Engineers Design Mascarilla facial de caucho de silicona reutilizable | Noticias del MIT



Investigadores del MIT y del Brigham and Women’s Hospital han diseñado una nueva mascarilla facial que creen que podría detener las partículas virales con la misma eficacia que las mascarillas N95. A diferencia de las máscaras N95, las nuevas máscaras se diseñaron para esterilizarse fácilmente y usarse varias veces.

A medida que sigue aumentando el número de casos nuevos de Covid-19 en los Estados Unidos, todavía existe una necesidad urgente de máscaras N95 para los trabajadores de la salud y otros. La nueva máscara está hecha de caucho de silicona duradero y puede fabricarse mediante moldeo por inyección, que se usa ampliamente en fábricas de todo el mundo. La máscara también incluye un filtro N95, pero requiere mucho menos material N95 que una máscara N95 tradicional.

"Una de las cosas clave que reconocimos desde el principio fue que para ayudar a satisfacer la demanda, realmente tuvimos que limitarnos a métodos que pudieran evolucionar", dice Giovanni Traverso, profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT. y gastroenterólogo del Brigham and Women's Hospital. "También queríamos maximizar la reutilización del sistema, y ​​queríamos sistemas que pudieran esterilizarse de diferentes formas".

El equipo está trabajando actualmente en una segunda versión de la mascarilla, basada en los comentarios de los trabajadores de la salud, y está trabajando en la construcción de un negocio para respaldar la producción a mayor escala y buscar la aprobación de la FDA y el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).

Traverso es el autor principal de un artículo que describe las nuevas máscaras, que aparece hoy en el Abre el British Medical Journal. Los autores principales del estudio son James Byrne, oncólogo radioterapeuta del Brigham and Women’s Hospital e investigador afiliado al Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT; Adam Wentworth, ingeniero de investigación del Brigham and Women’s Hospital e investigador afiliado del Koch Institute; Peter Chai, médico de urgencias del Hospital Brigham and Women; y Hen-Wei Huang, investigadora del Hospital Brigham and Women y becaria postdoctoral en el Instituto Koch.

Fácil esterilización

Las máscaras N95 que usan los trabajadores de la salud para protegerse contra la exposición al SARS-CoV-2 y otros virus están hechas de fibras de polipropileno que están especialmente diseñadas para filtrar pequeñas partículas de virus. Idealmente, un trabajador de la salud cambiaría a una nueva mascarilla cada vez que viera a un paciente diferente, pero la escasez de estas mascarillas ha obligado a los médicos y enfermeras a usarlas más tiempo de lo que se supone. Úsalos.

En los últimos meses, muchos hospitales han comenzado a esterilizar máscaras N95 con vapor de peróxido de hidrógeno, que se puede usar hasta 20 veces en una sola máscara. Sin embargo, este proceso requiere equipo especializado que no está disponible en todas partes, e incluso con este proceso, una máscara solo se puede usar por un día.

El equipo de MIT / BWH se propuso diseñar una máscara que pudiera esterilizarse y reutilizarse de forma segura varias veces. Eligen la goma de silicona, el material que se usa en las bandejas para hornear de silicona, entre otros productos, porque es muy duradera. El caucho de silicona líquida se puede moldear fácilmente en cualquier forma mediante el moldeo por inyección, un proceso altamente automatizado que genera productos rápidamente.

Las máscaras se basan en la forma de estilo 3M 1860 de las máscaras N95, el tipo que se usa normalmente en el Brigham and Women’s Hospital. La mayor parte de la máscara está hecha de caucho de silicona y también hay espacio para uno o dos filtros N95. Estos filtros están diseñados para ser reemplazados después de cada uso, mientras que el resto de la mascarilla se puede esterilizar y reutilizar.

“Con este diseño, los filtros se pueden insertar y luego desechar después de su uso, y se tira mucho menos material que una máscara N95”, dice Wentworth.

Los investigadores probaron varios métodos de esterilización diferentes en las máscaras de silicona, incluido pasarlas por un autoclave (esterilizador de vapor), ponerlas en un horno y sumergirlas en lejía y blanqueador. 39, alcohol isopropílico. Descubrieron que después de la esterilización, el material de silicona no se dañó.

Prueba de ajuste

Para probar la comodidad y el ajuste de las máscaras, los investigadores reclutaron a unos 20 trabajadores de la salud del departamento de emergencias y la clínica de oncología del Hospital Brigham and Women. Pidieron a cada uno de los sujetos que realizara la prueba de ajuste estándar requerida por la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) para las máscaras N95. Durante esta prueba, el sujeto se pone la máscara y luego realiza una serie de movimientos para ver si la máscara permanece en su lugar. Se rocía una solución de azúcar nebulizada en la habitación, y si el sujeto puede saborearla u olerla, significa que la máscara no está colocada correctamente.

Los 20 sujetos pasaron la prueba de ajuste e indicaron que pudieron insertar y quitar con éxito el filtro N95. Cuando se les preguntó sobre su preferencia entre la nueva mascarilla, una mascarilla N95 típica y una mascarilla quirúrgica estándar, la mayoría dijo que no tenía preferencia o prefería la nueva. máscara de silicona, dice Byrne. También le dieron a la nueva máscara altas calificaciones en ajuste y transpirabilidad.

Los investigadores están trabajando actualmente en una segunda versión de la máscara, que esperan que sea más cómoda y duradera. También planean hacer pruebas de laboratorio adicionales que midan la capacidad de las máscaras para filtrar partículas virales.

Como muchas áreas de los Estados Unidos han visto un aumento en el número de casos de Covid-19 durante el último mes, los hospitales en esas áreas enfrentan la posibilidad de una escasez de mascarillas. También existe la necesidad de más mascarillas en áreas del mundo que no tienen el equipo necesario para la esterilización con peróxido de hidrógeno.

"Sabemos que Covid no desaparecerá hasta que se libere una vacuna", dice Byrne. "Creo que siempre habrá necesidad de máscaras, ya sea en la atención médica o en el público en general".

La investigación fue financiada, en parte, por la Prostate Cancer Foundation, el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, el Brigham and Women's Hospital, los Institutos Nacionales de Salud, E-Ink Corporation, Gilead Sciences, Philips Biosensing y Fundación Psicosocial Hans y Mavis Lopater.

Deja un comentario