculteit Industrieel Ontwerpen

T

1

Technische Universiteit Delft

Scriptie


2003

SAMENVATTING Deze scriptie is geschreven naar aanleiding van een opdracht, gegeven door de faculteit Industrieel Ontwerpen van de Technische Universiteit Delft, in het kader van het vak ‘Materialiseren’. Het onderwerp van de scriptie is ‘het waterbed’. Er zal eerst gekeken worden wat de probleemgebieden zijn van het huidige waterbed. Vervolgens worden mogelijke alternatieven onderzocht en tot slot wordt een oplossing gegeven en beschreven welke materialen en fabricageprocessen toegepast moeten worden. Het huidige waterbed heeft onder andere als positieve aspecten een goede drukverdeling op het lichaam en een regelbare temperatuur van het water. Het bed heeft echter ook een aantal negatieve aspecten. Een belangrijk probleem is het zogenaamde hangmateffect (Snijders, 1995). De gebruikers kunnen hierdoor niet makkelijk van houding wisselen in het bed. Mensen die gedwongen lang in bed moeten liggen en zich niet goed kunnen bewegen, lopen het risico om decubitus te ontwikkelen. Zij kunnen echter wel veel baat hebben bij de positieve aspecten van het waterbed. Hieruit volgt onze doelstelling; het ontwikkelen van een bed voor de thuiszorg met de voordelen van het huidige waterbed en waarmee het fenomeen decubitus voorkomen en verholpen kan worden. Het risico van de vorming van decubitus wordt verkleind door een aantal factoren te weten: de omgevingstemperatuur moet constant gehouden worden op 32°C, de huid moet droog blijven, er moet zuurstof bij de huid kunnen, er mogen geen afschuifkrachten optreden en de druk op de huid mag niet te hoog worden. Er is gezocht naar materialen en werkingsprincipes die met één of meerdere van deze factoren rekening houden. Materialen die onderzocht zijn, zijn Tempur, Pantera foam, Technogel en natuurlijke materialen zoals Cocolok, Hairlok en kersenpitten. Tevens zijn de bedrijven Enkev en Doove Medical Products bezocht. Dit laatste bedrijf is gespecialiseerd in anti-decubitus systemen en heeft meerdere bedden ontwikkeld met een dynamisch druksysteem. Na het bedenken van enkele werkingsprincipes is hieruit een keuze gemaakt. De verdere uitwerking van deze keuze bestaat uit het combineren van onderzochte materialen, het detailleren van de vorm en het uitzoeken van benodigde fabricageprocessen. Er is gekozen voor een dynamisch watersysteem, aangestuurd door een pomp. Het matras bestaat uit PVC watercellen met daarop een laag Hairlok. De watercellen liggen op een verwarmingsmat en worden gepositioneerd door een aluminium frame met een omranding. Dit geheel kan op een gewoon (ziekenhuis-)bed geplaatst kan worden. Het eindontwerp sluit naar onze mening aan bij de doelstelling.


2


Scriptie


2003

SUMMARY This report is written in pursuance of an assignment given by the faculty of Industrial Design Engineering of the Technical University of Delft, in connexion with the course ‘Materializing’. The theme of this report is a waterbed. First there will be looked at the problem areas of the present-day waterbed. Then possible alternatives will be examined and a solution will be given. At the end is described which materials and manufacturing processes will be applied. The present-day waterbed has got a couple of positive aspects for instance a good pressure distribution on the body and an adjustable temperature of the water. The bed has also got some negative aspects. An important problem is the so-called hammock effect (Snijders, 1995). Because of this the users can’t easily change position in the bed. People who are forced to lie in bed for a long time and can’t move easily, risk getting decubitus. However they can derive benefit from the positive aspects of the waterbed. Therefore is our aim; developing a bed for ‘homecare’ with the advantages of the present-day waterbed, which can also prevent and cure the phenomenon decubitus. Several aspects are decreasing the risk of getting decubitus, namely the surrounding temperature needs to be constant at 32°C, the skin has to stay dry, there has to be a lot of oxygen near the skin, shear forces are not allowed and the pressure on the skin can’t be too high. There’s been searched for materials and working-principles, which take into account one or more of these aspects. Materials that have been examined are Tempur, Pantera foam, Technogel and natural materials such as Cocolok, Hairlok and cherry seeds. There has also been a visit to the companies Enkev and Doove Medical Products. This last company is specialized in anti-decubitus systems and has developed several beds with a dynamic pressuresystem. After making up a few working-principles there has been made a choice for one of them. Combining the examined materials, defining the shape and geometry and searching for the needed manufacturing processes are aspects that were done for the chosen working-principle. There has been chosen for a dynamic water system, automatically powered by pomp. The mattress consists of PVC water-cells with a Hairlok layer on top of it. The water-cells are lying on a heating-mat and are positioned by an aluminium frame with a border. This all can be placed on a normal (hospital-) bed. Our final concept follows in our opinion the formulated aim.


3


Scriptie


2003

INLEIDING Voor U ligt het verslag van Materialiseren, IDE 442. Het product dat met de groep voor dit vak gematerialiseerd is, is het waterbed. Eerst is het waterbed onderzocht, wat zijn de positieve aspecten en wat zijn de negatieve? Hieruit zijn een aantal problemen van het huidige waterbed naar voren gekomen. Er is een keuze gemaakt uit deze problemen door te kijken naar welk probleem voor ons de grootste uitdaging vormt en past in de lijn van dit vak. Vervolgens is er begonnen met het zoeken naar oplossingen en alternatieven, waaruit, na verdieping en detaillering een nieuw gematerialiseerd concept is gekomen. Een stukje geschiedenis De eerste waterbedden waren al in gebruik door de oude Perzen, circa 1600 voor Christus. Het matras bestond uit met water gevulde geitenhuiden. Een ander voorbeeld van het vroege waterbed is te vinden bij de Chinese prinses Sjan-Jin (Soeng-dynastie). Haar matras bestond uit honderden met water gevulde dierenblazen. In 1824 neemt John Hancock in zijn fabriek in Fulham de rubber sheets, ontwikkeld door zijn broer Thomas, in productie. Zo ontstaat het eerste rubberen luchtbed waarvan blijkt dat het tevens met water gevuld kan worden. Op 17 april 1958 wordt in Brussel op de Expo het eerste moderne waterbed van Vinyl (polyvinylchloride PVC) getoond. De huidige waterbedden zijn vooral gericht op de "gewone” consumentenmarkt, het waterbed is te koop in elke standaard beddenzaak. Het waterbed is echter ooit ontwikkeld voor de gezondheidszorg te weten voor mensen die lang stil in bed liggen en daarbij decubitus zouden kunnen oplopen. Onze vraag; "Hoe kan het concept waterbed terug brengen tot zijn oorspronkelijke doelstelling?". Opbouw van het verslag Het verslag is als volgt opgebouwd: In de probleemstelling is te lezen welk probleem van het waterbed aangepakt zal worden gedurende de onderzoeksperiode, wat de doelgroep is en wat de doelstelling is. Hoofdstuk 1 bevat informatie over alternatieven die gevonden zijn voor de oplossing van het probleem. In Hoofdstuk 2 zijn, met een selectie van de alternatieven, ideeën en concepten gegenereerd. Hoofdstuk 3 gaat over de uitwerking en de verdieping van het gekozen concept. Het gekozen concept brengt nieuwe eisen met zich mee wat betreft fabricage en materiaal. Deze eisen worden hier verantwoord en aangevuld in de bijlage. In hoofdstuk 4 wordt het concept getoetst en in het laatste hoofdstuk kunt U lezen over de aanbevelingen en conclusies. Verder kunt u een definitie van alle schuin gedrukte woorden vinden in de begrippenlijst.


