Ligesom mange af vores kolleger, da vi hørte om mangel på personlige værnemidler, vi ville hjælpe. Vi troede, at en tilgang, der kunne være nyttig, ville være at udvikle et masksystem, der let kunne steriliseres på mange forskellige måder og genbruges. "
Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.d., Kontaktforfatter, gastroenterolog og biomedicinsk ingeniør i Division of Gastroenterology ved Brigham og Institut for Maskinteknik på MIT
Traverso og hans kolleger, herunder medforfattere James Byrne, MD, Ph.d., og Adam Wentworth, FRK, arbejdet tæt sammen med Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation om deres projekt. Forfatterne valgte DOW Corning QP1-250 flydende silikongummi (LSR) til deres maskemateriale. Silikongummi kan modstå varme på op til 572 grader Fahrenheit og bruges i en lang række produkter, herunder silikone bageplader, undertøj, medicinske implantater og medicinsk udstyr såsom åndedrætsmasker, der bruges til at levere anæstesi. Teamet skabte maskerne ved hjælp af sprøjtestøbning - en almindelig fremstillingsteknik, hvor et flydende materiale føres ind i et formhulrum for at give det form. Elastiske stropper sikrer masken på plads, og to udskiftelige filtre holder faste partikler ude.
"Fra begyndelsen, vi tænkte på skalerbarhed. Vi valgte materialer anerkendt som steriliserbare og komfortable og en fremstillingsproces designet til at skaleres, sagde Byrne, en beboer i afdelingen for stråleonkologi i Brigham og en postdoktor i Traverso -laboratoriet.
Teamet testede forskellige steriliseringsteknikker på maskerne, herunder autoklavering, iblødsætning i en blegemiddelopløsning og iblødsætning i isopropanol. Mens 10 autoklavcyklusser gjorde maskerne lidt stivere, der var ingen store forskelle i de steriliserede masker i forhold til maskerne før sterilisering.
"Vi ønskede at skabe en maske, der let kunne steriliseres og genbruges af flere årsager. Ikke alene er dette vigtigt på grund af forstyrrelser i forsyningskæden, men også engangsmasker, handsker og andre personlige værnemidler kan forårsage en enorm mængde affald, "sagde Wentworth, en forskningsingeniør i Traverso -laboratoriet.
Ved hjælp af 3D -modellering, teamet vurderede, hvordan masken kunne passe på forskellige brugere, og hvor meget kraft der ville være påkrævet for at holde masken sikker på en række ansigtsformer og -størrelser. Ud over, teamet rekrutterede sundhedspersonale fra Brigham i en lille fit test -undersøgelse. Af de 20 deltagere, der udførte fit test, 100 procent gennemførte processen med succes. Når de bliver spurgt om deres præferencer, deltagerne svarede, at:
Forfatterne erkender, at deres proof-of-concept undersøgelse har flere begrænsninger. Tilpasningstest og undersøgelser blev udført blandt kun et lille antal mennesker på en enkelt institution. Ændringer af filtersystemet og elastiske stropper vil sandsynligvis forbedre maskenes pasform og robusthed. Og storskala produktion vil kræve større kvalitetskontrol af filterkomponenter.
Baseret på deres første undersøgelse, holdet har yderligere forfinet iMASC, og forfatterne har for nylig afsluttet et multiinstitutionelt forsøg med det nye system. De fortsætter med at arbejde med forskellige partnere på tværs af generalgeneral Brigham for at teste systemet og overvejer strategier til at understøtte opskalering og implementering af iMASC.