The field of organ-on-chip is a relatively new area of research and builds upon the principle of engineering microfluidic systems to mimic the body’s internal environment as precisely as possible. Eventually these models could hopefully simulate whole organ-systems and enable the examination of the cell’s or organ’s reaction to foreign substances like new pharmaceuticals in a better way than current models. Previously this has been done with in vitro models such as petri dishes that only offer static culturing conditions. These are not very realistic environments compared to the human body where the cells are exposed to both variations in pressure and flows among other things. The purpose of this bachelor’s thesis project has been to evaluate and improve the design of an organ-on-chip system developed by the EMBLA-group at Ångströmslaboratoriet, Uppsala university. This has been done by evaluating the manufacturing process to find areas of improvements of the current chip design, as well as conducting a literature study to understand key components of similar organ-on-chip systems and see if it is possible to implement relevant parts to the organ-on-chip of this project. One of these important parts is a so-called bubble trap. A bubble trap is a construction that enables the capturing and elimination of bubbles in the system since the bubbles can harm the chips components, kill the cells, and compromise measurements.  A first prototype of the bubble trap was developed in Polydimethylsioxane (PDMS) and integrated on the EMBLA-group’s chip design. The principle behind the bubble trap was to use the natural buoyancy of the bubbles to trap them. This was done by introducing an upwards going slope before the inlets to the chip. In this manner the bubbles would float up to the top of the slope and accumulate at the roof as the liquid moved on into the chip without bubbles. To make the bubbles leave the chip a low-pressure chamber was added on top of the bubble trap to help the process of the bubble’s diffusion through the roof and out of the chip. The development of an improved chip design turned out to be a time-consuming endeavor and the time left for evaluation the functionality of the chip became too short. One test was performed which showed that the bubbles did accumulate at the top of the slope as expected, but it rapidly became full and thus started to let bubbles through to the microfluidic chip. The bubbles did not diffuse as efficiently as required and the removal of the bubbles became inefficient. To understand and correct the problem areas of this bubble trap design further tests and experiments will have to be conducted. / Organ-på-chip (Organ-on-chip eller OoC) är ett relativt nytt forskningsområde som bygger på att mikrofluidiksystem utvecklas till att efterlikna människokroppen i så stor utsträckning som möjligt. Detta då det är attraktivt att kunna undersöka cellers/organs beteende vid tillförsel av vissa substanser, till exempel nya läkemedel. I tidigare in vitro modeller har det endast observerats och utförts tester på celler odlade i statiska förhållanden vilket inte är likt den omgivning cellerna har i människokroppen där de tex utsätts för olika vätskeflöden och tryckförändringar.    Syftet med detta examensarbete har varit att utvärdera och förbättra designen på ett OoC system utvecklat av EMBLA-gruppen på Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet. Detta har gjorts genom att studera den nuvarande tillverkningsprocessen för att hitta relevanta förbättringsområden samt att genom en litteraturstudie undersöka viktiga delar som bör ingå i dessa typer av system. En av dessa delar är en bubbelfälla (bubble trap eller BT) vilket innebär att det i chippet bör finnas ett sätt att eliminera/fånga upp bubblor. Detta eftersom bubblorna kan orsaka stor skada på både chipet, cellerna och mätningarna som skall utföras. En första prototyp av en BT design i Polydimetylsiloxan (PDMS) utvecklades och integrerades på EMBLA-gruppens OoC design. Principen bakom BT-designen var att utnyttja bubblornas flytkraft vilket gjordes genom att introducera en uppåtgående backe innan ingångskanalen. Bubblorna kan därmed flyta upp till toppen av lutningen och vätskan kan fortsätta in i mikrochipset utan bubblor. För att bubblorna ska ta sig ut ur chippet integrerades en tryckkammare ovanpå BT-designen för att få bubblorna att diffundera ut genom taket i den uppåtgående kammaren och ut ur chippet. Utvecklingen av den förbättrade chip-designen visade sig var tidskrävande och tiden för att utvärdera designens funktionalitet blev för kort. Ett test gjordes på den nya chip-designen vilket visade att den utvecklade BT som väntat fångade upp bubblor men att den snabbt blev full i och med att bubblorna inte diffunderade ut genom taket i den takt som behövdes. Vidare undersökningar och experiment behövs för att evaluera vad som orsakade detta och rätta till eventuella felkällor i design och experimentuppställning.