4


Scriptie


2003

PROBLEEMSTELLING De probleemstelling is opgesteld aan de hand van de methode van Roozenburg (Roozenburg 1996). Wie heeft het probleem? De minder validen. Hier moet gedacht worden aan ouderen, nek- en rugpatiënten en eventueel mensen met spierziekten. Wat is het probleem? De doelgroep is door zijn/haar aandoening bedlegerig. De gebruiker wil echter wel comfortabel kunnen liggen, zitten en slapen in zijn bed, zodat zij/hij zo min mogelijk last heeft van zijn/haar aandoening. (Dirken, H, 2001) De huidige waterbedden leiden vaak tot het zogenaamde hangmateffect (Snijders, 1995). De gebruikers kunnen hierdoor niet makkelijk van houding wisselen in het bed. Voor de beoogde doelgroep is dit een zeer groot probleem. Door een langdurige constante druk op één punt raakt de huid snel geïrriteerd en kan decubitus ontstaan. Daarnaast vormt het niet makkelijk kunnen verliggen ook voor de decubitus patiënten zelf een groot probleem, voor hen is het noodzakelijk dat zij regelmatig van houding veranderen om de wonden te verlichten en “te luchten”. De doelgroep Minder valide mensen, ouderen en mensen die net een operatie ondergaan zijn. Deze mensen liggen vaak lange tijd in bed en/ of kunnen zich moeilijk omdraaien in bed. Zij lopen een groot risico decubitus te ontwikkelen. Daarnaast zouden mensen met een slechte doorbloeding, mensen met rugklachten of sporters baat kunnen hebben bij het herontwerp van het waterbed. Positieve en negatieve aspecten van het waterbed Bij het zoeken naar oplossingen zijn de volgende punten in het oog gehouden: Wat zijn de positieve aspecten van een waterbed die behouden moeten worden? o Een regelbare temperatuur o Goede drukverdeling. Het enige nadeel van deze drukverdeling is het hangmat effect. Het lichaam van de patiënt wordt geheel "omringd" door het matras, wat ervoor zorgt dat de patiënt zich moeilijk kan omdraaien. Wat zijn de te vermijden neveneffecten? o Slapeloosheid o Verergering/ optreeding van het letsel o Oncomfortabel liggen Hieruit volgt de volgende doelstelling: Doelstelling Een bed ontwikkelen voor de thuiszorg met de voordelen van het huidige waterbed. Namelijk een goede drukverdeling en een regelbare temperatuur, waarin men zich makkelijker kan omdraaien dan in het huidige waterbed. Of waarin de druk zich dusdanig verdeelt dat het fenomeen decubitus voorkomen en verholpen wordt.


5


Scriptie


2003

HOOFDSTUK 1: ALTERNATIEVEN Met de probleemstelling, doelstelling en de doelgroep in het achterhoofd is in het tweede stadia van deze opdracht verder gegaan met het zoeken naar bestaande alternatieven voor decubitus patiënten. Uiteraard zijn er al veel alternatieven op de markt voor het voorkomen van decubitus: Grofweg kunnen alle typen systemen ingedeeld worden in twee grote groepen: drukverdelende/drukreducerende én drukopheffende systemen. Tijdens deze zoektocht zijn de volgende interessant toepassingen gevonden: Anti-decubitus onderlegger (Categorie drukverdelende/drukreducerende) Deze zogenaamde “Technogel matjes” voorkomen weefseltrauma en zenuwbeschadiging. Ze beschermen de patiënt tegen de slopende drukeffecten, doordat ze de verticale druk op het lichaam verdelen. Daarnaast verminderen ze de tangentiele druk, ofwel de afschuifkrachten, en verspreiden ze de warmte zeer goed. Ze worden toegepast als onderleggers en positioneringkussens in operatiekamers en in de revalidatie.

Figuur 1 Technogel matje voor in de operatiekamer

Figuur 2 Voorbeeld van eentoepassing van Technogel

Doove verpleegmatras/ Gas als ondersteuning (Categorie drukopheffende systemen) Het bedrijfsbezoek aan Doove Medical Products was zeer verhelderend. De volgende vier toepassingen van Doove Medical Products zijn erg interessant voor het project: Dit anti- decubitus systeem bestaat uit luchtcellen die in regelmatige intervallen worden opgepompt. Een volledige wisselcyclus kan enkele minuten duren. De luchtcellen worden afwisselend opgepompt zodat de druk zich automatisch verplaatst. Hierdoor ontstaat er een masserend effect en worden de Figuur 3 Een bed met luchtcellen natuurlijke lichaamsbewegingen geïmiteerd. Deze voortdurende verandering van de ondersteuningsdruk op het huidweefsel stimuleert de doorbloeding. Dit levert een positieve bijdrage aan de preventie en behandeling van decubitus. Naast de dynamische systemen ontwikkeld Doove Medical Products ook Statische systemen. Een van hun matrassen uit deze categorie heet het Pantera foam. Deze schuimsoort heeft soortgelijke eigenschappen als Tempur.


6


Scriptie

Figuur 4 Traagfoam


2003

Figuur 5 De zijn “traagheid” is duidelijk te zien, de vorm blijft achter

De PUR-foambalk rondom het matras vereenvoudigt het in- en uitstappen. De buitenste rand van dit matras is van stijver foam wat zorgt voor een goede ondersteuning bij deze handeling. De golfstructuur in de kern van het matras zorgt voor een goede ventilatie wat de kans op verweking van de huid en de kans op decubitus vermindert. Doove Medical Products maakt gebruik van een dampdoorlatende hoes om hun matrassen mee af te dekken. De hoes is gemaakt van polyurethaan gecoat nylon. Wat erg belangrijk is voor het gebruik, is dat deze hoes urinebestendig en waterdicht is.

