哈佛大学和麻省理工学院的研究者们成立了一个公司批量生产更有效的日常使用三层的面具。
戴眼镜的人都知道,无处不在的蓝色褶皱面具泄漏蒸汽上升,尽管线设计符合鼻子的形状。不太明显的是面具的两侧和底部的泄漏,打喷嚏或咳嗽可以增加许多倍。而三层的一次性口罩提供一些保护佩戴者和周围的人,他们可能会更安全。
结论的一个研究小组从布莱根妇女医院,哈佛大学,麻省理工学院(MIT)和马萨诸塞州总医院。他们着手开发一种更实用的日常面具,可以大规模生产和销售比较价格。(他们不劳而获最近发布了一个预印本他们的研究medRxiv)。
一对老朋友,生物工程师杰弗里·卡普和physician-scientist安东尼萨米尔,接受了这个挑战。卡普一个同名医学工程实验室负责人布里格姆,而萨米尔运行实验到临床生物工程实验室和研究中心质量一般。两个波士顿机构形成质量一般的布里格姆COVID创新中心在2020年3月。他们任务卡普和萨米尔领先N95口罩工作组解决N95短缺困扰卫生保健工作者。
虽然科学家还没有证实,两人很快意识到SARS-CoV2冠状病毒传播的高度可能aerosol-based,每个人都需要戴着面具来控制病毒的传播。
他们面临的挑战是提供有效的保护,在社区规模,不仅从微小的病毒颗粒,还从更大的粒子,人们当他们咳嗽或打喷嚏传播的。所以他们召集了一群美国和英国过滤专家讨论的材料,可以提供N95-level过滤。
他们得出的结论是,日常使用的类型的聚丙烯三层的口罩是高度有效的过滤气溶胶,也丰富和廉价的材料。但普通外科口罩有重大缺陷,只是不适合,允许在面具下约40%未过滤的室外空气吸入。同样,佩戴者约40%的未经过滤的呼气可以通过缺口逃跑在面具的边缘。所以团队决定专注于重新设计这些面具使用相同的材料,大大减少泄漏。
这意味着延长鼻子丝面具,使耳朵周围循环可调。这些变化使他们新的超适合面具符合任何人的脸,萨米尔最近告诉医疗设计与外包。
“在这样做,我们可以大大提高性能的面具,所以漏平均下降超过四倍的新手用户,“萨米尔补充道。“40%的泄漏,我们去泄漏在大多数人不到10%,而在有经验的用户我们将降至不到5%在很多人泄漏。这是一个非常巨大的进步的面具泄漏40%。”
研究人员,还包括Daryl Chulho Hyun前牛津大学生物设计研究员,博士后研究员马丁·詹森和其他人——一个显著的改变。他们加入了附近的一个皮瓣内部边缘捕捉雾化液滴才能面具外泄漏。复合纺粘型织物制成的法兰/ melt-blown聚丙烯将皮瓣与脸当穿着者咳嗽或打喷嚏。他们进行了许多测试使用温度记录和laser-scatter液滴成像测量皮瓣的性能。测试显示,主要减少泄漏的未经过滤的空气呼出的面具。Hyun原型众多面具反复迭代和测试他们到达一个高性能、低成本的面具。卡普和萨米尔然后招募了汉克•米勒,米勒波士顿的首席执行官哈里有限公司,一个100岁的纺织品制造商,开发一个原型和生产计划。他们还带来了史蒂芬·戈登,麻省理工学院博士机械工程师和企业家,帮助他们解决如何大量生产新面具和经营公司生产和分发。
戈登已经开始一家名为智能自动化系统于1987年在剑桥,质量。,开发自动化制造系统,将有助于保持制造后在美国布鲁克斯自动化(NSDQ: brk)于2002年收购智能自动化,戈登与智能就近,发达的dna测序仪器、试剂和软件系统。试剂盒(NYSE: QGEN)于2012年收购智能就近。
“我已经能够有助于掩模的设计,基本当我第一次介入,到一个地方,它可以是生产高容量,”戈登说,现在的首席执行官Katharos实验室。“当他们开发了面具,这个长导线弯曲在各种疯狂的形状…。这类型的工作,但这将是一个噩梦去制造它。”
戈登建议使用个人电线跨度的面具,角,抓牢它关上耳朵循环。然后,使用者可以按导线对面对一个定制的,紧密配合,完成密封罩通过调整变长耳朵循环,他解释说。
“我们的感觉是,这可能是用于学校、音乐会等活动或婚礼,在机场,在飞机上,公共交通和在工作场所,”卡普补充说。“我认为关于这个面具的真的很不错的一件事是,因为每个人都适合它自己的脸很个性化,一旦你拥有它,它不只有更多的保护,你可以感觉到它。”
戈登,Hyun,卡普,米勒和萨米尔成立了一个公司,Katharos实验室(“Katharos”意味着“纯洁”在希腊),2020年10月,市场超合适的面具。
Katharos领导人选择开始制造在中国,因为它强劲的口罩生产基础设施。然而,他们的计划是使用戈登的专家来修改现有工序和现代化设备在美国国内制造自动化批量生产成本低。
研究者们也准备了一篇关于如何开发和测试超合适的面具,包括细节验证符合和现场实验,学生在课堂上戴着面具和数学建模的感染传播在地铁上。在这两种设置,超适合面具走近的功效N95防护口罩防止COVID-19的社区传播,他们报道。(他们没有提交任何期刊上发表的论文按时间。)
研究人员还跑实验手工清洗面具,在一台洗衣机,以确定是否可以保留其过滤性能。它有可能承受多个手洗,但实验来确定有多少将会继续,根据卡普。他们还在继续测试面具来确定符合新NIOSH和ASTM标准,他补充说。
Katharos实验室的领导人有信心,他们将会发现一个市场为他们的面具,甚至随着面具要求解除和许多美国人就像流感大流行结束了。超过一半的美国人口已收到至少一个疫苗剂量到6月下旬,根据疾病控制和预防中心。然而,许多其他国家更远。卡普认为的威胁等COVID和其他病毒的变异和季节性暴发流感迫在眉睫。
“我们必须教育社区,拥有一个高质量的,合身,优质面具是至关重要的。很多人戴上一个面具,因为他们所需要的,”他说。“但很多不是一个面具,面具,泄漏是工作得很好。”