2020年5月21日

研究人员协同测试面具对抗COVID-19传播有效性

周的冠状病毒大流行早期,面具是在这样的供应短缺,他们几乎不可能找到。因此,人们开始创建替代任何possible-scarves面具,甚至再生旧t恤、真空袋。

德州理工大学的研究人员和美国德州理工大学健康科学中心(TTUHSC),这给至关重要的问题:这种口罩有效吗?他们甚至安全吗?

作为新成立的西德克萨斯的一部分3 d COVID-19救援财团获得协作小组使用创新的方法产生个人保护装备(PPE),通风和通风器组件的医院和卫生保健系统在西方Texas-these研究人员开始的任务评估不同类型的口罩公众建议的新原型正在开发的其他财团的成员。

“我设置屏蔽测试和设计小组来评估健康和保护,”Al在于Jr .)说,院长爱德华·e . Whitacre Jr .)工程学院组建测试团队。“首先必须正确佩戴面具面罩配置必须适当地安装在一个人的脸也没有好处。

“如果面具可以在一个密封的脸,然后制造面具的材料发送给一组为保护测试它。我们这组设置有效地评估这些材料过滤粒子和,如果他们有效率大于95%,如何清洁。我们也有个人描述所有材料测试,以更好地理解它们是如何工作的,验证粒子挑战的结果,帮助我们对未来设计更好的面具。”

研究人员来自不同的学科,因此,他们测试面具以多种方式具体到个人的专业知识。

布兰登周,化学工程教授和副院长研究和工程学院研究生课程,和他的妻子,路易莎Hope-Weeks,化学和生物化学教授,正在测试,密封和透气性组装的面具。

助理教授Karin Ardon-Dryer地质部门的大气科学研究健康影响本法aerosols-tiny粒子分析化学家乔恩•汤普森副教授在化学和生物化学研究大气气溶胶的化学和光学特性,正在研究如何不同掩模材料可以过滤这些粒子。

Sharilyn阿莫多瓦,助理教授TTUHSC免疫学和分子微生物学,是公开的材料不同的消毒方法,看看他们如何回应。同时,最小Kang TTUHSC临时研究高级副总裁;贾斯汀白色,TTUHSC总统办公室高级主管;博士Jnev圆珠笔,一名研究助理工程院长办公室,正在研究如何消毒好这些材料以便重用。

Juliusz Warzywoda和Rumeysa Tekin,材料表征中心,成像和分析材料的颗粒大小和纤维分布更多地了解他们。

“有很多组件,Ardon-Dryer说。“这是一个很大的团队,每个人都贡献的一个方面,或几个。但是,这都是一个至关重要的拼图的一部分。”

“一块只有不足以确定哪个面具或过滤器更好,”Tekin同意了。“这就是为什么每个团队成员正在不同的东西了解面具表现。”

在一起,团队希望能够提供一个有用的建议对于那些迫切需要面具保护。

“我们有精彩的,创新护理专业人员,“焦点在于说。“这是一个跨学科、综合努力通知卫生保健专业人员,应急部门人员和警察这样的组织如何戴上面具,面具最适合他们的应用程序。”

健康,密封和透气性

因为大多数的面具被测试到已经制作,该组织之前测试组装面具解构他们测试材料。

测试的第一步,周和Hope-Weeks检查每个面具如何适合佩戴者的脸,它创建了一个有效的密封是否在外缘和佩戴者可以呼吸。

“我们使用的设备措施外面罩内的颗粒浓度和面具,”周说。“它有两个管,一个是面具外的,另一个里面。面具的效率这两个数的比值。例如,一个N95口罩将消除95%的300纳米或更大的粒子。”

为了彼此直接比较的面具,而不必考虑问题不同人之间,所有的面具都被测试在一个主题:Hope-Weeks。

“我们做面具测试closer-to-real-world设置,以确保整个面具是有效的,从鼻梁关系持有它,”周说。“我们曾与一名护士,莫莉贝茨,缝纫,实际上用在急诊室,她的面具。第一批我们,有挑战,让它密封在鼻子和脸颊。通过使用我们的一些信息,她能够移动的位置关系,改变鼻梁线,我们有一个更好的密封。”

粒子过滤

Ardon-Dryer她现在有一个精心设置为唯一目的的测试不同掩模材料如何能够阻止空气中颗粒被吸入。

她在她的实验室中,Ardon-Dryer使用工具来生成和球形粒子数250纳米大小。粒子的平均分成两组。一组是直接注入到有效的计算工具。另一组必须通过一个示例面具的材料被测试在一个相同的仪器。