Figuur 6 Smallere luchtcellen met een golfstructuur

Tempur matras van NASA (Categorie drukverdelende/drukreducerende) Tempur schuim is oorspronkelijk voor de ruimtevaart ontwikkeld. Dit schuim heeft de speciale eigenschap dat het zich gelijkmatig aanpast aan het lichaam, de druk over het raakvlak van het lichaam wordt gelijkmatig verdeeld. Tempur matrassen steunen het lichaam in haar natuurlijke anatomische houding. Het succes zit hem in de vorm van de cellen, de bouwstenen van het materiaal. De cellen zijn in tegenstelling tot het materiaal van de traditionele matrassen bolvormig. De bolvormige cellen reageren op de warmte en het gewicht van het lichaam en geven zo een veel betere drukverlichting. Door de drukverlichtende eigenschappen van dit materiaal zijn deze matrassen zeer geschikt voor mensen met nek,- rug,- en gewrichtsklachten. Daarnaast wordt het bed ook gebruikt voor mensen die lijden aan decubitus. (Uitvindingen uit de Ruimte, 2002)


7


Scriptie


2003

Natuurlijke vezels (Categorie drukverdelende/ drukreducerende) De bij het bedrijf Enkev gefabriceerde halffabrikaten zijn voor het project erg interessant. De materialen, die Enkev produceert, hebben veel voordelen die van toepassing zijn op het waterbed. Hier valt te denken aan de goede vochtregulatie die de materialen bezitten. Door een laag van hun Coco- of Hairlok op het waterbed te plaatsen zou de vochtregulering aanzienlijk verbeterd kunnen worden. Naast de goede vochtregulering bezit de Coco- en Hairlok een goede warmteregulering. Het zou de warmteregulering van het waterbed dus niet opheffen als het eroverheen gelegd zou worden. De natuurlijke vezels hebben een lange levensduur, net als een waterbed. Kersenpitten Een natuurlijk product dat al in de fysiotherapie gebruikt wordt zijn kersenpitten. De pitjes zitten in voorverpakte zakken die zowel gekoeld als verwarmd kunnen worden (in de vriezer of in de magnetron) en worden gebruikt voor de koeling of verwarming van pijnlijke gewrichten, spieren en kneuzingen. Het voordeel van de kersenpitten is dat ze relatief goedkoop zijn, het is een natuurlijk product en het houdt goed temperatuur vast, zowel warmte als kou. De kersenpitten worden van tevoren wel behandeld. Ze worden onder andere gebrand zodat ze niet meer kunnen gaan rotten.


8

Figuur 7 Een stuk Cocolok

Figuur 8 Een stuk matras met Hairlok en natuurlijk schuim


Scriptie


2003

HOOFDSTUK 2: KEUZE VAN ALTERNATIEVEN In het vorige hoofdstuk 1 is te lezen welke alternatieven gevonden zijn in de zoektocht naar een ander medium dan water voor het waterbed. Hier volgt een korte uitleg met welke alternatieven verder gegaan wordt en waarom. Anti-decubitus onderlegger Het materiaal Technogel, gebruikt in o.a. een anti-decubitus onderlegger, is goed te gebruiken voor een nieuw ontwerp. In het volgende idee is de Technogel gebruikt in combinatie met water

Figuur 9 Idee 1 Technogel in combinatie met water

Doove verpleegmatras/ Gas als ondersteuning Doove Medical Products vervaardigt dynamische bedden. Deze bedden zijn gebaseerd op het idee dat men zo kort mogelijk op dezelfde plaats op het lichaam moet worden belast, het dynamische bed zorgt voor een algehele lichaamsmassage. Een dynamisch bed is een voorbeeld van een drukopheffend systeem. De principeoplossingen van Doove Medical Products vormen de basis voor idee 2, Figuur 12. Het makkelijker kunnen verliggen (probleemstelling) is zeer moeilijk voor personen die lijden aan decubitus in een vergaand stadium. Met de principeoplossing van de dynamische bedden echter los je het draaiprobleem wel op, door te zorgen dat de matras steeds op andere plaatsen de druk verandert. (Het matras beweegt voor de patiënt.) Tempur matras van NASA Drukreducerende materialen zoals Tempur proberen hoge drukwaarden rondom de decubitusrisicoplaatsen van de patiënt te verdelen over een zo groot mogelijk oppervlak. Dit resulteert in een permanent aanwezige lage druk.


9


Scriptie


2003

Drukwaarden die drukreducerende systemen kunnen bereiken is volgens natuurkundige wetten gelimiteerd (de mate van drukverdeling is afhankelijk van het oppervlak). De drukwaarden worden niet evenredig verdeelt over het oppervlak, maar zullen verschillend zijn onder de verschillende lichaamsdelen (met name hielen en sacrum zijn locaties voor hogere drukwaarden). Tevens beïnvloeden gewicht en lichaamsbouw de contact- of interfacedruk op een drukreducerend of statisch systeem. Tempur (NASA) of Pantera foam (Doove) leiden beide tot het zogenaamde hangmat effect en zijn bij nader inzien niet geschikt als toepassing voor een waterbed voor minder valide mensen. Natuurlijke vezels De materialen van Enkev kunnen goed als toepassing op het huidige waterbed gebruikt worden vanwege de goede vochtregulerende eigenschappen. Gemiddeld verliest een persoon ongeveer een ½ liter vocht per nacht. Dit vocht wordt opgenomen door het matras en vindt vervolgens zijn weg naar de omgeving via de ventilatieopening van de spiraal, lattenbodem of boxspring. Het huidige waterbed heeft geen goede mogelijkheden voor ventilatie, daarom wordt het bed voorzien van een molton laag (die slechts beperkt vocht kan opnemen). Het transpiratievocht hoopt zich op, op het matras. De toplaag van het waterbed heeft dan ook veel onderhoud nodig; wekelijks moet deze laag met een speciale vinylreiniger schoongemaakt worden. Met het idee om een laag Hairlok of Cocolok op het bestaande bed te plaatsen wordt er gezorgd voor een beter vochtregulatie. Kersenpitten Kersenpitten hebben de eigenschap goed warmte vast te houden. Na de brainstorm sessie, waar wel enkele ideeën uit voort kwamen (helaas niet echt levensvatbare), is besloten om dit product niet verder in het waterbed te verwerken. De ‘Hittepit’ Een idee voor de toepassing van kersenpitten in het waterbed. Om het matras zit een rand met pitten die als een soort isolatielaag fungeert, tevens zorgen de pitten voor een origineel aanzicht indien er een transparante hoes gebruikt wordt. De pitten zijn in een laag natuurlijke latex ingebed zodat ze goed bij elkaar blijven. (zie Figuur 10)

Figuur 10 Principe oplossing Hittepit


10


Scriptie


2003

Figuur 11 Principe oplossing constructie en dynamisch bed

Figuur 12 Idee 2 dynamisch waterbed


11


Scriptie


2003

Figuur 13 Concept 1: dynamisch waterbed


12


Scriptie


2003

Figuur 14 Concept 2: mechanisch waterbed


13


Scriptie


2003

Keuze van het concept. AI in het vorige hoofdstuk zijn naast een aantal principe oplossingen 2 concepten bedacht. Een dynamisch (water-/ lucht-)bed en een dynamisch mechanisch bed. Het punt is nu gekomen om een keuze te maken tussen deze twee en dit concept uit te werken. Uit de probleemstelling, de doelgroep en de doelstelling zijn een aantal functie-eisen voortgekomen. Met behulp van deze de voorlopige ontwerpcriteria (zie bijlage J) zal nu een keuze gemaakt worden tussen de beide concepten. 1

2

3

4

5

6

7

8

Eis 9

Eis 10

Eis11

Eis 12

Con1

++

++

++

NVT

NVT

++

++

?

+

++

+

+

Con2

+

NVT

+

NVT

NVT

+

+

?

+

++

+

+

Het dynamische (water-/ lucht-)bed voldoet het best aan het programma van eisen. Daarnaast zijn de volgende eisen extra van belang O.C. 1: Minimaal een van de materialen moet warmte vasthoudend zijn. O.C. 6: Goede ventilatie O.C. 7: Goede vochtregulatie Het dynamische waterbed scoort hier beter op dan het mechanische bed. Vandaar dat ervoor gekozen wordt om met het dynamische waterbed verder te gaan.


