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La caractérisation d'aérosol de conduite de chercheurs expérimente pour protéger des membres du personnel soignant contre COVID-19

L'écart rapide de COVID-19 a accablé les hôpitaux qui ne pouvaient pas faire face au numéro croissant des patients, de beaucoup de déflecteurs de exigence et d'autres soins critiques. De telles conditions peuvent mettre les travailleurs médicaux en danger. Maintenant les chercheurs étudient des méthodes pour augmenter la sécurité et l'efficacité d'hôpital pendant la pandémie.

Une pénurie de déflecteurs de sauvetage, qui type ont coûté environ $30.000, hôpitaux de coup particulièrement dur.

« En établissant un déflecteur simple et bon marché, nous pouvons aider à alléger ce fardeau pour le personnel médical, » a dit l'amine Abassi, un stagiaire de Mohamed de PhD dans les caractéristiques aérodynamiques.

Basé sur un prototype conçu par son conseiller, concevant professeur Xiaofeng Liu, Abassi a mené un effort avec des collègues d'université de l'Etat de San Diego et de l'Université de Californie San Diego pour établir un tel dispositif des pièces facilement disponibles--tuyauterie en plastique, soupapes de refoulement, humidificateur--et une air. Alors elles l'ont vérifiée.

Les résultats préliminaires partagés à la soixante-treizième rencontre annuelle de la Division de société d'examen médical américain de la dynamique des fluides proposent que le déflecteur réponde à des besoins essentiels réglés par Food and Drug Administration. Il est entièrement contrôlable sur trois paramètres--pression atmosphérique, temps d'inspiration, et pression expiratoire de fin positive (PEEP)--avec des régimes pour plus de contrôles dans les travaux.

Abassi et Liu prévoient les déflecteurs aidant pas simplement les hôpitaux accablés aux Etats-Unis mais également dans les pays en développement et les zones rurales avec l'infrastructure médicale limitée. « S'ils peuvent l'établir à l'intérieur des frontières, ils peuvent l'employer, » a dit Abassi. « Et vous pouvez établir plusieurs de ces déflecteurs dans très une courte durée. »

Les patients sur les déflecteurs qui ont quelques conditions pulmonaires concernant COVID-19 avec les maladies pulmonaires chroniques fondamentales recevront souvent des médicaments comme le salbutamol par un tube endotrachéal. Cette demande de règlement détend les muscles bronchiques et améliore le flux d'air aux voies aériennes resserrées de poumon.

Un groupe d'Université de Lehigh et de l'université de l'Arkansas pour les sciences médicales a recherché les la plupart des méthodes efficaces pour administrer le salbutamol par l'intermédiaire du déflecteur.

Ariel Berlinski et son groupe a entrepris des expériences de caractérisation d'aérosol à l'université de l'Arkansas. Rahul Rajendran chez Lehigh a employé les résultats pour vérifier la distribution de médicament par des calculs.

« L'objectif de recherches était d'évaluer le rendement de la distribution de médicament quand le type de nébuliseur et son emplacement ont été variés dans le circuit de déflecteur, » a dit Arindam Banerjee, un membre du groupe et un professeur de Lehigh de l'industrie mécanique et mécanique.

Les chercheurs ont constaté qu'un nébuliseur vibrant de maille (plutôt qu'un avion à réaction) mis du côté sec de l'humidificateur fournit la dose la plus élevée au poumon. Administrer le salbutamol par l'intubation fonctionne le plus effectivement pour de plus petites particules, alors que l'administration par voie orale est plus efficace pour de plus grandes particules.

« Nos résultats sont indispensables pour la demande de règlement basée par déflecteur mécanique, » a dit Banerjee.

Même dans des circonstances optimales, les membres du personnel soignant risquent toujours de contracter COVID-19. Un appareil respiratoire neuf pourrait réduire les aérosols exhalés, qui sont connus pour transmettre le virus qui entraîne la maladie.

Les chercheurs de l'université de liberté et le Vapotherm se sont demandés comment les demandes de règlement respiratoires courantes affecteraient des émissions d'aérosol. Ainsi ils ont décidé de vérifier un modèle proposé pour un masque protecteur de PVC branché à l'aspiration, ajoutant une canule nasale à haute vitesse d'insufflation--le genre de dispositif tubed qui livre l'oxygène au nez.

Puis, avec la contribution des experts médicaux, ils ont modélisé une chambre de hôpital avec deux patients et quatre travailleurs sociaux employant des techniques de calcul hautement sophistiquées. Selon leur modèle, quand les patients utilisent l'appareil neuf, extension de moins particules les membres du personnel soignant.

« Elle représente une méthode économique de réduire l'écart de la contagion aéroportée utilisant des alimentations couramment trouvées dans les chambres de hôpital déjà, » a dit concevoir le candidat Reid Prichard de PhD. « Ceci restera un outil important même après que la pandémie est terminée. »

Un autre groupe de l'université de la Floride du sud, aboutie par le stagiaire Anthony Perez de l'industrie mécanique PhD, vérifie ce qui arrive à tous les contaminants d'aérosol que les patients émettent dans une salle d'isolement d'hôpital--et à quelle rapidité les contaminants quittent la salle.

« Autant d'hôpitaux atteignent la capacité, s'assurant qu'il est sûre entrer une chambre de hôpital après une procédure aérosol-produisante--ou après le démontage d'un patient précédent ainsi des travailleurs d'hygiène peut préparer la salle--a besoin de le temps d'arrêt significatif, » a dit Perez.

Selon les chercheurs, les recommandations de la ventilation de centres pour le contrôle et la prévention des maladies supposent qu'agent-contenant des aérosols soyez parfaitement mélangé dans une salle. Utilisant des simulations numériques, le groupe trouve cela affect de mélange imparfait de conditions de manière significative à quelle rapidité la ventilation retire des agents pathogènes d'une salle.

« Elle est étonnante et en quelque sorte au sujet de cela que la norme pour le sanitization d'air est basée sur ce qu'on considéreraient un calcul de retour-de-un-enveloppe, » a dit Perez.

Les simulations proposent que des contaminants d'aérosol puisse persister dans « des zones en angle mort » pendant environ 10 mn dans une salle typique d'isolement d'hôpital. En attendant, les « courts circuits » expulsent quelques paquets des contaminants rapidement avant qu'ils puissent disperser.

Notre recherche illustre le besoin de plus précis, pourtant peu coûteux, cadre pour la prévision des concentrations en aérosol dans une chambre de hôpital arbitraire, particulièrement en évaluant le niveau de l'exposition des membres du personnel soignant. »

Anthony Perez, stagiaire de PhD, service de l'industrie mécanique, université de la Floride du sud