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Technique neuve de lancements de MIT aux masques de protection remplaçables de fabrication de masse

La pénurie d'équipement de protection personnel (PPE) procurable aux professionnels de la santé est devenue de plus en plus problématique pendant que les cas Covid-19 continuent à soulever. Le volume pur de PPE requis pour maintenir les deux médecins et leurs patients sûrs dans cette crise actuelle est intimidant - par exemple les dizaines de millions de masques de protection remplaçables seront au niveau national nécessaire chaque mois. Cette semaine, une équipe de MIT a lancé la fabrication de masse d'une technique neuve pour contacter la forte demande pour les masques de protection remplaçables.

Le modèle de masque de protection d'une seule pièce sera fait connaître utilisant un procédé comme découpant avec des matrices. Les machines couperont le modèle des milliers de feuilles à plat par heure. Une fois que les cadres de ces feuilles à plat obtiennent aux hôpitaux, les professionnels de la santé peuvent rapidement les plier dans les masques de protection en trois dimensions avant le réglage à la face correcte.

Ces masques de protection doivent être effectués rapidement et à bas pris parce qu'ils doivent être remplaçables. Notre technique combine des matériaux de coût bas avec un processus de fabrication de haut débit qui a le potentiel de répondre au besoin de masques de protection au niveau national. »

Martin Culpepper, professeur de l'industrie mécanique, directeur du projet Manus, et un membre de l'équipe du gouvernement du MIT sur des opportunités de fabrication pour Covid-19

Culpepper et son équipe au projet Manus ont mené le développement de la technique en collaboration avec un certain nombre d'associés de MIT, d'hôpitaux locaux, et d'industrie. L'équipe avait travaillé attentivement avec l'Outreach médical de MIT et l'élément de gestion des crises déterminés par vice-président pour la recherche Maria Zuber et dirigés par professeur Elazer R. Edelman.

La fabrication initiale des écrans protecteurs sera faite par Polymershapes, basé à Boston, le Massachusetts avec des régimes pour augmenter en travers du pays par cinquante-cinq emplacements complémentaires de Polymershapes.

Prolonger la durée des masques protecteurs

Une fois utilisés correctement, des masques protecteurs devraient être changés chaque fois qu'un médecin ou une infirmière soigne un patient neuf. Cependant, au cours du mois antérieur beaucoup de professionnels de la santé ont été invités à s'user un masque protecteur par jour. Qu'un masque pourrait transporter des particules de virus sur elles - potentiellement contribuant à l'écart de Covid-19 dans des hôpitaux et mettant en danger des professionnels de la santé.

« Le manque d'équipement de protection adéquat ou de l'idée de réutiliser le matériel potentiellement contaminé est particulièrement effrayant aux membres du personnel soignant qui mettent leurs durées, et par prolonge les durées et le bien-être de leurs familles, sur la ligne chaque jour, » explique Edelman, directeur de l'institut du MIT pour la technologie médicale et de la Science, Edouard J. Poitras professeur dans la technologie médicale et la Science, et chef du groupe d'intervention du PPE du MIT sur lequel Culpepper sert.

Les masques de protection peuvent traiter ce problème en fournissant un autre dispositif pour la protection couvrant la face entière, ajoutant une couche de protection les panneaux masque et plus tout en prolongeant la durée des masques protecteurs et des respirateurs. Les écrans protecteurs sont faits de matériaux clairs et ont une forme assimilée à un masque de soudeuse. Ils protègent le professionnel de la santé et leur masque protecteur de venir en contact direct avec des particules de virus a écarté par la toux ou l'éternuement.

« Si nous pouvons ralentir le régime auquel les professionnels de la santé emploient des masques protecteurs avec un masque de protection remplaçable, nous pouvons effectuer une véritable différence en protégeant leur santé et sécurité, » explique Culpepper.

Culpepper et son équipe au projet Manus se sont mis à concevoir un masque de protection qui pourrait être rapidement produit à une échelle assez grande pour satisfaire la demande croissante. Ils ont mis à terre sur un modèle plat que les gens pourraient rapidement plier dans une structure en trois dimensions quand l'écran protecteur était opérationnel. Leur modèle comprend également la protection supplémentaire avec les ailerons qui se plient sous le col et au-dessus du front.

Autant du campus du MIT est venu à un arrêt à la lumière du social distançant des mesures étant mises en place, Culpepper a commencé le prototypage utilisant un coupeur de laser qu'il a eu dans sa maison. Avec un certain modèle entré de ses enfants, il a vérifié différents matériaux et a effectué les dix premiers prototypes à l'intérieur des frontières.

« Quand vous pensez aux matériaux, vous devez maintenir des chaînes logistiques dans l'esprit. Vous ne pouvez pas choisir un matériau qui pourrait se vaporiser de la chaîne logistique. C'est un problème provocant dans cette crise, » explique Culpepper. Après le contrôle de quelques matériaux que criqués et a brisés une fois courbé, l'équipe a choisi le polycarbonate et le glycol d'éthylène téréphtalate - connus généralement comme PETG - comme matériau de l'écran protecteur.