14


Scriptie


2003

HOOFDSTUK 3:VERDIEPING ASPECTEN VAN HET CONCEPT

Figuur 15 Verschillende werkingsprincipes dynamisch bed


15


Scriptie


2003

Figuur 16 Principe oplossing 1: positionering watercellen



16


Scriptie


2003


Keuze werkingsprincipe Aspect 1: Verwarmingselement (Zie Figuur 15) Er is gekozen voor een warmtedeken met een verwarmingselement, zoals ook in het huidige waterbed toegepast wordt. Uit de analyse van het huidige waterbed is naar voren gekomen dat het verwarmingselement uitstekend werkt en niet uitnodigt om het werkingsprincipe te vervangen of te herontwerpen. Na het verdiepen van het dynamische werkingsprincipe, vielen de mechanische principes (zie Figuur 15 - principe 2 t/m 4) af omdat de warmtedeken lastig te plaatsen is. Men zou principe 4 per waterzak kunnen verwarmen, maar dit hebben we uitgesloten, omdat rekening houdend met het plaatsen van het bed en het verdere gebruik is het erg complex om nog meer snoertjes te bevestigen aan de watercellen. Deze snoertjes moeten dan weer verder weggewerkt worden in de rand die het dynamische gedeelte bij elkaar houdt. Daarnaast verwarmt een warmtedeken een veel groter oppervlak in één keer als deze direct onder de cellen geplaatst wordt. Dit gaat vooral op voor watercellen, want onderin zo’n cel zal een verplaatsing van het water naar buiten toe zijn, waardoor de hele warmtedeken bedekt wordt met het oppervlaktemateriaal van de watercellen en dus de warmte beter te geleiden is. Luchtcellen staan veel strakker gespannen en zullen dus aan de onderkant minder contact maken met de warmtedeken. Hierdoor vervallen de principes 5 en 6, want deze bestaan uit cellen met zowel lucht als water. Zonder warmtedeken zouden dit twee uitstekende werkingsprincipes zijn. Door een simpele luchtverplaatsing wordt het bovenste gedeelte van de aangestuurde cellen naar het ligoppervlak bewogen, het werkingsprincipe blijft hetzelfde, alleen de gekozen toplaag is verbeterd aangezien het voor een betere drukverdeling zorgt. Zodra een warmtedeken geplaatst wordt moet de warmte door twee verschillende mediums (lucht en water of eventueel gel) verplaatst worden. Water of gel dat in de toplaag wordt toegepast is voldoende warmtevasthoudend, maar er zal al veel warmte worden afgestoten in de onderste luchtlaag omdat lucht slechter warmte kan vasthouden, waardoor er voor het geheel onnodig verlies van warmte optreedt. Zo is ook principe 1 komen te vervallen, lucht is veel minder warmtevasthoudend dan water en bovendien is het aangenamer voor de gebruiker om op water te liggen wat lekker verwarmd kan


17


Scriptie


2003

worden. Bij luchtcellen zal dit warme effect van veel mindere mate zijn. Tevens is wetenschappelijk bewezen dat men op water beter en eerder slaapt dan op lucht. Aspect 2: Folieblazen Door de keuze om de cellen te vervaardigen met behulp van folieblazen worden de halve watercellen van principes 7 en 8 uitgesloten. De techniek nodigt nog niet uit scherpe hoeken of andere vormdetailleringen te vervaardigen. Principes 5 en 6 zullen evenals de laatste twee principes wat betreft het vervaardigingsproces afvallen, omdat zij een veel complexere cel gebruiken, namelijk twee halve bolcellen per cel. Dit zal een tijdrovend en duur bewerkingsproces vereisen. De principes 5,6,7 en 8 wekken allen hetzelfde massage-effect op, maar zullen heel ingewikkeld zijn om te vervaardigen. Aspect 3: Toplaag Uit de keuze van de alternatieven kwam al naar voren dat deze bestond uit Hairlok. In principe 8 is dit beter verwerkt dan in principe 7, ten eerste omdat er minder materiaal nodig is en ten tweede omdat de werking van de drukverschillen van een dynamisch systeem opgeheven wordt door principe 7. Als de druk op een watercel laag wordt zal de Hairlok strak gespannen blijven en voelt het lichaam op die plaats geen drukverlichting, terwijl dat wel de bedoeling is. Het bevestigen van stroken Hairlok op de watercellen is misschien wat tijdrovender tijdens de vervaardiging, maar op andere kosten wordt bespaard zoals materiaalkosten en kosten voor een duur hoeslaken dat voldoende vocht kan absorberen en tevens ventilerend is. Onze keuze berust op principe 8. Echter de vorm van de watercellen in dat principe kan niet vervaardigd worden. Om holle, flexibele producten te vervaardigen moet gebruik gemaakt worden van folieblazen met als gevolg dat de watercellen gewoon een ronde doorsnede zullen krijgen. Bij dit principe is door een eenvoudige aanpassing van het Doove dynamische werkingsprincipe het masserende effect behouden en het heeft als extra voordeel dat het bed lekker warm te maken is en de ervaring van op water slapen. Hiermee wordt enerzijds het vertrouwde ‘waterbed-gevoel’ behouden en anderzijds zorgen de dynamische cellen voor een juiste drukwisseling op de huid wat een goede doorbloeding veroorzaakt en dus een preventieve werking heeft op decubitus en zelfs op langer termijn een genezende werking heeft op al ontstane wonden door decubitus. De watercellen worden ‘aangestuurd’ door een regelbare warmwaterpomp (zie ook H3 werkingsprincipe warmwaterpomp, Figuur 20). Aspect 4: Frame We kiezen voor de principe oplossing 3 - het frame. De reden hiervoor is: a) Door simpele vervaardiging is het goedkoop te maken, gebruikmakend van standaard buizen. Er hoeven geen speciale kunststof ribben worden vervaardigd. b) Er ontstaat in deze oplossing geen warmte verlies tussen de verwarmingsmat en de watercellen. c) In het frame kunnen makkelijk de watercellen worden vast gehakt zodat ze niet kunnen verschuiven.


18


Scriptie


2003

Figuur 19 Detaillering frame

De watercellen worden gepositioneerd in het frame met behulp van de hiervoor bestemde ringen. Dit is voor de zekerheid, zodat ze niet kunnen wegglijden, al geeft het frame zelf waarschijnlijk al voldoende ondersteuning.

Materiaalkeuze Een tweetal materialen blijkt geschikt te zijn voor de huidige waterbedden: PVC en PUR. Deze materialen worden op dit moment ook gebruikt voor waterbedden en dynamische bedden. Hier volgen de voor- en nadelen van beide materialen.


