Опубликовано : Июн 22, 2020

Исследователи разработали более быстрый и эффективный способ дезинфекции масок N95 для повторного использования.

Исследователи разрабатывают более быстрый и лучший способ дезинфекции масок N95 для повторного использования
Прототип автономной дезинфекционной установки. Кредит: Питер Энг

Команда исследователей из Чикагского университета разработала более эффективный и быстрый способ дезактивации масок N95 с помощью ультрафиолетового излучения, что потенциально может спасти тысячи востребованных масок во время пандемии COVID-19.

В настоящее время система используется в больнице Чикагского университета, и группа сотрудничает с Центром предпринимательства и инноваций Polsky, чтобы сертифицировать и расширить ее для более широкого использования.

Ультрафиолет C, длина волны света со способностью убивать микробы, стал предпочтительным решением для дезинфекции средств индивидуальной защиты. Но несмотря на то, что метод прост в развертывании и широко применяется, этот метод не лишен недостатков; Как и при любом освещении, УФ-системы могут отбрасывать тени, оставляя части поверхностей в темноте.

Для решения этой проблемы Питер Энг, физик-экспериментатор и профессор-исследователь в UChicago, спроектировал и изготовил корпус для дезактивации респиратора N95, который оснащен устройством УФ-лампы, которое исключает затенение и оптимизирует дозу для всех поверхностей маски.

Текущая установка может полностью дезинфицировать 180 масок в час, и изобретатели предполагают, что в увеличенном масштабе автоматизированная версия может обрабатывать до 1440 масок в час — или более 34 000 в день.

Прорыв после беспокойной ночи

Энг, который использует систему ультрафиолетового отверждения в своей лаборатории в Центре передовых радиационных источников, расположенном в Аргоннской национальной лаборатории, в середине марта, в первые дни приюта в Чикаго, предложил идею создания кабинета дезактивации. заказ.

Не в состоянии спать одну ночь, он встал с кровати и начал исследовать различные методы дезактивации. К утру он обнаружил большое количество опубликованных работ, в которых говорилось, что ультрафиолетовое излучение эффективно делает вирусы неактивными, и начал звонить различным исследователям. На основании этой информации он сделал несколько предварительных расчетов и создал трехмерную модель Solidworks и список компонентов для специального устройства для дезинфекции масок N95.

«Будучи ученым, работающим в исследовательском мире, особенно в разработке оборудования, которое мы используем для проведения экспериментов, я привык связываться с авторами и компаниями, поэтому я только начал читать статьи и разрабатывать базу данных», — сказал Энг./р>

На следующий день Asst. Профессор Наум Исса, руководитель отдела исследований эпилепсии в Чикагском университете медицины, связал Энг с Джоном Брикманом, исполнительным директором больницы по периоперационному и процедурному обслуживанию. Брикман, чья работа включает в себя сохранение СИЗ, помогла Eng определить требования к системе, которая отвечала бы потребностям медицинского центра. Исса также представил свои клинические данные о методах и потребностях в протоколах дезинфекции.

«В беседе с Джоном я обнаружил, что ему срочно нужно начать процесс дезинфекции с использованием существующих мощных УФ-дезинфекционных установок, которыми уже владеет больница», — сказал Энг.

Энг начал изучать детали этих блоков и найти способ временно переоборудовать оборудование больницы для дезинфекции множества масок вместо операционных и кабинетов ухода за пациентами, для которых были разработаны эти блоки.

Брикмен описал Eng как катализатор перехода от «мы можем сделать это с помощью имеющихся у нас единиц» к «мы можем сделать это лучше».

«Высшее руководство с самого начала признало, что нехватка респираторов N95 на национальном уровне потребует от нас быстрых действий по сохранению и расширению наших запасов», — сказал Брикман. «Основываясь на имеющейся в то время литературе и доступе к легкодоступным коммерческим установкам для дезинфекции ультрафиолетовым излучением, ультрафиолетовое бактерицидное облучение стало привлекательным вариантом для нашего предприятия».

С медными трубами и паяльной лампой в руке Энг провел выходные, работая со своим другом, художником и плотником Стивом Баджеттом, спаяя каркасную конструкцию для масок. Несколько дней спустя Энг и Бадгетт доставили Брикману пять вращающихся рам вместе с подробной картой комнаты, на которой было отмечено расположение ламповых башен вокруг рамки маски N95. Затем они провели обширные тесты, чтобы убедиться, что массивы действительно дезинфицируют маски.

UChicago Medicine использует систему для дезинфекции масок с начала апреля. В ходе пандемии повторная обработка может спасти академическую систему здравоохранения от тысяч труднодоступных масок.

Еще более быстрые методы

Как только система временного госпиталя была запущена и работала, Энг сосредоточил свое внимание на разработке новой системы с нуля, которая могла бы тщательно обеззараживать маски с гораздо большей скоростью.

Через неделю после сборки своей команды Энг построил и протестировал прототип — своего рода шкаф. Для дезинфекции масок вы просто загружаете маски в стойки по несколько раз и ждете, пока сквозь них пройдет ванна света.

«Оптимизируя световой массив внутри коробки, вы равномерно освещаете все поверхности и минимизируете время, в течение которого он там должен находиться», — сказал Энг, отметив, что также важно, чтобы ни одна поверхность маски не была при условии гораздо больше света, чем любой другой. Это важно, потому что маска может получить только такое большое количество облучения, прежде чем она начнет разрушаться и должна быть отброшена.

«Это не просто количество проходов через систему; это общая сумма облучения», — пояснил Энг. «Гомогенизируя эту модель, она максимизирует количество циклов дезинфекции».

В больнице начали использовать кабинетную систему для дезинфекции большего количества масок. Вторая версия также находится в разработке, и Энг активно сотрудничает с Польским центром предпринимательства и инноваций, чтобы поговорить с компаниями, занимающимися дизайном продукции. Следующие шаги включают оценку дизайна и внесение любых необходимых изменений для создания набора чертежей, которые могут быть использованы производителем. В будущем система может принести пользу и другим отраслям.

«Это процесс, который я легко могу себе представить на фабрике», — говорит Энг, который работал на упаковочной линии в компании, поставляющей продукты питания. Тем не менее, опираясь на опубликованные статьи и измерения фактической системы, он сказал, что цифры говорят сами за себя: «Это заставляет меня чувствовать, что я могу спать. Это также позволяет людям принимать свои собственные решения — я не даю вам совет, я» я даю вам источник информации. «

В состав группы по дезактивации вошли также Патрик Ля Ривьер, доцент радиологии и аспирант Тэлон Чандлер, который обеспечил компьютерное моделирование УФ-освещения трехмерных масок для предотвращения затенения; Бенджамин Стиллвелл, инженер-исследователь в Институте Ферми; и Майкл Проски, инженер-исследователь из группы Энг, который помог разработать и изготовить прототип.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *