3D打印口罩替代N95口罩？

2022年5月，南極熊獲悉，來(lái)自邁阿密大學(xué)米勒醫(yī)學(xué)院等地的研究者在《美國(guó)醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，研究人員評(píng)估了3D打印口罩作為N95口罩的替代品的可能性。



N95口罩已被可以有效防止呼吸道疾病的傳播，例如2019年爆發(fā)的冠狀病毒病 (COVID-19)。然而，供應(yīng)短缺的現(xiàn)象明顯增加，這就迫切需要一種有效且安全的N95口罩替代品。

關(guān)于研究
在本研究中，研究人員測(cè)試了三種流行的3D打印口罩，并與KN95和N95口罩相比，測(cè)試了它們?cè)诓煌�臉型上的貼合度。該團(tuán)隊(duì)使用了Thingiverse和 MyMiniFactory等3D打印設(shè)計(jì)庫(kù)中的口罩模型。實(shí)驗(yàn)參與者是來(lái)自同一機(jī)構(gòu)的本科預(yù)科醫(yī)學(xué)生和醫(yī)學(xué)生。五名受訪者都沒(méi)有任何禁忌癥，例如任何慢性肺病。

研究人員對(duì)參與者的面部進(jìn)行了測(cè)量。面部長(zhǎng)度是從鼻梁到下巴的距離，而面部寬度則從鼻尖到耳朵的距離。該團(tuán)通過(guò)使用粒子計(jì)數(shù)器和粒子發(fā)生器進(jìn)行了擬合測(cè)試。同時(shí)他們還進(jìn)行了適合性測(cè)試，根據(jù)OSHA協(xié)議的推薦，這包括四個(gè)模擬日常活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)，例如： (1) 50 秒前傾；(2) 30秒發(fā)言；(3) 30秒左右搖頭；(4) 30秒上下?lián)u頭。該團(tuán)隊(duì)最后進(jìn)行了貼合性測(cè)試，以比較KN95口罩與N95口罩的功效。

研究人員利用熱成型為每個(gè)參與者量身定制了3D打印貼合性口罩，方法是用吹風(fēng)機(jī)加熱面罩，直到塑料具有延展性。參與者用食指和拇指輕輕按壓，將加熱的面罩貼在臉上，由研究人員測(cè)量面罩的貼合度。然后，該團(tuán)隊(duì)將帶有軟管配件的N95固定到3D打印面罩的過(guò)濾器部分，以進(jìn)行貼合性測(cè)試。      

結(jié)果
研究結(jié)果表明，只有低聚 COVID-1面罩通過(guò)了OSHA N95 貼合度測(cè)試。在兩名參與者中，標(biāo)準(zhǔn)1860S N95口罩未通過(guò)適合性測(cè)試，因此使用了46727型號(hào) N95口罩。當(dāng)一名參與者再次接受測(cè)試時(shí)，低聚 COVID-19 面罩的貼合系數(shù)即使在使用熱塑性聚氨酯 (TPU) 而不是聚乳酸 (PLA) 打印后也保持不變。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)途?COVID-19 面罩的過(guò)濾器更換為具有95%過(guò)濾率的高效微�？諝� (HEPA) 過(guò)濾器或美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所 (NIOSH) 時(shí)值得注意的是，將過(guò)濾器更換為 KN95 會(huì)導(dǎo)致與外科口罩相似的貼合系數(shù)不足。  

結(jié)論
總體而言，研究結(jié)果表明，低聚 COVID-19 面罩提供了一種經(jīng)濟(jì)、易于制造、可重復(fù)使用和可定制的呼吸器，在防止 COVID-19 和類似呼吸道病原體方面與 N95 面罩相當(dāng)。研究人員認(rèn)為，本研究為未來(lái)開(kāi)發(fā)更高效的口罩奠定了基礎(chǔ)，即（1）實(shí)現(xiàn)高效過(guò)濾；(2) 更適合各種面孔；（3）減少生產(chǎn)口罩的時(shí)間、資源、材料等因素的使用；(4) 提高對(duì)呼吸道病原體提供充分保護(hù)的口罩設(shè)計(jì)的識(shí)別和生產(chǎn)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2022.04.026