19


Scriptie


2003

PVC zacht (amorf) Voordelen: Goede flexibiliteit Goed trillingsdempend Goede slijtvastheid Goede chemische bestendigheid, doch minder dan hard PVC Goede licht- en verouderingsbestendigheid Beter verwerkbaar dan hard PVC Uitstekend te gebruiken voor folie blazen Geringe wateropname Goede chemische bestendigheid tegen zure oplossingen Nadelen: Lage sterkte Niet rekbaar In het algemeen niet geschikt voor kontact met levensmiddelen (weekmaker) Sterke kruipneigingen PUR (elastomeer) Voordelen Hoge trekvastheid bij grote breukrek Hogere elasticiteitsmodulus dan conventioneel rubber Hoge slijtvastheid Hoge weerstand tegen verder scheuren Goede vormstabiliteit Goed dempend vermogen bij hoge frequenties Goed hechtvermogen op metalen Blijft ook bij zeer lage T elastisch Geringe vocht- en wateropname Hoge weersbestendigheid Goede chemische bestendigheid tegen, o.a. benzine, oliën en vetten Uitstekend te spuitgieten Bevat geen weekmaker Ook microcellulair verwerkbaar Nadelen Vergeelt wat bij UV bestraling Niet bestand tegen heet water en hete damp De volgende materiaaleigenschappen zijn in het bijzonder belangrijk voor de vervaardiging van het nieuwe concept en aan de hand hiervan is een materiaalkeuze gemaakt. Wateropname Verwerkingsmogelijkheden Bevestigingsmogelijkheden Chemische bestendigheid (tegen o.a. urine, schoonmaakmiddelen en zeepoplossingen) PVC is in tegenstelling tot PUR geschikt voor de gekozen verwerkingstechniek: extrusierekblazen (ook wel folieblazen genoemd). Ook is PVC het best bestendig tegen urine en heeft een geringe vochtopname. De keuze valt hierdoor op PVC. (Dictaat ‘Verwerkingstechnieken voor kunststoffen’, 1998 en dictaat ‘Kunststoffen’, 2000)


20


Scriptie


2003

Vervaardigingsmethode Het matras zal opgebouwd worden uit losse watercellen die allemaal aan beide zijden een opening hebben voor een slang. Belangrijk bij die cellen is dat ze geen water mogen lekken. Het beste is dan om zo min mogelijk lasnaden te gebruiken. De wanddikte van een cel is ongeveer 1 mm, de diameter is 150 mm en de lengte van de koker ligt rond de 800 mm. Vervaardigingsmethoden om holle producten te maken zijn onder andere vacuümvormen, strekblazen, extrusieblazen en spuitgietblazen. Na het toepassen van deze methoden wordt het materiaal en dus het product hard, vandaar dat ze voor het matras niet gebruikt kunnen worden. De watercellen in het matras moeten namelijk zacht en flexibel zijn. Watercel zoals hij in eerste instantie vervaardigd dient te worden, met maten.

vouwen afvoeren

Extrusierekblazen wordt ook wel folie blazen genoemd en is een goede methode om zacht PVC te bewerken. Met behulp van deze methode worden hele lange, holle PVC buizen geblazen. Vervolgens worden er nog een aantal bewerkingen gedaan om de uiteindelijke watercellen te krijgen. Hieronder staat beschreven uit welke stappen het vervaardigingsproces moet bestaan.

zacht PVC

Het zachte polyvinylchloride wordt door de extrusierekblaasmachine uitgerekt en hol gemaakt met de gewenste wanddikte.

rekken

extruder

Na dit proces wordt de holle buis PVC opgevouwen en afgevoerd en vervolgens op grote rollen gerold.

perslucht

Extrusierekblaasmachine

Om de watercellen te vervaardigen moet het hol geblazen PVC afgerold en plat gelegd worden.


21


Scriptie


2003

De holle buis wordt over een plank geschoven, zodat er op juiste afstand van elkaar gaten in geponst kunnen worden. Deze gaten zullen dienen voor de aansluiting van de pompslangen.

Het PVC met de gaten erin schuift vervolgens van de plank af en komt weer plat te liggen.

Daarna wordt het PVC voorzien van lasnaden aan de buitenzijde van de gaten. De zijkanten zijn nu dicht.

Met behulp van een snijmachine worden de cellen op de juiste lengte afgeknipt.

Aan beide zijden van de watercel, aan de buitenkant van de lasnaden, wordt een gat geponst. Deze gaten zijn ervoor om de met water gevulde cel te positioneren in het bed en op die plaats te houden.

Om deze gaten af te werken, zodat ze niet uit kunnen scheuren worden er stalen ringen in geplaatst.


22


Scriptie


2003

Door middel van een drukkracht wordt de ring dichtgedrukt. Dit is hetzelfde principe als van een klinknagel.

Het PVC wordt rondom de ring ingeklemd.

Aan één zijde van de watercel is van links naar rechts te zien: een gat door de enkele wanddikte voor de pompslang, een lasnaad en een gat door de dubbele wanddikte voor positionering in het bed.

Bovenaanzicht van een watercel met lasnaad.

Zijaanzicht van een watercel met een lasnaad.


23


Scriptie


2003

Voor de bevestiging van de pompslang aan het daarvoor bestemde gat in de watercel is een ‘tussenstuk’ bestaande uit twee delen; een deel dat aan de watercel bevestigd wordt en een deel dat de slang aan het eerste deel vastmaakt. Zie onderstaande schetsen voor de constructie:

Er zit op het uiteinde van de slang een kunststof deel geklemd met schroefdraad erop, waarmee hij bevestigd moet worden aan het ‘tussendeel’.

Het kunststof ‘tussendeel’ heeft aan de binnenkant schroefdraad. Dit schroefdraad is er van beide kanten tot de helft in gedraaid, zodat dit deel (door het met de klok mee te draaien) zich zowel aan de slang als aan het deel in de watercel vastdraait.

Dit kunststof deel bevat ook schroefdraad en zit vast in het gat in de watercel op dezelfde manier als de positionering-ringen. Het is dus wederom een soort klinknagel, die doordat er druk van boven af op is uitgevoerd, het materiaal rondom inklemt. De drie bovenstaande delen dienen dus op elkaar gezet te worden in de volgorde zoals hierboven geschetst staat. Door het ‘tussendeel’ rechtsom te draaien, draait het schroefdraad van de andere twee onderdelen zich vast in het ‘tussendeel’. De Hairlok stroken zijn 10 mm dik, 100 mm breed en 700 mm lang. De cel is 100 mm langer zodat er ruimte is waar hij smaller kan worden naar de lasnaad toe. De stroken Enkev Hairlok worden op de watercellen bevestigd met behulp van dezelfde natuurlijke latex als waarin de haren gegoten worden. De huidige matrassen van Enkev die uit verschillende lagen bestaan, waarvan onder andere Hairlok, worden ook aan elkaar vastgelijmd.