通过比较潜在粒子和粒子数的数量面具停止,这种材料可以分级在其有效性。粒子的大小也很重要,因为在250纳米的大小明显大于冠状病毒粒子,小于300纳米,N95口罩应该阻止。这意味着她的设置可以确定的有效性测试材料相比,那些由n95。

在她的测试,Ardon-Dryer试图占额外因素可以影响材料的效率,如空气流量和时间。

“在休息,你呼吸每分钟7或8升,但当你活性相当高,它可以导致更多的颗粒被吸入,”她说。”,这种材料是用来做什么的?好一个小时还是一个卫生工作者能做整个转变的12个小时吗?我们不能测试所有可能的组合,但我们three-hour-long实验运行在多个流量是否会工作或如果我们看到效率下降。”

到目前为止,Ardon-Dryer检查各种屏蔽材料,包括n95, KN95s来自中国、HEPA过滤器、棉织品和更多。

“无论我们可以把我们的手放在和测试,可以帮助我们理解如何有效的材料是和我们如何做得更好。”

材料的表征

Warzywoda和Tekin使用可用的技术材料鉴定中心(MCC)图像和分析特定特性不同的材料,如粒子和纤维大小分布。

“我认为MCC是实现这一目标的关键,“Tekin说。“MCC,我们拥有先进的仪器如扫描电子显微镜、红外光谱仪、拉曼显微镜光谱仪,等等。”

例如,扫描电子显微镜,用于检查的材料粒子通过了。显微镜,研究人员可以看到各种面料捕获粒子。

她强调,任何一个工具或事实上任何一个方法不可能本身给的准确测定材料是最好的。她说,这是为什么它是如此重要的一个大型团队合作从尽可能多的角度回答这个问题可能是因为它的核心都是人民的健康和安全工作,以确保每个人的健康和安全。

“我们希望测量新掩模材料的性能将保护第一responders-our英雄对抗COVID-19,“Tekin说。“我们很高兴能够为这些项目作出贡献。”

面具灭菌

阿莫多瓦和圆珠笔是使用真实世界的测试方法屏蔽材料:暴露到病毒,然后检查他们如何消毒和灭菌的方法是最有效的。

因为实验室的严格测试限制使用SARS-CoV-2,病毒导致COVID-19,阿莫多瓦运行实验的不同的病毒相似的结构。

”,将为我们提供一个概念证明来消除病原体有一定的去污方法,“圆珠笔说。

测试允许研究人员评估不仅材料如何应对各种清洗方法,而且多久他们可以安全地使用,焦点在于说。

这样一个方法,康和合作者研究所的环境和人类健康是地区医疗机构消毒PPE,使用一个特殊的房间充满了钢丝架子。10000面具放在里面,然后暴露于一个特殊的蒸汽15分钟前被允许充气四到五个小时。生物学指标卡包含难以消灭细菌放在室与面具表明去污过程完成。

而冠状病毒大流行来自各种背景的研究人员提出了挑战,也提供了一个机会让他们齐心协力面对威胁,圆珠笔说。

“这是这样一个令人眼花缭乱的经验为我们所有人在过去的几周,”圆珠笔说。”,然而,我们的团队提出不仅快节奏的创新,也是我们无与伦比的社区奉献意识。我们有教师、职员、学生和社区合作伙伴从一个不可思议的学科在西德克萨斯的范围,以确保我们尽力提供必要的支持,我们的卫生保健工作者的良好的战斗牺牲和决心。”

为什么它很重要

这一点,周说,PPE需要更多的人比冠状病毒战斗的前线。

“人们需要记住,大多数医疗机构没有直接处理COVID-19病人,”周说。“他们也需要PPE安全地完成他们的工作。当我们发现有医生和护士制作和使用自己的面具,因为高质量的PPE用于COVID-19病人,真的沉没在这如何影响人们在医学界。即使我们不能做一个面具,满足N95标准,这是很高兴知道我们是帮助别人完成他们的工作尽可能的安全。

“什么都不做不是一个选项。”

组的工作是如此重要的一个原因是为了抵消错误信息。

”这个项目的基本目标是为当局甚至有关公民提供以证据为基础的建议,在他们的决策过程使用掩模材料和模式,“圆珠笔说。“我们希望提供建议工序程序备份与面具坚实的科学证据,这将引导用户通过许多材料中错误地认为是有效的保护。”

坦率地说,这意味着帮助人们意识到他们正在浪费他们的时间,并把自己和他人置于危险境地,通过面具的无效的材料。

“关于我们开始的时候,一篇文章出来如何蓝面具店毛巾是最好的材料,”周说。“互联网是炸毁因为他们便宜和简单。然而,我们发现他们是可怕的,而不是有效的。我们可以让当地的人们停止缝纫面具很快。”