Schutzhelme der nächsten Generation bieten besseren Schutz vor Kopfverletzungen: Schüsse

May 18, 2023

Jon Hamilton

Arbeiter verlassen sich in der Regel auf Schutzhelmmodelle aus Kunststoff, die in den 1960er Jahren entworfen wurden. Neuere Technologien schützen das Gehirn jedoch besser, insbesondere vor schrägen Stößen durch Stürze. Al Bello/Getty Images Bildunterschrift ausblenden

Arbeiter verlassen sich in der Regel auf Schutzhelmmodelle aus Kunststoff, die in den 1960er Jahren entworfen wurden. Neuere Technologien schützen das Gehirn jedoch besser, insbesondere vor schrägen Stößen durch Stürze.

Eine neue Generation von Schutzhelmen verspricht einen besseren Schutz vor Gehirnerschütterungen am Arbeitsplatz, auch bekannt als leichte traumatische Hirnverletzungen.

Diese Schutzhelme verfügen über eine Technologie, die den Kopf nicht nur vor einem direkten Aufprall schützt, sondern auch vor einem Streifstoß, der zu einer plötzlichen Drehung des Kopfes führt – eine Hauptursache für Gehirnerschütterungen.

„Das menschliche Gehirn wird durch eine Rotationskraft leicht verletzt“, sagt Michael Bottlang, Direktor des Legacy Biomechanics Lab in Portland, Oregon. Beispielsweise sagt er, dass ein Boxer durch einen Schlag auf das Kinn „wie eine Fliege zu Boden fällt“. bewirkt, dass sich der Kopf schnell dreht.

Deshalb haben Bottlang und Dr. Steven Madey, ein orthopädischer Chirurg in Portland, einen Schutzhelm entwickelt, der Rotationskräfte absorbieren soll. Es wird von WaveCel hergestellt und verkauft, einem Unternehmen, das die beiden Männer gegründet haben, um sicherere Fahrradhelme herzustellen.

Der WaveCel-Schutzhelm ist nur der jüngste Versuch, die als Arbeitsschutzhelme bekannten Produkte zu aktualisieren, deren Aktualisierung laut Experten für Hirnverletzungen überfällig ist.

„Leider sehen die heute am häufigsten verwendeten Schutzhelme genauso aus wie die aus den 60er-Jahren“, sagt Bottlang.

MIPS, ein schwedisches Unternehmen, bietet eine konkurrierende Technologie zum Schutz des Gehirns eines Arbeiters vor plötzlicher Rotation.

Verbesserte Helme wie dieser „halten das Gehirn stationärer, und das hat viele potenzielle Vorteile“, sagt Dr. Brandon Lucke-Wold, ein Neurochirurg an der University of Florida, der keine Verbindungen zur Helmindustrie hat.

Etwa ein Viertel aller Gehirnerschütterungen bei Erwachsenen ereignen sich am Arbeitsplatz, insbesondere auf Baustellen. Die häufigste Ursache sind Stürze, bei denen sich der Kopf oft plötzlich dreht oder neigt.

Ein Grund dafür, dass Hirnverletzungen am Arbeitsplatz so häufig vorkommen, ist, dass sich an Schutzhelmen – im Gegensatz zu Sporthelmen – seit ihrer Erfindung vor einem Jahrhundert nicht viel verändert hat.

Lucke-Wold, der häufig Patienten mit Hirnverletzungen behandelt, trägt auf seinem täglichen Weg zur Arbeit einen hochmodernen Fahrradhelm.

„Aber die Bauarbeiter, die ich heute mit dem Fahrrad nach Hause sah, trugen Schutzhelme, die denen von vor 10 bis 15 Jahren sehr ähnlich waren“, sagt er.

Ein typischer Schutzhelm besteht aus einer Außenschale aus Kunststoff mit einem inneren Aufhängungssystem aus Gurtband. Einige Modelle verfügen über eine Schaumstoffpolsterung an den Seiten und einen Kinnriemen.

Dieses Design schützt das Gehirn gut vor direkten Schlägen, beispielsweise einem Hammer, den ein Arbeiter zwei Stockwerke höher fallen lässt. Allerdings sind herkömmliche Schutzhelme nicht so gut, wenn der Aufprall schräg erfolgt.

Neue Schutzhelme von WaveCel sind mit einem speziellen Futter ausgestattet, das das Gehirn besser gegen seitliche Stöße und Rotationskräfte schützt. WaveCel-Bildunterschrift ausblenden

Neue Schutzhelme von WaveCel sind mit einem speziellen Futter ausgestattet, das das Gehirn besser gegen seitliche Stöße und Rotationskräfte schützt.

Studien zeigen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass ein schräger Aufprall dazu führen kann, dass sich der Helm und der darin befindliche Kopf plötzlich und heftig drehen. Und eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen zeigt, dass das Gehirn gegenüber dieser Art von Rotationskraft sehr anfällig ist.

Der Grund dafür ist, dass das Gehirn ein bisschen wie ein Eigelb ist – eine weiche Kapsel, die von Flüssigkeit umgeben und in einer harten Schale enthalten ist.

Sie können ein Ei kräftig schütteln, ohne den Inhalt zu zerstören. Aber Experimente zeigen, dass das Eigelb im Inneren platzt, wenn man es kräftig genug schleudert, obwohl die Schale intakt bleibt.

Die meisten Schutzhelme wirken wie eine Eierschale.

„Sie dienen der Kraftreduzierung und erfüllen somit einen Zweck“, sagt Madey. „Aber wenn sie nicht dafür optimiert sind, den Spin zu verringern, sind sie auch nicht dafür optimiert, Verletzungen vorzubeugen.“

Madey und Bottlang gründeten WaveCel zunächst, um bessere Sporthelme herzustellen.

Ihre Inspiration kam von der Beobachtung, was mit einem Ball passiert, wenn er schräg auf dem Boden aufschlägt, so wie es der Kopf eines Bikers bei einem Unfall oft tut.

Der Ball springt nicht einfach, sagt Madey. „Es wird auf dem Boden auftreffen, es wird Reibung haben und es wird Spin erzeugen.“

Es sei denn, der Boden besteht aus Sand.

„Wenn man einen Ball in einen Sandkasten wirft, gibt der Sand darunter nach und verleiht dem Ball keinen Spin“, sagt Madey. Und der Ball springt nicht.

Deshalb entwickelten Madey und Bottlang eine Helmauskleidung aus einer speziellen Kunststoffwabe, die wie Sand wirkt.

„Die Wabenstruktur ist ein sehr leichtes, atmungsaktives Material, das nicht nur lineare Kräfte gut absorbiert, sondern auch bricht, wenn es sich dreht, wie es Sand tun würde“, sagt Madey.

Der WaveCel-Innenschuh ist in mehreren Sporthelmen großer Marken zu finden.

Eine unabhängige Studie ergab, dass Fahrradhelme mit WaveCel- oder MIPS-Technologie die Rotationskräfte besser reduzieren als herkömmliche Helme. Eine von Bottlang und Madey durchgeführte Studie ergab, dass WaveCel MIPS bei der Art von Kopfstößen, die durch Stürze verursacht werden, übertrifft.

Ein potenzielles Hindernis für die breite Akzeptanz der neuen Helme ist der Preis.

WaveCel-Schutzhelme kosten zwischen 169 und 189 US-Dollar, das ist ein Vielfaches des Preises für einen Standard-Schutzhelm und mehr als bei vielen Premium-Modellen, darunter einige mit MIPS-Technologie.

„Wenn ich in den nächsten Jahren ein Ziel habe, dann ist es, den Preis zu senken“, sagt Bottlang.