(MED) Ikke alle masker er lige. Mens lande rundt om i verden kæmper med varierende niveauer af maskemangel, er en af demest effektive typer af ansigtsmaskertil blokering af luftbårne coronavirus partikler er blevet genopfundet - med en genial eksperimentel tweak, der kunne gøre os i stand til at lave flere masker med mindre materiale og måske redde flere liv som et resultat.
Den nye prototype, designet af forskere ved Harvard University og MIT, er et spin på N95-maske bruges af sundhedspersonale i frontlinjen. N95-masker – en type åndedrætsværn, der filtrerer luftbårne partikler – er tætsiddende, i modsætning til løstsiddende kirurgiske masker, og er lavet af polypropylenfibre, der kan filtrere viruspartikler fra.
Imidlertid er størstedelen af masken lavet af dette polypropylenmateriale, og da N95-masker er formodes at blive kasseret efter hvert patientmøde eller udsættelse for virusfyldte aerosoler, er deres medfødte bortskaffelse en stor del af årsagen til, at forsyningen af N95-masker tilsyneladende er under konstant begrænsning i omvæltningen af COVID-19 pandemi .
(MED)
'En af de vigtigste ting, vi erkendte tidligt, var, at for at hjælpe med at imødekomme efterspørgslen, var vi nødt til virkelig at begrænse os til metoder, der kunne skalere,' siger gastroenterolog Giovanni Traverso fra Harvard-tilknyttede Brigham and Women's Hospital, som også underviser i maskinteknik ved MIT.
'Vi ønskede også at maksimere genbrugbarheden af systemet, og vi ønskede systemer, der kunne steriliseres på mange forskellige måder.'
Svaret, som nu gennemgår sin anden udviklingsrunde, er en genanvendelig maske lavet af silikonegummi , der er i stand til at blive brugt igen efter sterilisering, og stadig tilbyder beskyttelse af N95 – i teorien – via brugen af et eller to filtre, der kan indsættes foran på masken.
Med andre ord, den vigtigste funktionelle del af N95 åndedrætsværnet – polypropylenmaterialet, der filtrerer fra mindst 95 pct af luftbårne partikler – er der stadig, men denne alternative måde at bære det på betyder, at der skal fremstilles meget mindre engangsmateriale, før det smides væk.
Det er i det mindste den formodede 'ideelle' anvendelse af N95-masker. I den dystre virkelighed af pandemien og stigningen i antallet af coronavirus-patienter, den skaber, er sundhedspersonale over hele verden blevet tvunget til at innovere ubeviste måder at rengøre og genbruge deres egne personlige værnemidler til engangsbrug (PPE) eller udforme deres egne interne erstatninger – simpelthen fordi de ikke ved, hvornår det næste parti nye masker rent faktisk kommer.
For folk, der forsøger at redde liv på daglig basis, er det ikke godt nok; det kan sætte dem, deres patienter, deres familier og alle andre nedstrøms i fare – et alvorligt problem, der til dels kunne afbødes af et eksperimentelt design som dette.
(Byrne et al., BMJ Open, 2020)
'Med dette design kan filtrene sættes ind og derefter smides ud efter brug, og du smider meget mindre materiale ud end en N95 maske,' siger MIT materialeforsker Adam Wentworth.
Maskesystemet - kaldet Injection Molded Autoclavable, Scalable, Conformable (iMASC) - blev designet ved hjælp af computere, ved hjælp af 3D-modellering til at simulere opførsel og deformation af siliciumdesignet, når det bæres på forskellige slags ansigtsformer og -størrelser.
I undersøgelsen, udviklerne estimere de grove omkostninger ved maskerne kunne være så lavt som omkring US hver, med filtre måske 50 cent hver; efter lidt mere end et dusin brug kan iMASC således blive en mere økonomisk mulighed end N95-masker, der koster en dollar stykket.
For at teste iMASC-bærbarhed i det virkelige liv fik forskerne 20 hospitalsarbejdere til at prøve at passe masken i henhold til standardtilpasningstesten, som kræves af Occupational Safety and Health Administration (OSHA) for N95-masker. Alle 20 deltagere bestod pasformstesten - hvilket indikerer, at de havde etableret en ordentlig forsegling - og masken scorede også godt på vurderinger vedrørende pasform, åndbarhed og let filterudskiftning.
Forskellige steriliseringsteknikker blev også undersøgt på silikonematerialet - herunder dampning, opvarmning af maskerne i en ovn og opblødning i blegemiddel eller isopropylalkohol. Bortset fra mindre forskelle i fornemmelsen af silikonen bagefter, viste maskerne ingen ændringer eller tegn på skade.
Baseret på indledende feedback til forskerne har en anden version af masken nu gennemgået yderligere test, og hvis resultaterne kan vise, at det udskiftelige filtersystem også er effektivt til at filtrere virale partikler – noget der ikke er testet i dette indledende proof-of-concept undersøgelse – vi kunne sagtens se på en ny generation af PPE her. Og ikke før tid.
'Når virus begyndte at dukke op i USA, vi talte om behovet for PPE og identificerede rigtig tidligt, at der ville være et stort underskud i USA såvel som i verden,' første forfatter og strålingsonkolog James Byrne fra Harvard og MIT fortalte Hurtigt selskab .
'Vi tog virkelig hovederne sammen for at prøve at finde på noget, der var bæredygtigt, og det var sådan, vi virkelig kom frem til denne genanvendelige, skalerbare, formbare, fleksible maske.'
Resultaterne er rapporteret i BMJ åben .