Brigham-experts ontwikkelen herbruikbaar N95-maskeralternatief

Net als veel van onze collega's, toen we hoorden over tekorten aan persoonlijke beschermingsmiddelen, we wilden helpen. We dachten dat een benadering die nuttig zou kunnen zijn, zou zijn om een ​​maskersysteem te ontwikkelen dat gemakkelijk op veel verschillende manieren kan worden gesteriliseerd en opnieuw kan worden gebruikt."

Giovanni Traverso, MB, Bchir, doctoraat, Corresponderende auteur, gastro-enteroloog en biomedisch ingenieur in de afdeling gastro-enterologie aan de Brigham en de afdeling Werktuigbouwkunde aan het MIT

Traverso en zijn collega's, waaronder co-lead auteurs James Byrne, MD, doctoraat, en Adam Wentworth, MEVROUW, werkte nauw samen met het Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation aan hun project. De auteurs selecteerden DOW Corning QP1-250 vloeibaar siliconenrubber (LSR) voor hun maskermateriaal. Siliconenrubber is bestand tegen hitte tot 572 graden Fahrenheit en wordt gebruikt in een breed scala aan producten, inclusief siliconen bakplaten, onderkleding, medische implantaten en medische hulpmiddelen zoals ademhalingsmaskers die worden gebruikt om anesthesie toe te dienen. Het team creëerde de maskers met behulp van spuitgieten - een veelgebruikte productietechniek waarbij een vloeibaar materiaal in een vormholte wordt gevoerd om het vorm te geven. Elastische banden houden het masker op zijn plaats en twee vervangbare filters houden vaste deeltjes buiten.

"Vanaf het begin, we dachten aan schaalbaarheid. We hebben materialen geselecteerd waarvan bekend is dat ze steriliseerbaar en comfortabel zijn en een productieproces dat is ontworpen om te worden geschaald, " zei Byrne, een inwoner van de afdeling Radiation Oncology van de Brigham en een postdoctoraal onderzoeker in het Traverso-lab.

Het team testte verschillende sterilisatietechnieken op de maskers, inclusief autoclaveren, weken in een bleekoplossing en weken in isopropanol. Terwijl 10 autoclaafcycli de maskers iets stijver maakten, er waren geen grote verschillen in de gesteriliseerde maskers ten opzichte van de maskers voor sterilisatie.

"We wilden een masker maken dat om verschillende redenen gemakkelijk kan worden gesteriliseerd en hergebruikt. Dit is niet alleen belangrijk vanwege verstoringen in de toeleveringsketen, maar ook wegwerpmaskers, handschoenen en andere persoonlijke beschermingsmiddelen kunnen een enorme hoeveelheid zwerfvuil veroorzaken, " zei Wentworth, een onderzoeksingenieur in het Traverso-lab.

Met behulp van 3D-modellering, het team evalueerde hoe het masker op verschillende dragers zou kunnen passen en hoeveel kracht er nodig zou zijn om het masker op een reeks gezichtsvormen en -maten te houden. In aanvulling, het team rekruteerde gezondheidswerkers uit de Brigham in een kleine fitteststudie. Van de 20 deelnemers die fittesten uitvoerden, 100 procent voltooide het proces met succes. Gevraagd naar hun voorkeuren, deelnemers reageerden hierop:

• 60 procent zou bereid zijn het iMASC-systeem te dragen in plaats van een chirurgisch masker, terwijl 20 procent geen voorkeur had;
• 25 procent geeft de voorkeur aan het iMASC-systeem in plaats van een N95-masker, terwijl 60 procent aangeeft geen voorkeur te hebben.

De auteurs erkennen dat hun proof-of-concept-onderzoek verschillende beperkingen heeft. Fittesten en enquêtes zijn uitgevoerd onder slechts een klein aantal mensen bij één instelling. Aanpassingen aan het filtersysteem en elastische banden zouden waarschijnlijk de pasvorm en robuustheid van het masker verbeteren. En grootschalige productie vereist een betere kwaliteitscontrole van filtercomponenten.

Op basis van hun eerste onderzoek, het team heeft de iMASC verder verfijnd, en de auteurs hebben onlangs een multi-institutionele proef van het nieuwe systeem afgerond. Ze blijven samenwerken met verschillende partners uit Mass General Brigham om het systeem te testen en overwegen strategieën om de opschaling en implementatie van de iMASC te ondersteunen.

• Studie koppelt consumptie van gefermenteerde groenten aan lage COVID-19-sterfte
• Microbioom van de eerste ontlasting kan de kans op het ontwikkelen van obesitas bij zuigelingen voorspellen