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I ricercatori valutano in collaborazione l'efficacia della maschera per impedire la pandemia di coronavirus

Nelle settimane in anticipo della pandemia di coronavirus, le maschere erano in tale interruzione nelle forniture che erano quasi impossibli da trovare. Di conseguenza, la gente ha cominciato a creare le maschere sostitutive da qualche cosa possibile - sciarpe, le vecchie magliette repurposed, anche sacchi di vuoto.

Per i ricercatori alla Texas Tech University ed alla Texas Tech University le scienze di salubrità concentrano (TTUHSC), questo hanno posto le domande estremamente importanti: Erano tali maschere efficaci? Erano anche sicure?

Come componente del consorzio recentemente stabilito di sollievo di Texas occidentale 3D COVID-19 - un gruppo di collaborazione facendo uso dei metodi innovatori per produrre dispositivi di protezione individuale (PPE), i ventilatori e le componenti del ventilatore per gli ospedali ed i sistemi sanitari in tutto Texas occidentale - questi ricercatori hanno cominciato il compito di valutazione dei tipi differenti di maschere suggerite dal pubblico come pure dai nuovi prototipi che sono diventati da altri membri del consorzio.

I ha installato la prova della maschera ed il gruppo di progettazione per valutare la misura e la protezione. In primo luogo una maschera deve essere indossata correttamente - una configurazione della maschera deve essere misura correttamente alla fronte di taglio di una persona o è inutile affatto. Se la maschera può essere fatta per sigillare intorno alla sua fronte di taglio, quindi il materiale che la maschera è fatta di è inviato ad un gruppo per verificarlo a protezione. Collochiamo questo gruppo fino a valutiamo quanto questi materiali filtrano efficientemente le particelle e, se hanno risparmio di temi maggior di 95%, come possono essere puliti. Egualmente abbiamo persone caratterizzare tutti i materiali provati per capire meglio come funzionano, per verificare i risultati di sfida della particella e per aiutarci a progettare le migliori maschere per il futuro.„

Jr. di Sacco di Al, decano della facoltà di ingegneria del Jr. di Edward E. Whitacre che ha montato il gruppo di prova

I ricercatori vengono da varie discipline e, di conseguenza, verificano le maschere in vari modi specifici alla loro competenza determinata.

L'Ardon-Essiccatore di Karin, un assistente universitario di scienza atmosferica nel dipartimento di Geosciences che studia gli effetti sulla salute degli aerosol - particelle minuscole nel chimico aero- ed analitico Jon Thompson, un professore associato in chimica e biochimica che studia i beni chimici ed ottici degli aerosol atmosferici, stanno esaminando come i materiali differenti della maschera possono filtrare tali particelle.

Sharilyn Almodovar, un assistente universitario nel dipartimento di TTUHSC dell'immunologia e della microbiologia molecolare, sta esponendo i materiali ai metodi differenti di decontaminazione per vedere come rispondono. Nel frattempo, Kang minimo, vice presidente senior provvisorio di TTUHSC per ricerca; Justin bianco, Direttore senior nell'Office di TTUHSC del Presidente; ed il Dott. Jnev Biros, un socio di ricerca nell'ufficio del decano di assistenza tecnica, sta studiando come quei materiali possono essere sterilizzati per riutilizzazione.

Juliusz Warzywoda e Rumeysa Tekin, nel centro di caratterizzazione di materiali, sono la rappresentazione ed analizzare la particella dei materiali e la distribuzione per ampiezza della fibra per imparare più circa loro.

“Ci sono tante componenti,„ Ardon-Essiccatore ha detto. “È un gruppo realmente grande ed ognuno contribuisce ad un aspetto di, o a vari. Ma, è tutto una parte cruciale del puzzle.„

“L'un pezzo solo soltanto non è abbastanza per determinare quale maschera o filtro è migliore,„ Tekin ha acconsentito. “Ecco perché ogni membro di gruppo sta lavorando alle cose differenti per capire la prestazione della maschera.„

Insieme, il gruppo spera di potere fornire una raccomandazione utile per coloro che ha bisogno così male delle maschere per la protezione.

“Abbiamo un un meraviglioso, gruppo innovatore di professionisti preoccupantesi,„ Sacco ha detto. “Questo è uno sforzo inter-disciplinare e integrato per informare i professionisti di sanità, i primi radar-risponditore ed i gruppi come la polizia come indossare le maschere e che maschera è la cosa migliore per le loro applicazioni.„

Misura, guarnizione e breathability

Poiché la maggior parte delle maschere da provare arrivano già da costruzione, il gruppo verifica le maschere montate prima di decostruirle per verificare i loro materiali.

Come il primo punto in prova, le settimane e le Speranza-Settimane esaminano come ogni le misure della maschera la fronte di taglio dell'indossatore, se crea un'efficace guarnizione intorno alle barriere esterne e come l'indossatore può inspirarlo.