24


Scriptie


2003

Werkingsprincipe waterpomp Ons gekozen dynamische werkingsprincipe berust op een drukwisselende effect,ook wel alterneren genoemd. Dit effect wordt bereikt door met behulp van een elektrische pomp de cellen afwisselend op te pompen met verwarmd water(inflatie) en leeg te laten lopen(deflatie) in een bepaalde tijdscyclus. “De beste cyclus is er één die gebaseerd is op de natuurlijke wijze van drukopheffing van de mens” (NPUAP). Slaaponderzoeken laten zien dat een gezond individu eenmaal per vijf minuten een lichaamsbeweging maakt om middels autoregulatie weefselbeschadiging te voorkomen. Hiermee wordt niet bedoeld dat het alleen gaat om het veranderen van een houding maar ook bewegingen zoals het verleggen van een arm of been wordt in deze slaapstudies meegeteld. De ideale cyclus zal hierop gebaseerd moeten zijn: iedere vijf minuten verplaatsing van de interfacedruk ofwel een cyclus van circa vijf minuten. Voor het uitleggen van het werkingsprincipe zijn twee situaties uitgetekend ( zie Figuur 20) waarbij gebruik gemaakt wordt van 10 watercellen. (In werkelijkheid zijn dit 14 watercellen) In situatie 1 zijn de cellen 4 en 8 “leeg” dat wil zeggen dat de watercellen voor ongeveer tweederde van de cel gevuld zijn. De andere cellen zijn vol en bepalen het ligoppervlak van het bed. De stippellijn in het schema geeft aan op welke hoogte het slangetje van de pomp zich bevind. Links van de cellen een slangetje voor inflatie en rechts van de cellen voor deflatie. Hierbij wordt alleen het water weggepompt dat zich boven de stippellijn bevind, omdat het anders teveel kracht kost om water omhoog te pompen en nu is er sprake van een minimale waterverplaatsing. Tweederde is ook een redelijke maat om de drukverschillen op het ligoppervlak te verkrijgen. Waarneer het water aan de bovenkant van de cel is weggepompt zal er geen lucht in de cel bevinden en de cel zal dus voor eenderde inkrimpen waardoor het nooit het ligoppervlak zal bereiken,de cel is “leeg”. I.n situatie 1 is weergegeven dat er in de volle cellen 1,5 en 9 water aan de pomp afgegeven zal worden. Tweederde van dit water wordt weer gebuikt om de lege cellen 4 en 8 bij te vullen en eenderde blijft achter in het reservoir van de pomp. Op het eind van deze cyclus is de stand van het water zoals in situatie 2 is uitgetekend. Een cyclus later zal dus al het water dat weggepompt wordt uit de cellen 1,5 en 9 verplaatst worden om de cellen 1,5 en 9 weer bij te vullen.

Figuur 20 Werkingsprincipe waterpomp


25


Scriptie


2003

Figuur 21 Exploded view

De cijfers bij de exploded view betekenen: 1. Gespannen textiel 2. Hairlok transpiratielaag 3. Watercellen 4. Frame dat de cellen op haar plek houdt 5. Verwarmingsmat (niet afgebeeld op deze exploded view) 6. Ondersteuning voor het in- en uitstappen 7. Standaard onderstel


26


Scriptie


2003

KOSTPRIJSBEREKENING Materiaalkosten = massa * kiloprijs Massa = volume*dichtheid Materiaalkosten Watercellen, PVC(amorf) Dichtheid PVC(amorf) = 1.15 kg / dm3 Kiloprijs PVC(amorf) = € 0,75 / kg Volume = 43.96 * 80 * 14 = 49235,2 cm3 = 49,2 dm3 Massa = 49,2 * 1.15 = 56,6 kg Prijs = 56,6 * €0.75 = €42,47 Vullen watercellen, H2O Dichtheid H2O = 1.0 kg / dm3 Literprijs H2O = € 0.0003 / dm3 Volume = 176.625 * 80 = 14130cm3 = 14,1dm3 Massa = 14,1*1 = 14,1 kg Prijs = 14,1 * € 0.0003 = € 0.00423 Vochtregulerende toplaag, Enkev Hairlok Dichtheid Hairlok = 0.040kg / m3 Kiloprijs Hairlok = € 13,85 / kg Volume = (70*10*1)*14 = 9800cm3 = 9,8dm3 Massa = 9,8 * 0.040 = 0.392 kg Prijs = 0.392 * € 13,85 = €5,43 Totale materiaalkosten = €42,47 + € 0.00423 + €5,43 = €47,90

B

Halffabrikaten Onderdeel A:Bedframe Alle U-profielen = 15 * 80 * 5 = 6840cm3 = 6,8dm3 Prijs 2 stuks = 2 * 1,56 = €3,50 Buizen bedframe(hol) = 15 * 80 * 1 Prijs 14 stuks = 14 * 1,56 = 21,84 Totaalprijs bedframe = €25,34 Onderdeel B: Zijkanten bed PUR balken = 90 * 5 * 10 cm2 Prijs 2 stuks = €12,50 Onderdeel C: Kunststof bevestigingsplaat (PVC) = 90 * 10 * 1 Prijs 2 stuks = €8,60 Onderdeel D: Hoes Gespannen textiel, 90 * 200 * 1.5 Prijs = €32,Onderdeel E: Waterpomp Prijs = €95,98 Onderdeel F: Het Kanthal verwarmingselement Prijs = € 45


27


Scriptie


2003

Bewerkingskosten Machine uurtarieven Machine: Vervangingswaarde Vloeroppervlak Economische levensduur

Folie-extrusierekblaasmachine € 50.000 6 m2 à €140,-/m2 10 jaar

Kosten Afschrijving Rente a 16 % Onderhoud 6 % Huisvesting 6m2 a €140,-/m2 Energie Verzekering 1 % Universeel gereedschap Totaal:

€ 5.000 € 700 € 3000 € 840 € 50 € 50 € 6.000 + € 15640

Economische gebruiksduur: Machine uurtarief = € 11.71

U

U

1400 uur/ jaar

Mens uurtarieven Machine bediende: Bruto loon per jaar Sociale lasten Menskosten per jaar Aantal werkuren: Aantal werkdagen per jaar 52*5 Vakantie-,ADV- en feestdagen

€ 22.000 € 7.725 + € 29.725

U

U

Ziekteverzuim (ca 10 % per jaar) Aantal werkdagen per jaar

256 dagen 43 dagen 217 dagen 22 dagen 195 dagen

Aantal werkuren per jaar 195*8 Tijd voor persoonlijke verzorging (ca 10%) Effectief aantal werkuren per jaar

1560 uren 187 1373

U

U

U

U

U

U

Mens uurtarief = € 21,6


28


Scriptie


2003

Kostprijsopbouw Materiaalkosten Massa * prijs/kg Afval in procenten (2%) Uitval in procenten (2%)

= € 47,90 = € 0.958 = € 0.958

Ingekochte halffabrikaten Onderdeel A Onderdeel B Onderdeel C Onderdeel D Onderdeel E Onderdeel F

= € 25,34 = € 12,50 = € 8,60 = € 32,= € 95,98 = € 45,-

Uitval in procenten 10%

= € 21,94 +

Materiaaltoeslag 10% Totale materiaalkosten

= € 241,30 = € 24,13 + = € 281,43

U

U

U

Bewerkingskosten Bewerkingstijd * machinetarief ( € 11.71/3600) Bewerking A,watercellen vervaardigen Bewerking B, ponsen watercel Bewerking C , Lasnaden maken Bewerking D, knippen Bewerking E, frame lassen Bewerking F, lijmen Hairlok Aantal mensuren * uurtarief Nabewerking 5% Toleranties 2% Totale bewerkingskosten

U

= € 0.00325 = € 0,23 = € 0,045 = € 0,182 = € 0,045 = € 0,87 = € 0,045 = € 0,0433 = € 0,123 = € 0,049 + = € 2,04 U

U

Gereedschapskosten Afschrijving / totaalserie Rentekosten Totale gereedschapskosten

