工程师们设计了一种可重复使用的带N95过滤器的

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工程师们设计了一种可重复使用的带N95过滤器的

原型口罩包括一个N95过滤器,可以很容易消毒和多次佩戴。

麻省理工学院和布里格姆女子医院的研究人员设计了一种新型口罩,他们认为这种口罩可以像N95口罩一样有效地阻止病毒粒子。与N95口罩不同的是,新口罩的设计便于消毒和多次使用。

随着美国新冠肺炎病例持续增加,医护人员等仍急需N95口罩。这种新型口罩由耐用硅橡胶制成,可注射成型,在世界各地的工厂中得到广泛应用。遮罩也包括一个N95滤镜,但它比传统的N95遮罩需要更少的N95材质。

我们早期认识到的一个关键问题是,为了帮助满足需求,我们需要真正地将自己限制在可伸缩的方法上。乔瓦尼·特拉韦索说,他是麻省理工学院机械工程助理教授,也是布里格姆妇女医院的胃肠病学家。我们还希望最大化系统的可重用性,我们希望系统可以用许多不同的方式消毒。

根据医疗工作者的反馈,该团队目前正在研发第二款口罩,并正致力于成立一家公司,支持扩大生产,并寻求FDA和国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的批准。

特拉弗索是2020年7月7日发表在英国医学杂志《开放》上的一篇描述这种新型口罩的论文的资深作者。该研究的主要作者是詹姆斯·伯恩,他是布里格姆妇女医院的放射肿瘤学家,也是麻省理工学院科氏综合癌症研究所的附属研究机构。布里格姆妇女医院的研究工程师、科赫研究所的研究员亚当·温特沃斯说;布里格姆妇女医院的急诊内科医生彼得·柴;以及布里格姆妇女医院的研究员、科赫研究所的博士后黄亨伟。

简单的消毒

医护人员佩戴的N95口罩是为了防止感染SARS-CoV-2和其他病毒,这种口罩由聚丙烯纤维制成,这种纤维是专门用来过滤细小病毒颗粒的。理想情况下,医护人员应该在每次见到不同的病人时换一种新的口罩,但由于口罩短缺,医生和护士不得不长时间佩戴口罩。

近几个月来,许多医院开始用过氧化氢蒸汽对N95口罩进行消毒,单只口罩的消毒次数可达20次。然而,这一过程需要专门的设备,并不是到处都有,即使这样,一个口罩只能佩戴一天。

麻省理工学院和BWH团队着手设计一种可以安全消毒和多次重复使用的口罩。他们决定选用硅橡胶。用于硅树脂烘烤片的材料,以及其他产品—因为它很耐用。液态硅橡胶可以很容易地通过注射成型成型成任何形状,这是一个高度自动化的过程,可以快速生产产品。

面具的形状是基于3M 1860型的N95口罩,这种口罩通常在布里格姆妇女医院使用。大部分口罩是硅橡胶做的,也有空间放置一个或两个N95过滤器。这些过滤器被设计为每次使用后更换,而口罩的其余部分可以消毒并重复使用。

有了这种设计,过滤器可以弹出,使用后扔掉,你扔掉的材料比一个N95遮罩要少得多。温特沃斯说。

研究人员对硅胶口罩进行了几种不同的消毒方法,包括用高压灭菌器(蒸汽灭菌器)消毒、放入烤箱、漂白剂和异丙醇浸泡。他们发现,灭菌后,硅酮材料没有损坏。

配合测试

为了测试口罩的舒适度和适用性,研究人员从布里格姆妇女医院的急诊科和肿瘤诊所招募了大约20名医护人员。他们让每个受试者进行N95口罩的职业安全与健康管理局(OSHA)要求的标准贴合测试。在这个测试中,受试者戴上面具,然后做一系列的动作来看看面具是否固定。在房间里喷洒一种喷雾化的糖溶液,如果被试能尝到或闻到这种溶液,就意味着面罩没有安装好。

所有20名受试者都通过了fit测试,他们报告说他们能够成功地插入和移除N95过滤器。伯恩说,当被问及对新型口罩(典型的N95口罩和标准的外科口罩)的偏好时,大多数人要么没有偏好,要么更喜欢新型硅胶口罩。他们还对新口罩的舒适度和透气性给予了很高的评价。

研究人员目前正在研制第二种口罩,希望能使其更舒适、更耐用。他们还计划对这些口罩进行额外的实验室测试。过滤病毒颗粒的能力。

由于过去一个月美国许多地区Covid-19病例激增,这些地区的医院可能面临口罩短缺。在世界上没有双氧水消毒设备的地区,也需要更多的口罩。

我们知道,直到一种疫苗流行起来,病毒才会消失。伯恩说。我认为,不管是医疗机构还是普通公众,都需要口罩。

参考文献:用于气溶胶保护的注射成型高压可伸缩可整合(iMASC)系统:一项前瞻性单臂可行性研究作者:James D Byrne, Adam J Wentworth, Peter R Chai, henwei Huang, Sahab Babaee, Canchen Li, Sarah L Becker, Caitlynn Tov, Seokkee Min和Giovanni Traverso, 2020年7月7日,英国医学杂志开放。

DOI: 10.1136 / bmjopen - 2020 - 039120

这项研究的部分资金来自前列腺癌基金会、麻省理工学院机械工程系、布里格姆妇女医院、美国国立卫生研究院、电子墨水公司、吉利德科学公司、飞利浦生物传感以及汉斯和马维斯·洛佩特心理社会基金会。