“Utilizziamo un'unità che misura la concentrazione di particelle dentro la maschera contro fuori della maschera,„ Weeks abbiamo detto. “Ha due tubi, uno è fuori della maschera e dell'altra dentro. Il risparmio di temi della maschera è il rapporto di questi due numeri. Per esempio, una maschera N95 eliminerebbe 95% delle particelle 300 nanometri o più grandi.„

Per direttamente confrontare le maschere ad una un altro senza dovere rappresentare le emissioni fra gli indossatori differenti, tutte le maschere stanno provande su un oggetto: Speranza-Settimane.

“Facciamo la prova della maschera in una regolazione del vicino--reale-mondo per assicurarci che l'intera maschera sia efficiente, dal ponte del radiatore anteriore ai legami per tenerlo sopra,„ Weeks ha detto. “Abbiamo lavorato con un infermiere, i Bates di Molly, che stava cucendo e realmente utilizzare nel pronto soccorso, maschere che ha fatto. Quei che primi abbiamo, c'erano sfide per convincerla per sigillare intorno al radiatore anteriore ed alle maschette. Usando alcune delle nostre informazioni, poteva muovere il collocamento dei legami e cambiarci il collegare e del ponte del radiatore anteriore hanno ottenuto una guarnizione molto migliore.„

Filtrazione della particella

L'Ardon-Essiccatore ora ha un'impostazione che elaborata ha progettato con l'unico scopo delle prove come i materiali differenti della maschera possono fermare le particelle nell'aria dall'inalazione.

Nel suo laboratorio, l'Ardon-Essiccatore utilizza i suoi strumenti per generare e contare le particelle sferiche che sono 250 nanometri nella dimensione. Le particelle sono divise uniformemente in due gruppi. Un gruppo è versato direttamente in che cosa è efficacemente uno strumento di conteggio. L'altro gruppo deve passare attraverso un campione del materiale della maschera che è provato sul suo modo ad un contro strumento identico.

Confrontando il numero delle particelle potenziali ed il numero delle particelle la maschera interrotta, il materiale può essere classificata sulla sua efficacia. La dimensione delle particelle è egualmente importante perché, mentre 250 nanometri è significativamente più grandi della dimensione delle particelle di coronavirus, è più piccola dei 300 nanometri che le maschere N95 sono supposte per bloccare. Ciò significa che la sua impostazione può determinare l'efficacia dei materiali provati rispetto a quelle che comprendono N95s.

Nella sua prova, l'Ardon-Essiccatore ha provato a rappresentare i fattori supplementari che possono influenzare il risparmio di temi materiale, quali la portata di aspirazione ed il tempo.

“A riposo, state respirando sette o otto litri al minuto, ma quando siete attivo siete considerevolmente più alto e può provocare più particelle che sono inalate,„ ha detto. “Inoltre, quanto tempo questo materiale sta andando essere usato per? È buono per un'ora o può un ufficiale sanitario fare un intero spostamento di 12 ore con? Non possiamo verificare tutte le combinazioni possibili, ma abbiamo eseguito gli esperimenti lunghi tre ora alle portate multiple per vedere se realmente sta andando lavorare o se vediamo una diminuzione nel risparmio di temi.„

Finora, l'Ardon-Essiccatore ha esaminato un'ampia varietà di materiali della maschera, compreso N95s, KN95s dalla Cina, i filtri da HEPA, i fabbricati di cotone e più.

“Qualunque possiamo mettere le nostre mani sopra e la prova, quel ci aiuta a capire quanto efficiente il materiale è e come possiamo renderlo migliore.„

Caratterizzazione di materiali

Warzywoda e Tekin stanno usando la tecnologia disponibile nel centro di caratterizzazione di materiali (MCC) all'immagine ed analizzano le funzionalità specifiche dei materiali differenti, quale distribuzione per ampiezza della fibra e della particella.

“Penso che il MCC sia digiti questo sforzo,„ Tekin ha detto. “nel MCC, abbiamo avanzato gli strumenti quali spettrometro un microscopio elettronico a scansione, uno spettrometro infrarosso, di un microscopio di Raman, ecc.„

Il microscopio elettronico a scansione, per esempio, è utilizzato per esaminare i materiali attraverso cui le particelle sono state passate. Con il microscopio, i ricercatori possono vedere che come i vari fabbricati hanno catturato le particelle.

Ha sottolineato che alcun uno strumento - o effettivamente qualsiasi un approccio - non possa da sè elasticità una determinazione accurata di cui il materiale è il meglio. Che, ha detto, è perché è così importante fa parte di grande gruppo tutto il lavoro insieme per rispondere alla domanda da altrettante prospettive come possibile - perché al centro di tutta è sanità e sicurezza della gente che lavora per assicurare sanità e sicurezza di tutti gli altri.

“Stiamo sperando di misurare la prestazione di nuovi materiali della maschera che proteggeranno i primi radar-risponditore - i nostri eroi - nella battaglia da COVID-19,„ Tekin abbiamo detto. “Siamo entusiasmati per potere contribuire a questi progetti.„

Sterilizzazione della maschera

Almodovar ed i biri stanno usando un approccio nell'ambiente a verificare i materiali della maschera: esponendoli ad un virus e poi esaminando entrambi come possono essere sterilizzate e che metodo di sterilizzazione è più efficace.

