Especialistas da Brigham desenvolvem alternativa de máscara N95 reutilizável

Com máscaras N95 em falta, uma equipe de bioengenheiros e especialistas clínicos do Brigham and Women's Hospital e do Massachusetts Institute of Technology (MIT) está desenvolvendo um novo solução sustentável para profissionais de saúde para fornecer proteção durante a pandemia. Feito de materiais esterilizáveis ​​e conhecido como Autoclavável Moldado por Injeção, Escalável, Sistema conformável (iMASC), a alternativa de máscara N95 da equipe ainda está em estágio de prototipagem. Mas os primeiros resultados da modelagem e de um estudo de viabilidade para testes de ajuste sugerem que o sistema iMASC pode ajustar faces de diferentes tamanhos e formas e ser esterilizado para reutilização. Os resultados preliminares são publicados no British Medical Journal Open .

Como muitos de nossos colegas, quando ouvimos sobre a escassez de equipamentos de proteção individual, queríamos ajudar. Pensamos que uma abordagem que poderia ser útil seria desenvolver um sistema de máscara que pudesse ser prontamente esterilizado de muitas maneiras diferentes e reutilizado. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.D., autor correspondente, gastroenterologista e engenheiro biomédico na Divisão de Gastroenterologia do Brigham e no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT

Traverso e seus colegas, incluindo os co-autores principais James Byrne, MD, PhD, e Adam Wentworth, EM, trabalhou em estreita colaboração com o Massachusetts General Brigham COVID Center for Innovation em seu projeto. Os autores selecionaram a borracha de silicone líquido (LSR) DOW Corning QP1-250 para o material da máscara. A borracha de silicone pode suportar o calor de até 572 graus Fahrenheit e é usada em uma ampla variedade de produtos, incluindo assadeiras de silicone, roupas íntimas, implantes médicos e dispositivos médicos, como máscaras respiratórias usadas para aplicar anestesia. A equipe criou as máscaras usando moldagem por injeção - uma técnica de fabricação comum em que um material líquido é alimentado em uma cavidade do molde para dar forma. As tiras elásticas prendem a máscara no lugar e dois filtros substituíveis impedem a entrada de partículas sólidas.

"Do começo, estávamos pensando em escalabilidade. Selecionamos materiais reconhecidos como esterilizáveis ​​e confortáveis ​​e um processo de fabricação projetado para ser dimensionado, "disse Byrne, residente no Departamento de Radiação Oncológica do Brigham e pós-doutorado no laboratório de Traverso.

A equipe testou várias técnicas de esterilização nas máscaras, incluindo autoclavagem, imersão em solução de água sanitária e imersão em isopropanol. Enquanto 10 ciclos de autoclave tornaram as máscaras um pouco mais rígidas, não houve grandes diferenças nas máscaras esterilizadas em comparação com as máscaras antes da esterilização.

"Queríamos criar uma máscara que pudesse ser facilmente esterilizada e reutilizada por vários motivos. Isso não é apenas importante por causa das interrupções na cadeia de abastecimento, mas também máscaras descartáveis, luvas e outro EPI podem causar uma enorme quantidade de lixo, "disse Wentworth, um engenheiro de pesquisa no laboratório Traverso.

Usando modelagem 3D, a equipe avaliou como a máscara pode caber em diferentes usuários e quanta força seria necessária para mantê-la segura em uma variedade de formatos e tamanhos de rosto. Além disso, a equipe recrutou profissionais de saúde do Brigham em um pequeno estudo de teste de ajuste. Dos 20 participantes que realizaram o teste de ajuste, 100 por cento concluíram o processo com sucesso. Quando questionados sobre suas preferências, participantes responderam que:

• 60 por cento estariam dispostos a usar o sistema iMASC em vez de uma máscara cirúrgica, enquanto 20 por cento não tinham preferência;
• 25 por cento prefeririam o sistema iMASC em vez de uma máscara N95, enquanto 60 por cento não indicaram nenhuma preferência.

Os autores reconhecem que seu estudo de prova de conceito tem várias limitações. Os testes de ajuste e pesquisas foram conduzidos apenas entre um pequeno número de pessoas em uma única instituição. Modificações no sistema de filtro e nas tiras elásticas provavelmente melhorariam o ajuste e a robustez da máscara. E a produção em grande escala exigirá maior controle de qualidade dos componentes do filtro.

Com base em seu estudo inicial, a equipe refinou ainda mais o iMASC, e os autores concluíram recentemente um teste multi-institucional do novo sistema. Eles continuam a trabalhar com vários parceiros de todo o Mass General Brigham para testar o sistema e estão considerando estratégias para apoiar a ampliação e implantação do iMASC.

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