Come molti dei nostri colleghi, quando abbiamo sentito parlare di carenze di dispositivi di protezione individuale, volevamo aiutare. Abbiamo pensato che un approccio che potesse essere utile sarebbe stato quello di sviluppare un sistema di maschere che potesse essere prontamente sterilizzato in molti modi diversi e riutilizzato".
Giovanni Traverso, MB, BChir, dottorato di ricerca, autore corrispondente, gastroenterologo e ingegnere biomedico presso la Divisione di Gastroenterologia presso il Brigham e Dipartimento di Ingegneria Meccanica presso il MIT
Traverso e i suoi colleghi, inclusi gli autori principali James Byrne, dottore, dottorato di ricerca, e Adam Wentworth, SM, ha lavorato a stretto contatto con il Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation sul loro progetto. Gli autori hanno selezionato la gomma siliconica liquida DOW Corning QP1-250 (LSR) per il materiale della loro maschera. La gomma siliconica può resistere a un calore fino a 572 gradi Fahrenheit e viene utilizzata in un'ampia varietà di prodotti, comprese le teglie da forno in silicone, biancheria intima, impianti medici e dispositivi medici come maschere respiratorie utilizzate per erogare l'anestesia. Il team ha creato le maschere utilizzando lo stampaggio a iniezione, una tecnica di produzione comune in cui un materiale liquido viene inserito in una cavità dello stampo per dargli forma. Le cinghie elastiche fissano la maschera in posizione e due filtri sostituibili tengono fuori le particelle solide.
"Dall'inizio, stavamo pensando alla scalabilità. Abbiamo selezionato materiali riconosciuti per essere sterilizzabili e confortevoli e un processo di fabbricazione progettato per essere scalato, " ha detto Byrne, un residente nel Dipartimento di Radioterapia Oncologica al Brigham e un borsista post-dottorato nel laboratorio Traverso.
Il team ha testato varie tecniche di sterilizzazione sulle maschere, compreso l'autoclave, immergere in una soluzione di candeggina e immergere in isopropanolo. Mentre 10 cicli in autoclave hanno reso le maschere leggermente più rigide, non c'erano grandi differenze nelle mascherine sterilizzate rispetto alle mascherine prima della sterilizzazione.
"Volevamo creare una maschera che potesse essere facilmente sterilizzata e riutilizzata per diversi motivi. Non solo questo è importante a causa delle interruzioni della catena di approvvigionamento, ma anche mascherine usa e getta, guanti e altri DPI possono causare un'enorme quantità di rifiuti, " disse Wentworth, un ingegnere di ricerca nel laboratorio Traverso.
Utilizzando la modellazione 3D, il team ha valutato come la maschera potrebbe adattarsi a diversi indossatori e quanta forza sarebbe necessaria per mantenere la maschera sicura su una vasta gamma di forme e dimensioni del viso. Inoltre, il team ha reclutato operatori sanitari del Brigham in un piccolo studio di fit test. Dei 20 partecipanti che hanno eseguito il test di adattamento, Il 100% ha completato il processo con successo. Alla domanda sulle loro preferenze, partecipanti hanno risposto che:
Gli autori riconoscono che il loro studio proof-of-concept ha diversi limiti. Fit test e sondaggi sono stati condotti solo su un piccolo numero di persone in un singolo istituto. Le modifiche al sistema di filtri e alle cinghie elastiche probabilmente migliorerebbero la vestibilità e la robustezza della maschera. E la produzione su larga scala richiederà un maggiore controllo della qualità dei componenti del filtro.
Sulla base del loro studio iniziale, il team ha ulteriormente perfezionato l'iMASC, e gli autori hanno recentemente completato una sperimentazione multi-istituzionale del nuovo sistema. Continuano a lavorare con vari partner di tutto il Mass General Brigham per testare il sistema e stanno valutando strategie per supportare l'espansione e l'implementazione di iMASC.
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