A causa delle restrizioni rigorose di prova per i laboratori realmente facendo uso di SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, Almodovar sta eseguendo gli esperimenti con un virus differente che è simile in struttura.

“Che ci fornirà un proof of concept per l'eliminazione degli agenti patogeni con determinati metodi di decontaminazione,„ Biros ha detto.

La prova permette che i ricercatori valutino non solo come i materiali rispondono ai vari metodi di pulizia, ma anche ogni quanto tempo possono essere usati sicuro, Sacco ha detto.

Un tale metodo, con cui Kang ed i collaboratori all'istituto di ambientale e di sanità stanno decontaminando il PPE per le istituzioni regionali di sanità, usa una camera speciale riempita di scaffali del collegare. Fino a 10.000 maschere possono essere collocate dentro per volta, che poi sono esposte ad un vapore speciale per 15 minuti prima di concedersi aerare per quattro - cinque ore. Le schede dell'indicatore biologico che contengono i batteri di duro uccisione sono messe nella camera con le maschere per indicare che il trattamento di decontaminazione è completo.

Mentre la pandemia di coronavirus ha presentato le sfide per i ricercatori da molti ambiti di provenienza, egualmente è presentata un'opportunità affinchè loro tiri insieme per affrontare la minaccia, Biros ha detto.

“Questa è stata così esperienza sconcertante per noi dappertutto settimane di esperienza,„ Biros ha detto. “Ma il nostro gruppo ha messo avanti non solo l'innovazione di andatura veloce, ma anche il nostro senso ineguagliabile di dedica della comunità. Abbiamo facoltà, personale, studenti e partner della comunità da una portata impensabile delle discipline attraverso Texas occidentale per assicurarci facciamo il nostro meglio per fornire il supporto necessario per i nostri colleghi lavoratori di sanità nella loro buona lotta del sacrificio e della determinazione.„

Perché importa

Il punto, Weeks ha detto, è che il PPE è necessario per molta altra gente che è sui fronti della lotta di coronavirus.

“La gente deve ricordare che la maggior parte della comunità medica direttamente non sta lavorando con i pazienti COVID-19,„ Weeks ha detto. “, Anche, ha bisogno del PPE a sicuro fa i loro processi. Quando abbiamo trovato là fuori sono medici e gli infermieri che fanno e che usando le loro proprie maschere perché il PPE di alta qualità è stato usato per i pazienti COVID-19, realmente peggiorato in come questo urta la gente in tutta la comunità medica. Anche se non possiamo fare una maschera che rispetta lo standard N95, è piacevole sapere che stiamo aiutando altri facciamo il loro processo sicuro come possibile.

“Non fare niente non è un'opzione.„

Una ragione che il lavoro de gruppo è così importante è di neutralizzare l'informazione sbagliata.

“L'obiettivo elementare di questo progetto è di fornire le autorità e perfino cittadini interessati con alle le raccomandazioni basate a prova nel loro processo decisionale per l'uso del materiale e dei reticoli della maschera,„ Biros ha detto. “Speriamo di fornire le raccomandazioni sulle procedure difabbricazione fatte un backup prova scientifica solida che guiderà gli utenti della maschera attraverso molti materiali che sono presupposti erroneamente per essere efficaci nella protezione.„

Per metterlo senza mezzi termini, quel i mezzi che aiutano la gente realizzano che stanno sprecando il loro tempo e stanno mettendo ed altri in pericolo, facendo le maschere dai materiali inefficaci.

“Circa il tempo che siamo iniziato, un articolo è venuto fuori come gli asciugamani blu del reparto erano il migliore materiale per le maschere disponibili,„ su Weeks ha detto. “Internet era esplosione circa questo perché erano economiche e semplici. Tuttavia, abbiamo trovato che erano terribili e non efficaci affatto. Potevamo convincere la gente localmente a smettere di cucire queste maschere abbastanza rapidamente.„

In tali casi, scoprire i materiali che non funzionano è altrettanto importante quanto trovando quelli che fanno.

“Se conosciamo i materiali che non sono buoni, sappiamo per non raccomandarli,„ Ardon-Essiccatore ha detto. “Se sappiamo che ci sono alcuni materiali che sono migliori, possiamo muoverci verso il punto seguente e provarli di più. Così, è un pezzo del puzzle, realmente e stiamo provando a superare ogni pezzo. Se stiamo mancando l'un pezzo solo, non rispondiamo a tutte le domande e dobbiamo, perché questo comprende le vite della gente.„

Tutti i ricercatori hanno espresso un senso di orgoglio a essere coinvolgere di un desiderio nel lavoro del consorzio e, soprattutto, fare una differenza per il bene della comunità.

“Non ho fatto mai qualcosa di simile,„ Weeks ha detto, “ma lavoriamo con un mazzo di gente astuta. Quando la gente mette in collaborazione la loro conoscenza dietro le cose, è possibile avere piuttosto rapidamente i grandi impatti.„