En plus d'effectuer plus de prototypes à la métropole Makerspace de Manus de projet utilisant un coupeur de laser, Culpepper a fonctionné avec professeur Neil Gershenfeld et son équipe au centre du MIT pour les morceaux et les atomes (CBA) sur le rapide-prototypage conçoit pour vérifier utilisant un coupeur de grand-format de Zund.

L'équipe de Gershenfeld à CBA travaille sur un certain nombre de projets pour la réaction de coronavirus utilisant son dextérité digitale de fabrication au MIT ainsi qu'au réseau ouvrier global de laboratoire qu'il a lancé. « Le site de réaction de coronavirus est un moyen grand pour ceux qui sont qu'intéressés à travailler aux solutions pour le PPE et les dispositifs pour la pandémie Covid-19, » Culpepper ajoute.

« Il a été un plaisir dans ce temps difficile collaborant avec un groupe si impressionnant, entraînant sur les forces de tout les institut rapidement pour définir et raffiner une solution à un besoin urgent, » dit Gershenfeld. « Le travail au MIT sera valeur au delà de son choc local immédiat, comme une référence de meilleur-pratiques pour les nombreux l'autre masque de protection projette apparaître autour du monde. »

Contrôle de l'écran protecteur aux hôpitaux locaux

Un certain nombre de prototypes de fonctionnement étant établi, Culpepper et son équipe ont déménagé à la phase de test après consultation avec, et au contrôle par retour de l'information pratique de, Edelman, qui est un médecin lui-même.

« L'insécurité la plus grande unique d'un fournisseur de santé est la pensée que nous deviendrons infectés et ce faisant, ne pourrons pas remplir nos fonctions ou infecter d'autres, » ajoute Edelman.

Edelman a expliqué comment enregistrer, assembler, et utiliser les masques de protection aux infirmières et aux médecins à un certain nombre d'hôpitaux locaux. Des participants ont été alors invités à les employer dans de vraies situations et à fournir le contrôle par retour de l'information utilisant une étude d'une page.

Le contrôle par retour de l'information était primordialement positif - il a trouvé cela en plus d'être faciles se réunir et employer des participants, les écrans protecteurs MIT-conçus ont assuré la bonne protection contre le virus contactant que les particules éclabousse ou aerosolized des particules.

Armé avec ce contrôle par retour de l'information, l'équipe de Culpepper a effectué quelques réglages moins importants au modèle pour maximiser la couverture autour des côtés et du col des usagers. Le modèle étant mené à bonne fin, le projet a cette semaine changé de vitesse à la fabrication de la masse de haut débit.

Fabrication de masse de haut débit

Commençant cette semaine, la compagnie Polymershapes de fabrication commencera la production de masse des masques de protection. Les machines de coupeur de matrice utilisées à la fabrication de masse produiront les masques de protection plats à un taux de 50.000 écrans protecteurs par jour dans quelques semaines. Le constructeur continuera à construire et augmenter le régime de la fabrication davantage avec la capacité de fabriquer dans plus de quatre-vingts installations au niveau national.

« Ce procédé a été conçu de telle manière qu'il y ait le potentiel de ramp jusqu'aux millions de masques de protection produits par jour, » explique Culpepper. « Ceci a pu très rapidement devenir une solution au niveau national pour des manques de masque de protection. »

Les régimes de MIT sur acheter les 40.000 premiers masques de protection pour donner aux hôpitaux locaux de Boston-endroit cette semaine et au Polymershapes donneront 60.000.

« Avoir un adéquat et peut-être même une alimentation sans fin en PPE est absolument critique à assurer la sécurité de la population entière, particulièrement ceux qui s'occupent des patients Covid-19, » ajoute Edelman.

Dans tout le procédé, l'équipe de Culpepper a reçu l'aide d'un certain nombre de collègues et les services en travers du MIT. Ceci comprend le bureau du MIT du vice-président pour la recherche, professeur Elazer Edelman, Tolga Durak, directeur général, environnement de MIT, bureau de santé et de sécurité, le centre pour des morceaux et atomes, fonctionnements d'acquisition de MIT, le bureau du MIT du Directeur des Services Juridiques, du service du MIT de l'industrie mécanique, et des collègues du laboratoire de MIT Lincoln qui a aidé le matériau de base pour établir les masques de protection et les itérations supportées de modèle. Ils ont également reçu le conseil des collègues de MIT travaillant avec la technologie du Massachusetts de collaboration, qui aide dispense des constructeurs pour répondre aux besoins Covid-19.

« Ce projet était un exemple grand de collaboration en travers de MIT et de l'emploi de l'esprit-coeur-main. Quand nous avons atteint à l'extérieur à d'autres, ils ont relâché tout pour mettre leurs esprits et les mains à fonctionner nous aidant effectuent ceci se produire rapidement, » dit Culpepper. « C'est également un exemple grand pour que d'autres examinent innover à en toute sécurité et rapidement PPE pour COVID 19. »