Как и многие наши коллеги, когда мы узнали о нехватке средств индивидуальной защиты, мы хотели помочь. Мы думали, что подход, который может быть полезным, заключался бы в разработке системы масок, которую можно было бы легко стерилизовать различными способами и повторно использовать ".
Джованни Траверсо, МБ, БЧир, Кандидат наук., автор-корреспондент, гастроэнтеролог и биомедицинский инженер в отделении гастроэнтерологии в Бригаме и на кафедре машиностроения в Массачусетском технологическом институте
Траверсо и его коллеги, включая соавторов Джеймса Бирна, Доктор медицины, Кандидат наук, и Адам Вентворт, РС, работал в тесном сотрудничестве с Центром инноваций Массачусетса имени генерала Бригама COVID по их проекту. В качестве материала маски авторы выбрали жидкий силиконовый каучук (LSR) DOW Corning QP1-250. Силиконовый каучук выдерживает температуру до 572 градусов по Фаренгейту и используется в самых разных продуктах, в том числе силиконовые противни, нижнее белье, медицинские имплантаты и медицинские устройства, такие как респираторные маски, используемые для анестезии. Команда создала маски с помощью литья под давлением - распространенной технологии производства, при которой жидкий материал подается в полость формы, чтобы придать ему форму. Эластичные ремни удерживают маску на месте, а два сменных фильтра не пропускают твердые частицы.
"С начала, мы думали о масштабируемости. Мы выбрали материалы, которые признаны пригодными для стерилизации и удобными, а производственный процесс рассчитан на масштабирование. "сказал Бирн, резидент отделения радиационной онкологии в Бригаме и докторант в лаборатории Траверсо.
Команда протестировала различные методы стерилизации масок, включая автоклавирование, замачивание в растворе отбеливателя и замачивание в изопропаноле. Хотя 10 циклов автоклавирования сделали маски немного жестче, не было больших различий в стерилизованных масках по сравнению с масками до стерилизации.
«Мы хотели создать маску, которую можно было бы легко стерилизовать и использовать повторно по нескольким причинам. Это важно не только из-за сбоев в цепочке поставок, но и одноразовые маски, перчатки и другие СИЗ могут стать причиной огромного количества мусора, "сказал Вентворт, инженер-исследователь в лаборатории Траверсо.
Используя 3D-моделирование, команда оценила, как маска может поместиться на разных носителях и какое усилие потребуется, чтобы удерживать маску в безопасности на лицах разных форм и размеров. Кроме того, команда набрала медицинских работников из Бригама для небольшого исследования по проверке пригодности. Из 20 участников, которые выполнили тестирование физической подготовки, 100 процентов успешно завершил процесс. Когда их спросили об их предпочтениях, участники ответили, что:
Авторы признают, что их экспериментальное исследование имеет несколько ограничений. Тестирование и опросы проводились среди небольшого числа людей в одном учреждении. Модификации системы фильтров и эластичных ремней, вероятно, улучшат посадку и надежность маски. А крупномасштабное производство потребует более строгого контроля качества компонентов фильтра.
Основываясь на их первоначальном исследовании, команда доработала iMASC, и авторы недавно завершили мультиинституциональное испытание новой системы. Они продолжают работать с различными партнерами из Mass General Brigham для тестирования системы и рассматривают стратегии поддержки масштабирования и развертывания iMASC.