Brigham -experter utvecklar återanvändbart N95 -maskalternativ

Med brist på N95 -masker, ett team av bioingenjörer och kliniska experter från Brigham och Women's Hospital och Massachusetts Institute of Technology (MIT) har utvecklat en ny, hållbar lösning för vårdpersonal för att ge skydd under pandemin. Tillverkad av steriliserbara material och känd som Injection Molded Autoclavable, Skalbar, Konformabelt (iMASC) system, lagets N95 -maskalternativ är fortfarande i prototypstadiet. Men tidiga resultat från modellering och en förstudie för passningstest tyder på att iMASC -systemet kan passa ansikten av olika storlekar och former och steriliseras för återanvändning. Preliminära fynd publiceras i British Medical Journal Open .

Liksom många av våra kollegor, när vi hörde om brist på personlig skyddsutrustning, vi ville hjälpa. Vi trodde att ett tillvägagångssätt som kan vara till hjälp skulle vara att utveckla ett masksystem som snabbt kan steriliseras på många olika sätt och återanvändas. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.D., motsvarande författare, gastroenterolog och biomedicinsk ingenjör vid avdelningen för gastroenterologi vid Brigham och Institutionen för maskinteknik vid MIT

Traverso och hans kollegor, inklusive medförfattare James Byrne, MD, Doktorsexamen, och Adam Wentworth, FRÖKEN, arbetat nära med Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation om deras projekt. Författarna valde DOW Corning QP1-250 flytande silikongummi (LSR) för sitt maskmaterial. Silikongummi tål värme upp till 572 grader Fahrenheit och används i en mängd olika produkter, inklusive bakplåtar av silikon, underkläder, medicinska implantat och medicintekniska produkter som andningsmasker som används för att leverera anestesi. Teamet skapade maskerna med formsprutning - en vanlig tillverkningsteknik där ett flytande material matas in i en formhålighet för att ge det form. Elastiska remmar håller masken på plats och två utbytbara filter håller fasta partiklar.

"Från början, vi tänkte på skalbarhet. Vi valde material som erkänns vara steriliserbara och bekväma och en tillverkningsprocess utformad för att skalas, sa Byrne, bosatt vid Institutionen för strålningsonkologi vid Brigham och en postdoktor i Traverso -labbet.

Teamet testade olika steriliseringstekniker på maskerna, inklusive autoklavering, blötläggning i en blekmedel och blötläggning i isopropanol. Medan 10 autoklavcykler gjorde maskerna något styvare, det fanns inga stora skillnader i de steriliserade maskerna jämfört med maskerna före sterilisering.

"Vi ville skapa en mask som enkelt kan steriliseras och återanvändas av flera skäl. Det är inte bara viktigt på grund av störningar i leveranskedjan, men även engångsmasker, handskar och annan personlig skyddsutrustning kan orsaka mycket skräp, "sa Wentworth, en forskningsingenjör i Traverso -labbet.

Med hjälp av 3D -modellering, laget utvärderade hur masken skulle passa på olika bärare och hur mycket kraft som skulle krävas för att hålla masken säker på olika ansiktsformer och storlekar. Dessutom, laget rekryterade vårdpersonal från Brigham i en liten passformsteststudie. Av de 20 deltagarna som utförde passningstest, 100 procent slutförde processen framgångsrikt. På frågan om deras preferenser, deltagarna svarade att:

• 60 procent skulle vara villiga att bära iMASC -systemet istället för en kirurgisk mask medan 20 procent inte hade någon preferens;
• 25 procent skulle föredra iMASC -systemet istället för en N95 -mask medan 60 procent angav ingen preferens.

Författarna erkänner att deras proof-of-concept studie har flera begränsningar. Passningstester och undersökningar genomfördes bland endast ett litet antal personer vid en enda institution. Modifieringar av filtersystemet och elastiska remmar skulle sannolikt förbättra maskens passform och robusthet. Och storskalig produktion kommer att kräva större kvalitetskontroll av filterkomponenter.

Baserat på deras första studie, laget har ytterligare förfinat iMASC, och författarna har nyligen genomfört en multiinstitutionell prövning av det nya systemet. De fortsätter att arbeta med olika partners från hela generalgeneral Brigham för att testa systemet och överväger strategier för att stödja uppskalning och distribution av iMASC.

• Studie kopplar fermenterad grönsakskonsumtion till låg dödlighet av COVID-19
• Mikrobiom i den första avföringen kan förutsäga spädbarns sannolikhet för att utveckla fetma