Koliko otmjeni dizajni maski zapravo štite od COVID-19?

Hannah Thomasy je slobodna znanstvena spisateljica koja dijeli vrijeme između Toronta i Seattlea. Njezini su se radovi pojavili u časopisu Hakai, OneZero i NPR. Ova je priča izvorno prikazana na Netamno.

U ožujku, kako su se slučajevi COVID-19 povećavali, a zalihe N95 zaštitnih maski smanjivale u bolnici Bay Area gdje radi njezin šogor, Megan Duong pokrenula je lokalnu potragu za N95s. Zajedno sa svojom šogoricom, Sabrinom Paseman, Duong je angažirala volontere i pronašla 7000 maski — jedva dovoljno da pokriju potrebe dviju bolnica za jedan dan. "Samo smo znali da to nije skalabilno rješenje", kaže Duong.

Dakle, Duong i Paseman, obojica bivši zaposlenici Applea, odlučili su izmisliti novi alat koji će, nadali su se, učiniti dostupne tehnologije maski učinkovitijima i dostupnijima.

Oni nisu bili jedini izumitelji koji su pokušavali zadovoljiti iznenadnu, ogromnu potražnju za osobnom zaštitnom opremom ili OZO. Stručnjaci kažu da su OZO maske ključne za usporavanje širenja COVID-19. No tijekom većeg dijela pandemije medicinskim je radnicima nedostajala visokokvalitetna OZO. U međuvremenu, OZO dostupna javnosti je od

promjenjiva kvaliteta, a korisnici se žale da su jeftine platnene maske, iako su široko dostupne i preporučuju agencije za javno zdravstvo, neudobne, ometaju društvene interakcije i imaju ograničenu učinkovitost.

Ti su problemi potaknuli nove inovacije, budući da izumitelji nastoje učiniti OZO jeftinijom, sigurnijom, udoban i pristupačniji—i, u mnogim slučajevima, može vidjeti prilike za ostvarivanje profita čineći to. Neki su novi dizajni već zaslužili pohvale stručnjaka. Mnoge druge još nisu pokazale da su imalo učinkovitije od standardne platnene maske.

"Brinem se da će ljudi trošiti mnogo novca na temelju reklama, što neće dati ni njima ni bilo kome drugom bilo kakvu dodatnu zaštitu,” kaže Gary Garber, liječnik zaraznih bolesti koji također radi s Public Health Ontario u Kanada.

Na stranicama za grupno financiranje kao što su Kickstarter i IndieGoGo, izumitelji su prikupili milijune dolara za nove dizajne maski za lice, rukavica i druge zaštitne opreme. Sveučilišni inženjerski laboratoriji usmjerili su pozornost na izradu maski i štitnika za lice. Rezultati se kreću od pametnih do neobičnih. Sada je moguće pronaći startupe koji skupno financiraju ili prodaju posrebreni antimikrobik rukavica, a zaštitna maska skriven u obodu šešira, a zaštitni mjehurić koji pokriva korisnika od glave do prsa. (Sva tri dizajna prikupila su tisuće dolara na stranicama za grupno financiranje).

Ostali izumi uključuju 3D ispis maska koji je prilagođen licu svakog pojedinca pomoću umjetne inteligencije, i a plastični uređaj koji omogućuje ljudima da dobiju benzin bez dodirivanja pumpe. Pokušaji stvaranja prozirnih maski, koje olakšavaju komunikaciju ljudima koji čitaju s usana, datiraju prije pandemije, ali su doživjeli val interes i ulaganje.

Neki dizajni proizlaze iz dugog iskustva. Prije nego što je COVID-19 stigao, James Byrne, radijacijski onkolog u Brigham and Women's Hospital i postdoktorski istraživač na MIT-u, bio je naviknut do korištenja N95 za pregled pacijenta i zatim, kaže, "baciti ga u smeće." Byrne i nekoliko kolega sada su svoju pozornost usmjerili na dizajniranje maske koja, poput respiratora N95, može filtrirati 95 posto čestica u zraku—ali to je lakše i isplativije ponovno koristiti.

