Som mange av våre kolleger, da vi hørte om mangel på personlig verneutstyr, vi ønsket å hjelpe. Vi trodde at en tilnærming som kunne være nyttig ville være å utvikle et masksystem som lett kunne steriliseres på mange forskjellige måter og gjenbrukes. "
Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.D., tilsvarende forfatter, gastroenterolog og biomedisinsk ingeniør i avdeling for gastroenterologi ved Brigham og Institutt for maskinteknikk ved MIT
Traverso og hans kolleger, inkludert medforfattere James Byrne, MD, PhD, og Adam Wentworth, MS, jobbet tett med Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation om prosjektet deres. Forfatterne valgte DOW Corning QP1-250 flytende silikongummi (LSR) for maskematerialet. Silikongummi tåler varme på opptil 572 grader Fahrenheit og brukes i et stort utvalg produkter, inkludert silikonbakeplater, undertøy, medisinske implantater og medisinsk utstyr som respirasjonsmasker som brukes til å levere anestesi. Teamet laget maskene ved hjelp av sprøytestøping - en vanlig produksjonsteknikk der et flytende materiale mates inn i et formhulrom for å gi det form. Elastiske stropper fester masken på plass og to utskiftbare filtre holder unna faste partikler.
"Fra begynnelsen, Vi tenkte på skalerbarhet. Vi valgte materialer som er anerkjent som steriliserbare og komfortable og en produksjonsprosess designet for å skaleres, "sa Byrne, bosatt ved Institutt for stråleonkologi ved Brigham og en postdoktor i Traverso -laboratoriet.
Teamet testet forskjellige steriliseringsteknikker på maskene, inkludert autoklavering, dynke i en blekemiddeloppløsning og dynke i isopropanol. Mens 10 autoklavsykluser gjorde maskene litt stivere, det var ingen store forskjeller i de steriliserte maskene sammenlignet med maskene før sterilisering.
"Vi ønsket å lage en maske som enkelt kan steriliseres og gjenbrukes av flere grunner. Ikke bare er dette viktig på grunn av forstyrrelser i forsyningskjeden, men også engangsmasker, hansker og annet personlig verneutstyr kan forårsake enorm mengde søppel, "sa Wentworth, en forskningsingeniør i Traverso -laboratoriet.
Ved hjelp av 3D -modellering, teamet evaluerte hvordan masken kan passe på forskjellige brukere og hvor mye kraft som kreves for å holde masken sikker på en rekke ansiktsformer og størrelser. I tillegg, teamet rekrutterte helsepersonell fra Brigham i en liten pasformteststudie. Av de 20 deltakerne som utførte passformstesting, 100 prosent fullførte prosessen. På spørsmål om deres preferanser, deltakerne svarte at:
Forfatterne erkjenner at deres proof-of-concept studie har flere begrensninger. Tilpassetesting og undersøkelser ble utført blant bare et lite antall mennesker ved en enkelt institusjon. Modifikasjoner av filtersystemet og elastiske stropper vil sannsynligvis forbedre maskenes passform og robusthet. Og storskala produksjon vil kreve større kvalitetskontroll av filterkomponenter.
Basert på deres første studie, teamet har videreutviklet iMASC, og forfatterne har nylig fullført en multi-institusjonell prøveversjon av det nye systemet. De fortsetter å jobbe med forskjellige partnere fra hele generalgeneral Brigham for å teste systemet og vurderer strategier for å støtte skalering og distribusjon av iMASC.