哈佛和麻省理工学院的生物工程师如何解决口罩泄漏问题
2021-11-15
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今天我们要请到的是来自哈佛和麻省理工学院的研究人员,他们成立了一个公司,批量生产一种更有效的日常使用的三层口罩。我们看看关于口罩的一些创新研发。这篇将是我们整个系列文章的最后一篇了,欢迎转发。
Ultra Fit口罩的设计改进包括将鼻梁条延伸到口罩周围,并使耳挂绳可调。
任何戴眼镜的人都知道,普遍存在的蓝色褶皱口罩会向上泄漏水汽,尽管鼻梁条的设计符合鼻子的形状。
不太明显的是口罩侧面和底部的泄漏,打喷嚏或咳嗽可能会多次增加泄露。虽然三层一次性口罩为佩戴者和其周围的人提供了一些防护,但对所有人来说,它应变得更安全。
这是由来自布莱根和妇女医院、哈佛大学、麻省理工学院(MIT)和麻省总医院的研究人员组成的研究团队得出的结论。他们着手开发一种更实用的日常使用口罩,可进行批量生产,并以可比价格进行销售。(他们最近发布了一份关于他们在medRxiv上的研究的未经同行评议的预印本。)
一对老朋友,生物工程师Jeffrey Karp和医生-科学家Anthony Samir接受了该挑战。Karp在布莱根主管一个同名的医学工程实验室,而Samir在麻省总医院管理一个实验室到床边的生物工程实验室和研究中心。这两家波士顿机构于2020年3月成立了麻省总医院布莱根COVID创新中心。他们委派Karp和Samir领导一个N95口罩工作组来解决困扰医务工作者的N95短缺问题。
尽管当时科学家尚未证实,但这两个人很快意识到SARS-CoV2冠状病毒的传播很可能是基于气溶胶的,每个人都需要佩戴口罩来控制病毒的传播。
他们的挑战是在社区范围内提供有效防护,不仅防护微小病毒颗粒,而且防护人们在咳嗽或打喷嚏时传播的较大颗粒。因此,他们召集了一组美国和英国过滤专家来讨论可提供N95级过滤水平的材料。
他们得出的结论是,日常使用的三层外科口罩中使用的聚丙烯类型在过滤气溶胶方面非常有效,材料也丰富且价格低廉。但普通的外科口罩有一个明显的缺陷——它们不能恰当贴合面部,在吸气过程中,约40%未过滤的外部空气进入口罩内部。同样,约40%的佩戴者的未过滤呼气可以通过口罩边缘的缝隙逸出。因此,团队决定重点使用相同的材料重新设计这些口罩,以大幅减少泄漏。
这意味着将鼻梁条延伸到面罩周围,使耳挂绳可调。Samir最近表示,这些改变使他们的新型Ultra Fit口罩能够贴合任何人的面部。
Samir补充道:“在这样做的过程中,我们能够显著改善口罩的性能,因此在新手用户中,泄漏平均可下降4倍以上。”“因此,对于大多数人,泄漏率可从40%降低至低于10%,对于有经验的用户,大部分人的泄漏率低于5%。对于泄漏率40%的口罩而言,这是一项非常非常重大的改进。”
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