Njihov Injection Molded Autoclavable, Scalable, Conformable (iMASC) sustav prototip izrađen je od prozirne silikonske gume i ima dva kružna filtera smještena blizu usta. U nedavnom testu, slijedeći vladine sigurnosne standarde, istraživači su poprskali 20 sudionika koji su nosili iMASC s aerosoliziranim saharinom, kemikalijom slatkog okusa. Ako su sudionici mogli okusiti saharin u bilo kojem trenutku, test prikladnosti nije bio uspješan. Svi su prošli, a 95 posto sudionika ocijenilo je prozračnost iMASC-a izvrsnom ili dobrom.

Tim je još uvijek u procesu izvođenja detaljnijih ispitivanja učinkovitosti filtracije i prozračnosti različitih filtarskih materijala. I još moraju utvrditi kako se maske ponašaju tijekom duljeg nošenja.

iMASC je namijenjen zdravstvenim radnicima, a Centar za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) trenutno ne Preporuči da javnost nosi maske N95. Ali još uvijek postoji potražnja za kvalitetnijom zaštitom - ili barem maskama koje tvrde da su kvalitetnija zaštita - kao i maskama koje rješavaju osnovna pitanja udobnosti i pristajanja.

Neke maske koje tvrde da rješavaju te probleme postale su uspješnice. Od 25. lipnja, UVMask iz UM Systemsa sa sjedištem u Coloradu, optičke i biotehnološke tvrtke i podružnice Measure Inc., prikupio je preko 3 milijuna dolara na platformama za grupno financiranje. Zrak koji dolazi u masku prolazi kroz zamjenjivi filtar ekvivalentan N95, a zatim ulazi u “sterilni” vortex” gdje se tretira UV-C svjetlom koje može inaktivirati viruse oštećujući njihovu genetiku materijal. Bez trenutnih popusta u kampanji, proizvod će koštati 249 USD. (Maska uključuje baterije, punjač i 10 filtera; dodatni jednokratni filtri moraju se kupiti zasebno).

Prema ispitivanju u Kini akreditovan prema Europskom sustavu certificiranja inspekcije testiranja, sterilni vrtlog može ubiti više od 99,99 posto bakterija u rasponu od tri sekunde. Boz Zou, suosnivač i izvršni direktor UM Systemsa, kaže da tvrtka planira testirati uređaj i na inaktivaciju virusa. Maska će, kaže, "apsolutno" biti bolja od N95.

Međutim, maska ​​još nije prošla testiranje Nacionalnog instituta za sigurnost i zdravlje na radu (NIOSH), savezne agencije u SAD-u, kako bi se potvrdila ta tvrdnja. Stranica UVMask IndieGoGo ne tvrdi da će maska ​​konkretno zaštititi korisnike od COVID-19, niti uopće spominje COVID-19.

Ostale kampanje grupnog financiranja usmjerene su na poboljšanje postojeće tehnologije. Gotovo odmah nakon Duongove i Pasemanove uzaludne potrage za N95, Paseman, inženjer, počeo je razvijati prototip Essential Mask Brace. Nosač za masku dizajniran je kako bi standardne kirurške maske učinio učinkovitijima poboljšavajući njihovo pristajanje uz lice. Uz cijenu od 15 dolara po protezi, prema Kickstarter kampanji, pristupačnija je od većine drugih tehnologija maski u nastajanju. Kampanja je prikupila više od $110,000 do sada od 1.820 darivatelja.

"Ako pogledate podatke, ljudi koji su najviše pogođeni pandemijom su zajednice s niskim primanjima", kaže Duong. “Ne mogu si priuštiti masku od 100 dolara. I tako, ako želite pronaći rješenje za stvarno, kao što mi kažemo, izravnavanje krivulje, trebate pronaći nešto što je dostupno, skalabilno i pristupačno.”

Nakon testiranja nekoliko različitih verzija proteze (uključujući i testiranja s mnoštvom) i usavršavanja dizajna na 3D tiskanom modeli lica iz NIOSH-a, tim kaže da proširuju testiranje na ljudima na najnovijoj iteraciji proteze. Ali Paseman kaže da je teško testirati stvarne maske na filtraciju jer su državni laboratoriji pretrpani zahtjevima.

