Brigham-Experten entwickeln wiederverwendbare N95-Maskenalternative

Da N95-Masken knapp sind, ein Team von Bioingenieuren und klinischen Experten des Brigham and Women's Hospital und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat ein neues, nachhaltige Lösung für Gesundheitspersonal zum Schutz während der Pandemie. Hergestellt aus sterilisierbaren Materialien und bekannt als Injection Molded Autoclavable, Skalierbar, konformes (iMASC) System, Die N95-Maskenalternative des Teams befindet sich noch in der Prototypenphase. Aber erste Ergebnisse aus der Modellierung und einer Machbarkeitsstudie für Passformtests deuten darauf hin, dass das iMASC-System Gesichtern unterschiedlicher Größe und Form angepasst und zur Wiederverwendung sterilisiert werden könnte. Vorläufige Ergebnisse werden in der veröffentlicht British Medical Journal Open .

Wie viele unserer Kollegen als wir von Engpässen bei persönlicher Schutzausrüstung hörten, wir wollten helfen. Wir dachten, dass ein Ansatz, der hilfreich sein könnte, darin bestehen könnte, ein Maskensystem zu entwickeln, das auf viele verschiedene Arten leicht sterilisiert und wiederverwendet werden kann."

Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.D., korrespondierender Autor, Gastroenterologe und biomedizinischer Ingenieur in der Abteilung für Gastroenterologie am Brigham and Department of Mechanical Engineering am MIT

Traverso und seine Kollegen, darunter Co-Lead-Autoren James Byrne, MD, Doktortitel, und Adam Wentworth, FRAU, arbeitete bei ihrem Projekt eng mit dem Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation zusammen. Die Autoren wählten DOW Corning QP1-250 Flüssigsilikonkautschuk (LSR) für ihr Maskenmaterial. Silikonkautschuk hält Hitze von bis zu 572 Grad Fahrenheit stand und wird in einer Vielzahl von Produkten verwendet. inklusive Silikonbackbleche, Unterwäsche, medizinische Implantate und medizinische Geräte wie Atemschutzmasken, die zur Anästhesie verwendet werden. Das Team erstellte die Masken durch Spritzgießen – eine gängige Herstellungstechnik, bei der ein flüssiges Material in einen Formhohlraum eingeführt wird, um ihm eine Form zu geben. Elastische Bänder sichern die Maske an Ort und Stelle und zwei austauschbare Filter halten feste Partikel fern.

"Von Anfang an, Wir dachten an Skalierbarkeit. Wir haben Materialien ausgewählt, die als sterilisierbar und komfortabel anerkannt sind, und ein Herstellungsverfahren, das auf Skalierbarkeit ausgelegt ist. “ sagte Byrne, Assistenzarzt in der Abteilung für Radioonkologie am Brigham und Postdoktorand im Labor in Traverso.

Das Team testete verschiedene Sterilisationstechniken an den Masken, einschließlich Autoklavieren, Einweichen in einer Bleichlösung und Einweichen in Isopropanol. Während 10 Autoklavierzyklen die Masken etwas steifer machten, bei den sterilisierten Masken gab es keine großen Unterschiede zu den Masken vor der Sterilisation.

„Wir wollten eine Maske entwickeln, die aus mehreren Gründen leicht sterilisiert und wiederverwendet werden kann. Dies ist nicht nur aufgrund von Unterbrechungen in der Lieferkette wichtig, sondern auch aber auch Einwegmasken, Handschuhe und andere PSA können eine enorme Menge an Müll verursachen, " sagte Wentworth, ein Forschungsingenieur im Traverso-Labor.

Mit 3D-Modellierung, Das Team bewertete, wie die Maske auf verschiedene Träger passen könnte und wie viel Kraft erforderlich wäre, um die Maske bei einer Reihe von Gesichtsformen und -größen sicher zu halten. Zusätzlich, Das Team rekrutierte Gesundheitspersonal aus Brigham in einer kleinen Studie zur Eignungsprüfung. Von den 20 Teilnehmern, die Dichtigkeitstests durchgeführt haben, 100 Prozent haben den Prozess erfolgreich abgeschlossen. Nach ihren Vorlieben gefragt, Teilnehmer antworteten:

• 60 Prozent wären bereit, das iMASC-System anstelle einer chirurgischen Maske zu tragen, während 20 Prozent keine Präferenz hatten;
• 25 Prozent würden das iMASC-System anstelle einer N95-Maske bevorzugen, 60 Prozent gaben keine Präferenz an.

Die Autoren erkennen an, dass ihre Proof-of-Concept-Studie mehrere Einschränkungen aufweist. Fit-Tests und Umfragen wurden nur bei einer kleinen Anzahl von Personen an einer einzigen Institution durchgeführt. Änderungen am Filtersystem und an den elastischen Bändern würden wahrscheinlich den Sitz und die Robustheit der Maske verbessern. Und die Großserienproduktion erfordert eine stärkere Qualitätskontrolle der Filterkomponenten.

Basierend auf ihrer ersten Studie, das Team hat den iMASC weiter verfeinert, und die Autoren haben vor kurzem eine multiinstitutionelle Studie des neuen Systems abgeschlossen. Sie arbeiten weiterhin mit verschiedenen Partnern aus ganz Mass General Brigham zusammen, um das System zu testen, und erwägen Strategien zur Unterstützung der Skalierung und Bereitstellung des iMASC.

• Studie verbindet den Verzehr von fermentiertem Gemüse mit einer niedrigen COVID-19-Sterblichkeit
• Das Mikrobiom des ersten Stuhls kann die Wahrscheinlichkeit vorhersagen, dass Säuglinge Fettleibigkeit entwickeln