自己动手对抗COVID-19医疗设备和保护装置燃料

这是一个与时间赛跑,一些参与者像阿波罗13号,受损的美国宇航局飞船的工程师临时的空气净化系统可用部分拿回三名宇航员从月球。

在这种情况下,然而,比赛是即兴发挥通风,面对盾牌,防护口罩,手术礼服,消毒湿巾和其他医疗设备帮助成千上万的人将沼泽医院一波又一波的关键COVID-19疾病在未来几个星期。通风的需求可以单独四倍已经被医院可以提供。

使用3-D-printed零件、塑料外壳的桌布生日派对,激光切割齿轮,和类似的替换,从大学一个研究小组在两大洲竞相开发“自己动手”的医疗装置,可以从组件的组装需要本地可用。团队成员图他们有两周的时间来获得正确的设计,与人分享可以帮助的需求。

“我们试图找出如何让这些东西在时间尺度,“伊香农说,在佐治亚理工学院副教授的乔治·w·伍德拉夫机械工程学院的通风机问题上的工作有六个同事乔治亚理工大学和其他大学。“我们正在考虑生产的东西很快,这就是接触成熟的制造业将帮助来源。”

供应面临医学界的盾牌

的华莱士·h·库尔特生物医学工程系埃默里大学和佐治亚理工学院之间充当桥梁乔治亚理工大学医疗保健需求和广泛的技术知识,和佐治亚理工学院的研究人员与医院系统定期谈话,讨论他们的需求。到目前为止,洗手液,消毒湿巾,面对盾牌,口罩和呼吸器被确定为关键的需求。使用资源的鲜花发明Studio-such作为3 d打印组已经生产了1000面盾牌和正准备制造成千上万的形式包,医院可以组装。

佐治亚理工学院的教职员工、学生和全球医疗创新中心(GCMI)工作在多个面罩设计,儿童保健与临床医生的亚特兰大艾莫利大学医疗和山麓医疗评估和迭代。结果是两个不同的设计用于具体的使用在医院设施,在面对盾牌保护和帮助临床医生溅出的液体扩展软呼吸器的生命为了过滤掉病毒颗粒。

“团队一直在努力确定材料供应商和定义简单的和可伸缩的解决方案来应对这一挑战,”山姆·格雷厄姆说,伍德乐夫机械工程学院的主席。“我们很幸运,有伙伴准备与我们帮助解决的一些不足医疗设备医院正在经历。”

扩大制造以外的佐治亚理工学院校园,团队专注于简单的设计可以与和由个人访问共享makerspace-and主要制造商与注塑能力。团队计划设计可用于任何激光切割或三维打印功能。

“起初我们只是考虑会议的需要,亚特兰大,但城市到处都需要他们,”萨阿德Bhamla说,一个学校的化学和生物分子工程学助理教授专攻“节俭科学”——形成便宜的实验室设备。“我们创造了伟大的模型,可以用来创建一个管道的指令,其他人可以使用。面对盾牌将为其他设备模型可用。”

集团利用佐治亚理工学院接触公司确定供应商替代材料,能进入他们的“阿波罗13号”设备。团队成员,包括克里斯托弗现年副教授在半圆的学校,正在与GCMI在这些问题上,在佐治亚理工学院使用设备的制造商空间和其他地方。

“佐治亚理工学院机械工程团队正在修改开源面罩设计,这样他们就可以在大量生产COVID-19需要快速反应的环境,”Christopher现年半圆学校副教授。“我们的团队已经修改这些设计使用一系列的产品和流程优化方法,包括删除某些特性和标准化工具的使用。通过跨职能和跨学科的工作团队和直接涉及卫生保健从业者和高容量的制造商,我们将能够应对这项工作所需的规模和速度。”

一起把佐治亚理工学院的专业知识应对挑战和发展合作做幕后的人喜欢雪莉Farrugia,首席运营和战略官亚特兰大儿科技术的儿童医疗中心。

“作为一种首席战略官,我的工作是帮助弥合差距,专注的团队,集合部队,和做出重要的连接,”她说。“这样做需要一个深入了解校园的人们在做些什么,以及强大的网络在私营部门。”

供应链的挑战

团队将推出一个网站(www.research.gatech.edu/rapid-response)量化需求面盾牌和征求供应的材料。因为全球供应链无法船传统PPE组件,他们正在寻找替代品,可能不是现在,生产的一部分。

所面临的挑战是,每个人都在忙着找设备和材料在国际供应链已经耗尽了长达数月的要求从早些时候处理病毒的国家:中国、意大利和韩国。随着医疗需求增加在美国,医院将会在会议的需求更有创造力,他们的传统来源可能无法供应。

与重大努力进入设计,设备采购,专业医疗设备原型和批准是必要的。这是来自一个校友网络和当地公司和GCMI,格鲁吉亚Tech-affiliated组织与设备制造商在世界各地的设计转化为设备,可以快速、高效地生产。