= € 3.62 = € 0,22 + = € 3,84

Montagekosten Montagetijd * uurtarief Montagetijd Positionering-ringen Montagetijd Dichtdrukken Montagetijd Haakjes plaatsen Montagetijd Cellen ophangen frame Totale montagekosten Fabricage kostprijs

= €1,365 = € 0,55 = € 0,36 = € 0,72 + = €2,99 + = € 290,30


U

U

U

U

29

U

U


Scriptie


2003

HOOFDSTUK 4: TOETSING VAN TOEPASBAARHEID EN LEVENSVATBAARHEID Toetsing aan doelstelling en probleemstelling Met het nieuwe ontwikkelde waterbed is het probleem van het niet makkelijk kunnen draaien en verliggen niet verholpen. De doelgroep zal zich in het vernieuwde waterbed niet makkelijker kunnen omdraaien dan in een huidig waterbed. Wel is het nieuwe waterbed onder te verdelen in het zogenaamde drukopheffende systeem. Dit betekend dat de gebruiker niet meer hoeft te gaan verliggen om langdurige druk op een punt te voorkomen. Dit systeem is niet nieuw. Dergelijke systemen bestaan reeds. Het innovatieve aan het ontwerp is het gebruik van water en een vochtregulerende en ventilerende toplaag. Al deze factoren samen spelen een rol in het verhelpen en voorkomen van decubitus. Concluderend kan gezegd worden dat het hoofdprobleem “verhelpen en voorkomen van decubitus” is verwezenlijkt. Al is de manier waarop voorgenomen anders. Werd eerst gedacht dit probleem op te lossen door “makkelijker te kunnen omdraaien dan in een huidige waterbed” is het systeem nu drukopheffend, ook wel dynamisch. Met de verhelping van dit hoofdprobleem is het bedlegerig zijn van de doelgroep een stuk comfortabeler geworden. Toetsing aan Programma van eisen. Hier volgt een toetsing aan de ontwerpcriteria. Het programma van eisen is voortgekomen uit deze ontwerpcriteria. Bij het kiezen van de materialen en de vervaardigingsmethode is namelijk gekeken naar de ontwerpcriteria. Het uitvoeren van een toetsing aan het PVE is dus dubbelop. Ontwerpcriteria O.C. 1 Minimaal één van de materialen moet warmtevasthoudend zijn. Het water is warmtevasthoudend. Het water wordt verwarmd middels een verwarmingsmat onder de cellen. O.C. 2 Het water, indien gebruik wordt gemaakt van water, mag niet in aanraking komen met elektriciteit. Er wordt wel degelijk water gebruikt. De cellen zijn gevuld met water en het water wordt steeds doorgesluisd naar een volgende cel. De plek waar het water in aanraking zou kunnen komen is bij de pomp. De pomp is speciaal voor het pompen van water dus er zullen zich geen elektriciteitsproblemen voordoen. O.C. 3 Het bed moet zorgen voor een goede drukverdeling (de toelaatbare druk voor langere tijd op een menselijk lichaam is 4,6 à 5,3 kPa) a. Dit kan verwezenlijkt worden middels een d rukreducerende of statische systeem . Niet van toepassing b. Of dit kan verwezenlijkt worden middels een drukopheffende of dynamische systeem. Er is gebruik gemaakt van een dynamisch systeem. Het anti- decubitus systeem bestaat uit watercellen die in regelmatige intervallen worden volgepompt O.C. 4 Het bed moet een minimale stabilisatie van 98% hebben, indien gebruik wordt gemaakt van een bestaand waterbed oplossing(de bewegingstijd is dan 0,8 tot 1 seconde). Niet van toepassing O.C. 5 Het bed of de toplaag moet goed te reinigen zijn, indien gebruik wordt gemaakt van een bestaand waterbed oplossing, met schoonmaakmiddelen uit de supermarkt. Niet van toepassing O.C. 6 Het matras moet goed ventilerend zijn. Door de golfstructuur van het matras is een goede ventilatie in het matras aanwezig. O.C. 7 Het matras moet goed vochtregulerend zijn het moet minimaal 0.5 Liter vocht per 12 uur kunnen opnemen Het op de cellen geplaatste materiaal Hairlok kan deze eis tegemoetkomen T

T

T

T

T

O.C. 8 Het totale bed mag niet zwaarder zijn dan 500 kg. Na een snelle berekening blijkt dat het bed niet meer zal wegen dan 100 kg. O.C. 9 Het bed mag geen scherpe randen of hoeken hebben waar de gebruiker zich aan kan verwonden.


30


Scriptie


2003

Alle materialen zijn zacht en flexibel. Er zijn geen harde delen waar de gebruiker zich tegen kan stoten of verwonden. De bedbak en het frame is onder het matras bedekt. O.C. 10 Het opzetten van het bed mag niet langer dan 4 uur duren. Het bed word kant en klaar afgeleverd. Wat rest is het bed van water te voorzien. O.C. 13 Het bed moet minimaal 12 jaar meegaan Dit kan op dit moment niet getoetst worden. Toetsing aan levensvatbaarheid In hoofdstuk 3 is een kostprijsberekening gemaakt. Hier komt uit dat het bed zeer duur is. In de ontwerpcriteria is echter niks terug te vinden over een prijs. Je zou dus zeggen dat het niet uitmaakt wat het bed kost. Dit klopt! Deskundigen schatten dat de decubitus-problematiek de samenleving jaarlijks minstens 50 miljard euro kost. Het feit dat decubitus-wonden in het ziekenhuis vaker op de OK dan op de verpleegafdeling ontstaan, is vrijwel onbekend.