Head injuries in American football is a serious issue regarding player health which is highly affected by velocity and its direction. Impact location can affect the severity of the head injury in both helmet-to-helmet impacts and helmet-to-ground impacts hence the understanding of concussive outcome from velocities and impact locations must be improved. In this thesis a video analysis resulted in simulation of five helmet-to-helmet impacts and two helmet-to-ground impacts, where velocity in each impact also was approximated with the method of least squares to avoid extreme values. The average velocity in helmet-to-helmet impacts was 5.1728 m/s for tackler player and 4.4766 m/s for tackled player and in helmet-to-ground impacts it instead was 6.1975 m/s. With the regression method an average velocity of 4.3982 m/s for tackler player and 5.3854 m/s for the tackled player in helmet-to-helmet impacts and 5.874 m/s in helmet-to-ground impacts. The simulations were performed with LS-DYNA and examined in LS-PrePost where head kinematics and the strain of brain tissue or more specific the maximum principal strain (MPS) was of interest. Further the MPS was scaled to its 95th percentile which determined the concussive likelihood for each impact scenario. The highest concussive outcome for an impact scenario was 100% and the lowest was 15%. The head kinematics of interest was linear acceleration, angular acceleration and angular velocity which in high risk for concussive outcome wasn't dominated by a single head kinematic. Impacts locations in helmet-to-helmet impacts didn't show any connection between impact location and high concussive risk. In helmet-to-ground impacts a connection between impact location at the back of the head and high concussive risk was observed. / Huvudskador inom Amerikansk fotboll är ett återkommande problem när det gäller spelarnas hälsa. Hastigheten och vart tacklingen träffar är starkt kopplat till hur allvarlig en huvudskada kan bli i både hjälm-mot-hjälm tacklingarn och hjälm-mot-mark. För att förhindra huvudskador måste förståelsen om kinematiken och vart tacklingen träffar förbättras.  I detta examensarbete gjordes en videoanalys vilket resulterade i fem hjälm-mot-hjälm simuleringar och två hjälm-mot-mark. Hastigheten approximerades också genom att använda uppskattnings metoden minsta kvadratmetoden. Medel-värdet av hastigheterna från videoanalysen blev 5.1728 m/s för spelaren som utförde tacklingen och 4.4766 m/s för spelaren som blev tacklad i hjälm-mot-hjälm tacklingar. I hjälm-mot-mark blev det istället ett medelvärde på 6.1975 m/s. Med uppskattnings metoden blev hastigheterna istället 4.3982 m/s för den tacklande spelaren och 5.3854 m/s för den tacklade spelaren i hjälm-mot-hjälm tacklingar. För hjälm-mot-mark blev medelvärdet av hastigheten 5.874 m/s med uppskattnings metoden. Simuleringarna av tacklings fallen gjordes med LS-DYNA och analyserades i LS-PrePost där huvudets kinematik och töjningen av hjärnvävnad är av intresse. Töjningen mättes av maximum principal strain (MPS) och den 95:e percentilen av MPS för att bestämma risken för hjärnskakning där den största risken för hjärnskakning var 100% och den minsta 15%. För huvudets kinematik var det linjär acceleration, vinkelacceleration och vinkelhastighet som var av intresse. Det fanns ingen koppling mellan endast en av kinematikerna och hög risk för hjärnskakning. Gällande vart tacklingen träffar fanns det ingen koppling mellan vart den träffar och hög risk för hjärnskakning i hjälm-mot-hjälm tacklingar. För hjälm-mot-mark tacklingar fanns det ett samband mellan att bakre delen av huvudet träffar marken och hög risk för hjärnskakning.

