研究人员开发出一种低成本的方法来净化个人防护装备

研究人员开发出一种低成本的方法来净化个人防护装备
UD的研究人员说,在五金店中随处可见的材料,就像这里展示的那样,可以与关闭的研究实验室中发现的紫外线灯相结合,以低成本消除个人防护设备的污染。资料来源:特拉华大学

随着天气转凉,人们将活动转移到室内,美国报告的新型冠状病毒(COVID-19)病例数量正在上升。这反映了欧洲和全球其他地方已经出现的COVID-19活动。

与此同时,供应链问题可能会导致N95等过滤式口罩供应有限.还有净化污染的策略在美国和国外,许多资源有限的医院仍然没有解决PPE问题。

由生物医学工程师杰森·格莱霍恩(Jason glehorn)领导的特拉华大学(University of Delaware)研究人员设计了一种系统,可以用任何五金店都能买到的现成材料,再加上封闭研究实验室里的紫外线C型灯,来净化N95口罩。

ud开发的方法可以提供与更昂贵的方法相当的去污,材料成本约为50美元。

“我们专注于节约科学——如何以一种非常简单的方式去净化个人防护装备,这种方法易于扩展,以实现高通量,这样任何医疗机构都可以在全球范围内使用它,”杜克大学生物医学工程副教授格莱霍恩说。

一个简单的解决方案

今年早些时候,格莱霍恩实验室的博士生雷切尔·吉尔伯特(Rachel Gilbert)得知医学界的朋友们日复一日地重复戴着同样的N95口罩后,启发了这个项目。

吉尔伯特说:“当然,由于媒体对这个问题的宣传,今天这个问题更加广为人知,但它让我思考。”

她知道UV-C光通常用于实验室里各种材料和设备的消毒。她想知道这种技术是否可以以低成本、可扩展的方式重新用于消毒专用口罩,特别是一线工作人员的口罩。

紫外线杀菌照射(UVGI)已被证实是一种有效的方法,可以在使用期间对口罩进行消毒。UVGI系统通常被用于净化还有手术室、设备和救护车,但并非所有医疗机构都能使用这种昂贵的商业灭菌设备。尽管如此,许多UV-C灯泡闲置在大学实验室和研究机构的生物安全柜里,由于大流行造成的限制,这些生物安全柜可能是空的。

吉尔伯特补充说:“能够在现场提供一些东西,而不是其他方法,需要花费数万美元的手术套件紫外线系统,或者将口罩运送出去进行消毒并依靠它们及时回来,这很重要。”

当她和格莱霍恩讨论这个想法时,他立即同意了。格莱霍恩曾是一名消防员和重症监护医生。吉尔伯特称这是一项“巨大的、协作的团队努力”,许多实验室成员集体阅读文献,找出解决方案,然后在4月大流行最严重的时候去五金店创建设置,所有这些都是在家工作的。

解决这个问题并将系统整合起来只花了几周时间,但获得同行评审却花了更长的时间。

“同行评议是这一过程的重要组成部分。虽然我们希望它能更快地发展,但创新在科学界得到严格审查是有原因的。”“我们需要确保科学是可靠的,我们开发的方法对人们是安全的。”

使用基本资源

现在,更多关于这个方法的工作原理。

把两个N95口罩并排放在一起,就无法分辨哪个口罩受到了导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2的污染。它不像你能看到的泥土。

研究人员开发出一种低成本的方法来净化个人防护装备
UD研究团队创建了一个倾斜的表面,以帮助将位于系统边缘的口罩对准光源,以便在整个表面上更均匀地去污。资料来源:特拉华大学

研究团队构建的系统修改了常见的荧光灯灯具,以保持和供电的专用UVGI灯泡。除了特定的灯光布置和反射器的锡纸覆盖纸板外,人们还可以做出多种去污安排。为了确认UV- c灯是有效的,研究人员进行了大量的数学计算和建模,以确保重新使用的灯发出的紫外线辐射强度是正确的,N95口罩接受了正确的紫外线照射,以消除口罩的污染。

该团队用简单易懂的语言开发了可免费下载的建造说明,并配有大量图片,并在glehorn实验室的网站上免费提供。说明书强调了紫外线的安全性,并侧重于在医疗保健领域的使用,因为需要专门的设备,如紫外线- c强度计。它们还包括测量UV- c强度的预防措施,以确保系统在足够的时间内提供正确的UV强度。

详细的设置说明还包括粒度信息,例如掩码间隔多远才能达到最大效果。这是至关重要的,因为把它们放在一起太近会产生阴影,阻碍全面的UV-C去污。

需要注意的是,这不是家用设备。

吉尔伯特说:“你需要适当的个人防护装备来应对紫外线,因为紫外线会破坏DNA,造成安全问题。”

然而,正是这种破坏性的特性使UV-C光对去除PPE污染有用。

格莱霍恩解释说:“紫外线会导致病毒DNA分解并失效。”

“所以,病毒——你现在看到的那个小尖刺——可能仍然会粘在你身上,但里面的遗传物质会支离破碎,没有正确的复制机制。”

研究团队聘请了前全球工程总监、现任特拉华大学混合、活性和响应性材料中心执行主任Kim Bothi来帮助思考扩大项目规模的方法。她也有消防和紧急医疗技术人员的经验,更不用说在全球范围内整合新思想的专业知识了。

Bothi利用她的全球专业知识和关系,在世界各地招募志愿者,将构建说明翻译成多种语言,并提供特定地区的信息。到目前为止,这些指南已经被翻译成法语、西班牙语、葡萄牙语、俄语和德语。迄今为止,构建计划已被52个国家的用户访问超过1060次。

她还在撰写一份政策简报,与特拉华州国会代表团分享研究团队的方法。此外,Bothi将信息传递给在肯尼亚医学研究所和世界各地其他非政府组织工作的同事。ob欧宝直播nba

她说:“就像任何其他技术或创新一样,我们现成的去污方法只有在人们意识到它的时候才会产生影响。”

研究人员承认,重复使用口罩并不理想,但他们也认识到,并非所有医院或其他患者护理机构都配备了足够的个人防护装备来满足危机中的需求,因此急救人员可能需要在紧急情况下重复使用口罩。

这包括医生、护士和应急响应人员,但也包括幕后工作人员,他们可能正在清洁、消毒或为病人护理准备空间。除了医院,在全球各地可能获得资源有限的住宅设施和农村诊所,人们也会佩戴个人防护装备。

在一个完美的世界里,Bothi希望看到学术和研究机构与医院系统携手合作,将这些现成的系统放在需要的地方。

例如,肯尼亚是撒哈拉以南非洲的一个国家,拥有相当健全的医疗体系。然而,就像美国一样,该国仍然面临着个人防护装备的严重短缺。

“更大的好处将是将其转化为世界上其他没有资源的地区,”格莱霍恩说。

该团队在该杂志的一篇论文中发表了他们的方法全球卫生:科学与实践


进一步探索

创新去污工艺缓解医院N95口罩短缺

更多信息:瑞秋·m·吉尔伯特等。COVID-19大流行期间口罩重复使用:创建一种廉价且可扩展的紫外线过滤系统,用于过滤口罩去污全球卫生:科学与实践(2020)。DOI: 10.9745 / ghsp - d - 20 - 00218
所提供的特拉华大学
引用:研究人员开发出低成本的方法来净化个人防护设备(2020,11月10日),检索于2022年6月22日,从//www.puressens.com/news/2020-11-low-cost-method-decontaminate-personal-equipment.html
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