31


Scriptie


2003

HOOFDSTUK 5: CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN Het nieuwe concept heeft een aantal voordelen ten opzichte van de reeds bestaande decubitus matrassen. Zo wordt er door de geometrie van de cellen, een goede doorstroom van zuurstof gerealiseerd. Daarnaast is er een maximale vocht opname door het gebruik van het materiaal hairlok. Dit natuurlijke materiaal, geproduceerd door Enkev, heeft de prettige eigenschap vochtregulerend en warmte vasthoudend te zijn. Door maximale vocht opname en de geometrie van de cellen blijft de huid van de gebruiker droog. Een droge huid is uitermate belangrijk voor de voorkoming en genezing van decubitus wonden. Afschuifkrachten kunnen decubitus veroorzaken, doordat iemand steeds heen en weer schuift over een onderlaag die niet meeschuift. Door de wrijving ontstaat een vervorming van het weefsel en wordt de bloedcirculatie belemmerd. In dit project is er voor gekozen de oplossing voor de decubitus-problematiek in de constructie en het materiaalgebruik te vinden “Een betere oplossing voor dit probleem is de constructie van de lichaams-ondersteuning zodanig maken, dat er lagere afschuifkrachten optreden” ( Goossens, 2002). In het uiteindelijke ontwerp is de geometrie (bolvormig) van de watercellen zo gekozen dat het zorgt voor een vermindering van de afschuifkrachten. Daarnaast ondervind de gebruiker geringe wrijving door op een strak gespannen textiele onderdeken te liggen, wat een vermindering van de afschuifkrachten met zich meebrengt. De belemmering van de bloedcirculatie is verholpen met het toepassen van een dynamisch werkingsprincipe. Door de watercellen afwisselend van druk te voorzien met behulp van een elektrische pomp wordt een masserende werking opgewekt. Door juist ook druk uit te oefenen op de wond zelf en vervolgens een cyclus later deze druk weer weg te nemen, ontstaat ter plekke een vaatvernauwing met als gevolg een betere doorbloeding. Hierdoor werkt ons systeem niet alleen preventief, maar zal op den duur ook genezend werk verrichten (althans voor de lagere graad van decubitus). De bestaande massage bedden zijn gebaseerd op lucht, het nieuwe concept is gebaseerd op water. Het is wetenschappelijk bewezen dat men beter slaapt en sneller in slaap valt op water. Ook heeft water de eigenschap warmte beter te kunnen vasthouden dan lucht. Met behulp van het verwarmingselement is de warmte van het bed constant te houden, zo kan de ideale temperatuur voor decubitus patiënten worden ingesteld. Het ontwerp kan op elk standaard thuiszorg bed geplaatst worden waardoor de drempel om het bed aan te schaffen voor thuisgebruik minder hoog komt te liggen. Al met al is het een nieuw concept in de zorg klaar om uitgewerkt te worden zodat het in productie genomen kan worden. De kosten van de Nodecu liggen hoger dan de kosten van de standaard thuiszorgbedden. In tegenstelling tot de meeste anti-decubitus systemen draagt de Nodecu bij aan de preventie van decubitus. Deskundigen schatten dat de decubitus-problematiek de samenleving jaarlijks minstens 1 miljard euro kost. Speciale anti-decubitus-bedden kunnen voor een deel de intensieve verpleging van decubituspatiënten wegnemen. Wat is het beste? De behandeling of de preventie van decubitus? Als we naar de kosten kijken, is het antwoord duidelijk: preventie. Een onderzoek van mevrouw Romina Miot, Handelsingenieur, laat zien dat de behandeling van decubitus 60% van de totale kosten van decubitus bedraagt. In een situatie waarin de preventie goed wordt aangepakt, bedraagt ze slechts 20%. Dat kan een besparing opleveren van meer dan 50 miljoen Euro per jaar. Ziekenhuizen en thuiszorgorganisaties zijn gelukkig steeds meer bereid geld uit te trekken. BEGRIPPENLIJST Afschuifkrachten Schuifkrachten zijn de horizontale krachten die ontstaan als een patiënt onderuit zakt in bed of stoel. Verschuiving van weefsellagen ten opzichte van elkaar leidt tot uitrekking, afknikken en eventueel afscheuring van de perforerende bloedvaatjes, waardoor weefselbeschadiging kan optreden. (Bron: Snijders, e.a. Biomechanica van het spierskeletstelsel 2e druk 1995). Cocolok Zie Hairlok. Cocolok is opgebouwd uit vezels van de kokosnoot, gebonden in Latex. Cocolok is stugger dan Hairlok. (Bron: http://www.enkev.nl).


32


Scriptie


2003

Comfort (comfortabel) Lichamelijk welbevinden, afwezigheid discomfort. (Bron: Dirken, H., Product-ergonomie, Derde druk, Delft University Press, 2001) Decubitus Decubitus is elke vorm van weefselversterf, veroorzaakt door de inwerking op het lichaam van druk-, schuif- en wrijfkrachten, of een combinatie daarvan.” Decubitusrisicoplaatsen Druk ontstaat met name bij benige uitsteeksels van het lichaam: de risicoplaatsen zijn de plaatsen waarop men zit, ligt of steunt. Bijvoorbeeld: hielen, stuit, oren, achterhoofd, elleboog, heupen, gebied rond anus en bilnaad of knie. (Bron: Corbijn E. H., Doorliggen (decubitus), 1998)

Drukkrachten Drukkrachten zijn de verticale krachten veroorzaakt door het gewicht van de patiënt op het weefsel tussen bot en ondergrond, bijvoorbeeld matras, bed of gips. Deze druk is groter dan de druk in de bloedvaten met ischaemie als gevolg. Drukopheffende of dynamische systemen Drukopheffing door een matras wordt gerealiseerd door het matras op te bouwen uit een aantal horizontale compartimenten, ook wel cellen genoemd. Het drukwisselende effect, ook wel alterneren genoemd, wordt bereikt door met behulp van een elektrische pomp de cellen afwisselend op te pompen (inflatie) en leeg te laten lopen (deflatie) in een bepaalde tijdscyclus. Drukopheffing Is het resultaat van drukwaarden beneden de capillaire sluitingswaarden. (NPUAP) Drukreducerende of statische systemen Drukreductie is de verlaging van de interfacedruk (contactdruk), niet noodzakelijkerwijs beneden de capillaire sluitingswaarden”. Drukreductie Is de verlaging van de interfacedruk (contactdruk), niet noodzakelijkerwijs beneden de capillaire sluitingswaarden. (NPUAP) Hairlok Natuurlijke vezels, geproduceerd door Enkev. Hairlok is een combinatie van varkenshaar en paardenhaar gebonden in natuurlijke latex. (Bron: http://www.enkev.nl) Hangmat effect Het lichaam van de patiënt wordt geheel "omringd" door het matras, wat ervoor zorgt dat de patiënt zich moeilijk kan omdraaien. NPUAP National Pressure Ulcer Advisory Panel (NPUAP) “The NPUAP provides multidisciplinary leadership for improved patient outcomes in pressure ulcer prevention and management through Education, Public Policy, & Research. The Board of Directors invites professional organizations and corporations to join us in this endeavor” (Bron: http://www.npuap.org/Default.htm ). Wrijfkrachten Wrijfkrachten zijn de horizontale krachten die meestal ontstaan door verkeerde tiltechnieken bij het verplaatsen van een patiënt over een oppervlak waar ze op zitten of liggen. Wrijving veroorzaakt lokale schade aan de epidermis door vorming van blaren of oppervlakkige huidschade en komen voor op plekken die constant aan wrijving onderhevig zijn, zoals de hielen en het sacrum. T

HU

T

T

T

UH

T


33


Scriptie


2003

BRONNEN Literatuurlijst Roozenburg, N.F.M., Eekels, J., Productontwerpen, structuur en methoden, Derde oplage, Utrecht, Uitgeverij Lemma BV, 1996

Snijders, e.a. Biomechanica van het spierskeletstelsel 2e druk 1995 Uitvindingen uit de Ruimte, KIVI, 2002 Tan, S, Dictaat: Verwerkingstechnieken voor kunststoffen, Technische Universiteit Delft,1998 Dictaat: Kunststoffen, Technische Universiteit Delft, 2000 Dirken, H., Product-ergonomie, Derde druk, Technische Universiteit Delft, 2001 Corbijn E. H., Doorliggen (decubitus), Ministerie van VWS, 1998

Internet http://www.howstuffworks.com http://www.boekenoverzicht.nl http://www.enkev.nl http://www.doove.nl http://www.scirus.com/ http://www.huntleigh-healthcare.nl/ziekenhuisbedden_verpleegbedden.html http://www.wcs-nederland.nl/home.html http://www.npuap.org/Default.htm http://www.royalmedica.com

THU

H

H

H

UH

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

http://www.surgcomp.com


34


Scriptie IDE442 MATERIALISEREN 2003 NODECU HET NIEUWE WATERBED

Recommend Documents