With an aging population that suffers from comorbidity, healthcare is facing grand challenges. In order to meet the demand, digitalization is thought to be an opportunity. Digitalization of curative care, such as diagnostics and treatment, have been initiated and is today used and appreciated. Preventative care, on the other hand, has not been included in the digital adaptions to the same extent and there are few scientific studies within the area. Nonetheless, a further proactive care that meets patients and healthcare personnel are of interest to several actors. The Swedish Government has a vision that Sweden, in 2025, will be world leading within eHealth. For that to be possible, digital preventative care have to support and complete the preventative work that is performed today. The present study has investigated the attitude towards Connected Medical Devices for Prevention (CMDfP) within the primary care. By a mixed-methodology including questionnaires, the opinions of 24 health center personnel and 17 patients prescribed with Physical Activity on Prescription (PAP) were collected and analyzed. The results show that health center personnel are willing to prescribe connected eHealth devices for prevention and patients are willing to use the devices prescribed. Additionally, among the respondents there is a belief that CMDfP could facilitate in order to increase the adherence to PAP without any major impact on the personnel's workload. By digitalizing preventative care, it is possible that people will be able to live healthier and therefore not require care to the same extent as today. Reasons to the possible results are that digital tools within curative care have been shown to generate positive outcomes to chronically ill patients that utilize home care. Additionally, studies of preventative care have generated positive outcomes to the health of the population in several countries. It is therefore likely that the combination, digital preventative care, would be rapidly relished. These thoughts align with the positive results on attitudes of this study. Before CMDfP could be prescribed to patients, pilot studies have to be performed and new work routines including reimbursement models, have to be established within healthcare. These are all areas of future work within medical engineering. / Med en åldrande population som lider av samsjuklighet, står hälso- och sjukvården inför stora utmaningar. För att möta behovet är digitalisering en möjlighet. Digitalisering av åtgärdande vård, så som diagnostik och behandling, har redan påbörjats och är idag uppskattat. Preventiv vård har, å andra sidan, inte varit inkluderad i den digitala utvecklingen och därav saknas det vetenskapliga studier inom området. Dock är en mer proaktiv vård av stort intresse för flera aktörer. Sveriges regering har en vision att Sverige, år 2025, ska vara världsledande inom eHälsa. För att detta ska vara möjligt måste digital preventiv vård möta och komplettera det preventiva arbete som bedrivs idag. Denna studie har undersökt attityderna till Uppkopplade Medicinsktekniska Hjälpmedel för Prevention (UMHfP) bland primärvården. Genom en metod som inkluderat enkätundersökningar, inhämtades och analyserades attityden av 24 personer från personalen på vårdcentraler och 17 patienter med Fysisk Aktivitet på Recept (FaR). Resultaten visade att primärvårdspersonal är villiga att förskriva UMHfP och att patienter vill använda de hjälpmedlen som förskrivs. Dessutom har respondenterna tro att UMHfP kan underlätta att förbättra följsamheten till FaR utan att påverka personalens arbetsbörda nämnvärt. Genom att digitalisera den preventiva vården är det troligt att befolkningen kommer få ett hälsosammare leverne och därför inte behöva vård i samma utsträckning som idag. En anledning till detta är att digitala hjälpmedel för åtgärdande vård har visat sig vara positivt för kroniskt sjuka patienter som hemsjukvårdas. Dessutom har studier inom preventiv vård indikerat flera positiva konsekvenser för invånares hälsa världen över. Det är därför troligt att digitala hjälpmedel i kombination med preventivt arbete snabbt kommer bli uppskattat. Dessa spekulationer sammanfaller väl med det positiva resultatet från denna studie. Innan UMHfP kan förskrivas till patienter måste pilotstudier genomföras och nya arbetssätt inklusive betalningsmodeller måste införas i hälso- och sjukvården. Detta är kommande arbeten inom medicinsk teknik.