Mark Rupp, voditelj Odjela za zarazne bolesti Medicinskog centra Sveučilišta u Nebraski, kaže da je uređaj za poboljšanje pristajanja maske odlična ideja. “Višeslojne maske djeluju, a najbolje djeluju ako čvrsto prianjaju uz lice.”

Drugi dizajneri — uključujući izumiteljicu Alice Min Soo Chun, osnivačicu i izvršnu direktoricu startupa SEEUS95 Inc. — zabrinuti su zbog količine otpada koju stvaraju trenutne maske i respiratori. The SEEUS95 maska ​​se reklamira kao "radikalna alternativa tradicionalnom N95" i prikupila je više od 211.000 dolara od 2.152 donatora na Kickstarteru. SEEUS95 izrađen je od prozirnog silikona, koristi "vlastite N95 biofiltere" i pričvršćuje se na lice ljepljivim "slojem za terapiju kože" koji navodno stvara hermetičko brtvljenje.

Biofilteri se sastoje od bambusovih vlakana, svile, srebra i ugljika. Iako stranica Kickstarter ima oznaku koja tvrdi da je "filter testiran u laboratoriju MIT + AFFOA", Chun kaže da je testiranje još u tijeku i da još nema dostupnih podataka. Grafikoni učinkovitosti filtracije na stranici Kickstarter dolaze iz a papir koji je testirao učinkovitost filtracije uobičajenih tkanina poput pamuka, svile i šifona, a ne iz testova na samim biofilterima.

Vizija tvrtke, prema njezinoj stranici na Kickstarteru, je "koristiti održive materijale i pomoći planetu". Ali, kaže Chun, biofilteri se ne mogu reciklirati niti kompostirati, iako je napomenula da su biorazgradivi, a kada „odu na odlagalište, samo će se vratiti na zemlju.” Upitan koliko će vremena trebati filtrima da se pokvare, Chun kaže da su “oni već dio Majke Priroda."

Tim još nije proveo nikakve testove kako bi osigurao dobro pristajanje licu. Umjesto toga, pokazuju da ljepljivi sloj koji prianja na lice održava "kožu zaštićenom, hidratiziranom, zdravom i glatkom" prikazujući materijal nanesen na bananu.

Rupp kaže da, iako će prozirne maske biti korisne za ljude koji čitaju s usana, on je skeptičan u pogledu izvedivosti SEEUS95. "Ako doista imaju uglavnom prozirnu plastiku i vrlo malu površinu kroz koju dišete, čini mi se da će to biti povezano s otežanim disanjem", kaže. (SEEUS95 je napravljen od prozirnog silikona, a ne plastike.)

Nisu svi medicinski stručnjaci uvjereni da šira javnost treba bolju tehnologiju maski, a ne samo bolje obrazovanje o tome kako koristiti postojeće maske. Garber kaže da je nepravilna uporaba još uvijek problem. Kako bi OZO bila najučinkovitija, kaže, ključno je da ljudi operu ruke prije uzimanja stavljati i skidati masku i izbjegavati namještanje maske ili dodirivanje lica potencijalno kontaminiranim ruke.

Ipak, Nicole Greeson, direktorica higijene i sigurnosti na radu na Sveučilištu Duke, kaže da, Uz učinkovite mjere socijalnog distanciranja i higijene ruku, poboljšana tehnologija maski mogla bi imati koristi. Bi li maske koje pružaju veću osobnu zaštitu i bolje sprječavaju širenje virusa od zaraženih ljudi pomogle u upravljanju pandemijom? "Apsolutno", kaže ona.

Ispravak: Citat u ovom članku Marka Ruppa, šefa Odsjeka za zarazne bolesti na Sveučilištu u Medicinski centar u Nebraski, pogrešno opisuje SEEUS95 masku kao napravljenu od "plastike". Napravljeno je od silikon. Dodano je pojašnjenje koje pravi razliku.