“现在我们的目标是开发解决方案,可以在本地采购,我们可以生产现在,”威尔逊说,蒂芙尼,GCMI首席执行官。“我们正在与佐治亚理工学院和其他人如何建议修改设计来优化当前的环境。我们正在帮助确保临床验证设计着眼于可伸缩性”。

除了与医疗设备的经验,GCMI也帮助源材料和组件,与监管机构和工作在FDA有助于减少风险的反应。

“变化的一些标准和新的指导FDA允许更快的生产开放供应链得到更多的口罩和呼吸器进入市场,”威尔逊说。“仍然有水平的控制和风险应对策略,我们需要关注。我们保持这些变化。”

研究为其他短缺可能的解决方案

而面罩是最成熟项目团队发展,研究人员也在研究其他医疗机构的需求。其中包括通风、消毒湿巾和呼吸器。

阿波罗13号项目的一个例子可能是通风,用于帮助危重病人呼吸。传统的设备制造商正在尽可能快,但这可能不够快。实现全球可伸缩的临时通风需要减少零件的数量和思考机械简单,Yee说。

莱昂威廉姆斯,竞争力的创意设计中心的主管克兰菲尔德大学,佐治亚理工大学的研究者们正在与创建一个临时的通风机基于bag-valve-mask (BVM)——也被称为一个Ambu手持无疑降低机械复苏设备已经可以在医院。

通过一个系统的激光切割齿轮和其他组件,初步概念将使用一个简单的三个volt汽车压缩袋,推动空气进入肺部的危重病人。的挑战之一是扩展包的生命周期,而不是长期使用而设计的。

“我们需要了解的一切已经在使用呼吸器,”苏珊说格里斯,华莱士主席h·库尔特生物医学工程系乔治亚理工大学和艾莫利大学。“通过了解一切是如何工作的,我们可以修改设计我们可以使用组件。”

与面盾牌,该集团预计将使其广泛用于其他群体迭代计划和生产。“这里有很多活动要向前移动,“说Devesh Ranjan)副主席伍德乐夫机械工程学院的研究,是协调校园佐治亚理工学院的快速反应的几个项目。

另一个确定需要的是消毒湿巾,它看起来像一个简单产品:非织造材料和解决方案基于酒精或漂白剂。材料和解决方案似乎是可用的;问题是定位标准尺寸的容器来保存它们。

“我们一直在寻找的容器擦拭商业化,”Graham说。“我们发现的是,问题是容器,但我们正在寻找其他的解决方案。”He's working with David Sholl, chair of the School of Chemical and Biomolecular Engineering, to identify potential suppliers.

呼吸器、棉签和礼服

保护医务工作者的冠状病毒需要一种特殊类型的呼吸器,柔软的口罩,去除空气中的病毒颗粒。因为病毒粒子是如此之小,直径数百纳米,保护需要高效过滤材料,直到最近大多是在中国制造的。

“过滤器不产生需要的利率,所以我们一直在思考我们可以放在一起,接近一个N95过滤器需要保护医务工作者,”瑞安说活泼,在学校副教授的化学和生物分子工程学。“我们需要做一些可以生产出的商品,然后验证它可以过滤需要。”

活泼已经试行替代品,如高效过滤材料生产的暖通空调系统,可以缝织物袋内。“有期刊论文显示过滤材料,不如N95仍然有效地增加拒绝病毒颗粒,”他说。

如果这些工作需要,活泼可以产生有限的数字在他的实验室里。“我们估计,我们可以每周生产700面具使用试点行,我们已经研究和再利用它来制造疏水性纤维媒体,”他说。”,不能解决这个问题,但这将有助于满足一个非常关键的需要。”

拭子用于COVID-19测试也供不应求,礼服旨在保护医务工作者也一样。卡森梅雷迪思,可再生Bioproducts研究所主任跟踪替代来源从许多制造商谁是佐治亚理工学院跨学科研究所的成员。

“我们的想法是一个基本的材料用于不同功能并将其转换成我们需要的产品,”他说。一个例子是材料制造方tablecloths-plastic一边阻止泄漏,纸和其他的节日设计。“我们看机器是否产生那些可以迅速变成了临时的礼服。”

研究小组通过电话满足日常更新对方在做什么,分享想法。他们遵循国际松弛渠道知道其他类似的组织在做什么在美国和整个世界。

他们知道他们的原型生产设备不能满足世界的需求,所以他们与人分享计划功能。最终,主要制造商将迎头赶上,但可能需要否则很太长预期COVID-19感染曲线。

“我们能做的最好的事情就是分享这些信息广泛,试图想出解决方案,使用可以在本地采购的部分,“绮说,他指的是呼吸机的项目。“简单的解决方案使用汽车,人们可以在任何地方,可以3-D-printed结构和材料,可以用锯刻花可能让我们通过这个。”