Team-releases Pläne für 3-D-gedruckte Masken

Mit der Drohung, dass ein Mangel an schützenden Masken droht, wie das neuartige coronavirus-Pandemie wächst, Medical University of South Carolina (MUSC) biomedizinische Ingenieure und Tüftler hatte eine zündende Idee: entfesselt eine Armee von Entscheidungsträgern aus der gesamten USA, die könnten machen solche Masken aus dem 3-D-Drucker—eine Technologie, die in den letzten Jahren, hat sich weit verbreitet.

„Schulen haben einen Drucker in der Lage, machen das,“, sagte Michael Yost, Ph. D., stellvertretende Vorsitzende der Forschung in der Abteilung für Chirurgie. „Wir machen dies so einfach, dass ein Gymnasiast könnte es tun, aber effektiv um unsere Leute zu beschützen.“

In einer Angelegenheit von Tagen, ein team kam zusammen und entwickelte Self-Assembly-Filter-für Notfälle, oder SICHER, Cartridge-System. Das system könnte verwendet werden, von medizinischen Fachleuten oder von Leuten, die müssen nur in den Supermarkt gehen.

Das team hat bereits in Kontakt mit der US Food and Drug Administration erhalten Sie Notfall-Zulassung der Geräte. Für jetzt, das Gerät bleibt investigational und sollte nicht verwendet werden als Ersatz für konventionelle und zugelassene Schutzausrüstung.

Yost sagte, das team ist im Gespräch, um die Hersteller zu sehen, ob das design kann Masse produziert, sobald es die Zulassung erhalten.

Die N95-Masken, die derzeit so knapp sind im wesentlichen Filter geformt in Maske form. Neuerstellung diese Masken genau das erwies sich als zu schwierig. Stattdessen erstellte das team ein zwei-Teil-Lösung: ein 3-D-gedruckte Maske kann gereinigt und wiederverwendet, die die Arbeit im tandem mit einem 3-D-gedruckten Einweg-Filterpatrone. Alternativ können die filter-Patrone verwendet werden könnten, mit einem angepassten Krankenhaus Maske.

Joshua Kim, senior designer und Programm-Koordinatorin in der Abteilung für Chirurgie Human-Centered-Design-Programm, sagte, er war inspiriert von der NASA-Ingenieure, die während der Apollo 13 Katastrophe, die schnell entwickelt ein Notbehelf Kohlendioxid-Abbau-system von Materialien auf der hand innerhalb des lunar-Moduls, einschließlich Klebeband und Kunststoff.

„Wie können wir nutzen Materialien, die Menschen bekommen können in einem lokalen Baumarkt und Wiederverwendung dieser Materialien zu machen Schutzausrüstung?“, fragte er.

Die „95“ im N95 bedeutet diese Masken-filter 95% der Partikel einer bestimmten Größe, erklärte er. HEPA-Filter, wie in den Luftreiniger, filter rund 99% von Feinstaub. Also kaufte er sich einen HEPA-filter und zu Experimentieren. Unter Verwendung der gleichen Tests, die verwendet wird, auf die N95-Masken, fand er, dass die Verwendung dieser Filter in der hausgemachten Patrone funktionierte—ein positives Zeichen, dass Sie auf dem richtigen Weg waren.

Mittlerweile, eine andere Gruppe arbeitete an der Erstellung der Masken. Zahnärzte Walter Renne, D. M. D., und Christian Brenes Vega, D. D. S., regelmäßig die Verwendung von 3-D-Druck. „Es ist nur ein Teil des Jobs“, sagte Renne, who schätzt, dass 20% der Zahnärzte und 90% des dental-Labors haben eine 3-D-Drucker auf der hand. Sie konnte sich die Unterstützung von John Yost, ein student und unabhängige Auftragnehmer, dient als Ressource für alle Dinge im Zusammenhang mit 3-D-Druck auf dem campus.

Ein team MUSC entwickelt ein DIY-Schutzmaske, dass jemand mit einem 3-D-Drucker kann kopieren.

Zunächst, Sie entwickelten verschiedene Prototypen, die Arbeit mit verschiedenen Arten von Filter, einschließlich Filter, welche durch Maler oder Menschen, die Umgang mit Asbest. Sie 3-D Scannen der Maske, um die Grundform, dann die Modifikationen entwickelt, so dass die Maske aufnehmen könnten, die Einweg-Filterpatrone. Die filter, bemerkte Brenes Vega, ist der wichtigste Teil. Leider haben einige Leute wandte sich an Masken, die nicht tatsächlich Schutz bietet, sagte er.

Schließlich werden Sie benötigt, um zu lösen das problem der Freigabe Luftdruck, Kim sagte. Die Filter sind so effektiv, dass, wenn der Träger ausatmet, die Luft zu gehen, um den Bereich des geringsten Widerstands zu entkommen—in anderen Worten, nicht durch den filter aber wieder, indem er die Maske zu heben leicht vom Träger s Gesicht. Das stellt die Träger der freien Luft und macht die Maske wertlos, Renne sagte. In Reaktion, das team installiert ein Gummi-Ventil allgemein verwendet in andere medizinische Anwendungen, die ermöglicht, dass die ausgeatmete Luft entweichen der Maske. Sobald der Träger einatmet, wird das Ventil sofort verschließt, Kim sagte, der Schutz des Trägers.

Kim sagte, dass, für zusätzliche Abdichtung und Komfort, Sie fügte hinzu, Streifen Neopren weatherstripping Schaum um die Kanten der Maske. Der Schaum bietet eine bequeme Passform, so dass der Träger die Haut nicht berühren, die Kunststoff-Maske und sorgt für die Konturen auf das Gesicht, als die Träger sich bewegt oder spricht.

Mit alle Teile vorhanden und die 3-D-gedruckte Maske und 3-D-gedruckte Patrone ausgestattet mit einer hand-Schnitt-HEPA-filter und Gummi-Ventil—begann die Gruppe fit-Tests.

Sie nahm vier Prototypen in die Notaufnahme und testete Sie auf mehrere Benutzer. So weit, die Masken passen alle, Yost sagte, obwohl Sie wollen, erweitern Sie Ihre Tests um mehr Gesicht-Größen und Formen.

Das team ist bereits das drucken von Masken an der MUSC, selbst als Sie weiter zu perfektionieren das design.

Das größte Hindernis ist jetzt die Zeit, die zum erstellen der Masken. MUSC 3-D-Drucker sind nicht Herstellung-level-Drucker. Sie sind gedacht für die Erstellung von Prototypen, wenn die Zeit nicht drängt. Es dauert etwa vier bis fünf Stunden, um drucken Sie eine Maske und dann etwa eine Stunde zu montieren alles.

Weil, die Zeit-element, Yost spricht für Hersteller, die produzieren könnte diese in größerer Zahl. Aber das team ist auch offen, die Freigabe der Pläne, so dass jeder mit einem 3-D-Drucker produzieren können, die Masken.