Ein team der Universität von Chicago-Forschern entwickelt hat, einen besseren, schnelleren Weg zu dekontaminieren N95-Masken mit UV-Licht—potenziell sparen Tausende der begehrten Masken während der COVID-19-Pandemie.
Das system ist derzeit im Einsatz im Krankenhaus an der Universität von Chicago, und das team arbeitet mit der polský Zentrum für Unternehmertum und Innovation zu bescheinigen und Vergrößere Sie für den weiteren Gebrauch.
UV-C, der Wellenlänge des Lichts mit der Fähigkeit, Keime abzutöten, hat sich als die bevorzugte Lösung für die Desinfektion von persönlicher Schutzausrüstung. Aber auch wenn es einfach zu implementieren und umfassend anwendbar, die Methode ist nicht ohne seine Nachteile; wie bei jedem Licht, UV-Systeme können Schatten werfen, verlassen Teile von Oberflächen in der Dunkelheit.
Um dieses Problem zu beheben, Peter Eng, Experimentalphysiker und professor an der UChicago, entworfen und fabriziert ein N95-Atemschutzmaske Dekontamination Kabinett, das mit einem UV-Lampen-Anordnung, eliminiert Schattenbildung und optimiert die Dosis auf alle Oberflächen der Maske.
Die aktuelle Konfiguration kann vollständig desinfizieren 180 Masken pro Stunde, und die Erfinder schätzen Sie eine skalierte, automatisierte version kann bis zu 1.440 Masken pro Stunde—oder mehr als 34.000 pro Tag.
Ein Durchbruch nach einer unruhigen Nacht
Ger, der mit einem UV-system zum aushärten in seinem Labor am Center for Advanced Radiation Sources basiert, am Argonne National Laboratory, kam mit der Idee für die Dekontamination Kabinett Mitte März, während der ersten Tage der Chicago ‚ s shelter-in-place-order.
Kann nicht schlafen eine Nacht, er stieg aus dem Bett und begann die Erforschung verschiedener dekontaminations-Techniken. Am morgen hatte er entdeckt einen großen Körper der veröffentlichten arbeiten, die zeigten, dass UV-Bestrahlung wirksam war in der rendering-Viren inaktiv und begann, um Anrufe zu verschiedenen Forscher. Basierend auf diesen Informationen, machte er ein paar Berechnungen an und erzeugt eine 3-D Solidworks-Modell und eine Liste der Komponenten, die für einen dedizierten N95-Maske Desinfektion Gerät.
„Als Wissenschaftler arbeiten in der Welt der Forschung—speziell in der Projektierung von Geräten, die wir verwenden für die Experimente machen—ich bin es gewohnt, Kontaktaufnahme mit Autoren und Unternehmen, so begann ich einfach die Zeitung Lesen und die Entwicklung einer Datenbank,“ sagte Dipl. – Ing.
Am nächsten Tag, Asst. Prof. Naoum Issa, Leiter der Epilepsie-Forschung an der Universität von Chicago-Medizin, stellen Eng in Kontakt mit Jon Brickman, der Krankenhaus-Geschäftsführer der Peri-und verfahrenstechnische service. Brickman, deren Aufgabe beinhaltet die Erhaltung PSA, geholfen Eng definieren die Anforderungen für ein system, das die Bedürfnisse des medical center. Issa auch seine klinische input über Methoden und Anforderungen für die Desinfektion Protokolle.
„Im Gespräch mit Jon, die ich entdeckte, hatte er das dringende Bedürfnis zu beginnen Sie ein Desinfektionsverfahren mit vorhandenen high-Power-UV-Desinfektion-Einheiten, die das Krankenhaus bereits im Besitz,“ DEU sagte.
Eng sah in die details dieser Einheiten und ein Weg, um vorübergehend zu nutzen, die das Krankenhaus-Ausrüstung zu desinfizieren, eine Reihe von Masken, statt den Betrieb und die Versorgung der Patienten Zimmer, für die die Geräte konzipiert.
Brickman beschrieben Eng als Katalysator für den übergang vom „wir können dies tun, mit den Einheiten, die wir haben“ zu „wir können das besser.“
„Oberste Führung hat früh erkannt, dass eine nationale Mangel von N95 Atemschutzmasken, müssten wir schnell handeln, um zu bewahren und erweitern unseren Bestand“, sagte Brickman. „Basierend auf der Literatur bei der Zeit und der Zugang zu leicht verfügbaren kommerziellen UV-Desinfektion von Geräten aus ultraviolette keimtötende Bestrahlung eine attraktive option für unsere Anlage.“
Mit Kupfer-Rohrleitungen und eine Lötlampe in der hand, Eng verbrachte das Wochenende zusammen mit seinem Freund, Künstler und Schreiner Steve Badgett -, Löt-eine frame-Struktur zum halten der Masken. Ein paar Tage später, Eng und Badgett gelieferten fünf rolling frames Brickman, zusammen mit einer detaillierten Raum-Karte, die markiert, die für die Platzierung der Lampe Türme rund um die N95-Maske-Rahmen. Dann liefen Sie umfangreiche tests, um sicherzustellen, dass die arrays wurden in der Tat gründlich desinfizieren der Masken.
UChicago Medizin wurde über das system zu desinfizieren, Masken seit Anfang April. Über den Verlauf der Pandemie, die Wiederaufbereitung sparen könnte die academic health system Tausende von hart-zu-kommen-von Masken.
Auch schnellere Methoden
Sobald die temporäre Krankenhaus-system zum laufen zu bringen, Eng wandte seinen Fokus auf die Entwicklung eines neuen Systems von Grund auf, das könnte gründlich dekontaminieren Masken bei einer viel höheren rate.
Eine Woche nach der Montage sein team, Eng gebaut und getestet, der Prototyp—eine Art Schrank. Desinfizieren Sie die Masken, die Sie laden Sie einfach die Masken in racks, ein paar zu einer Zeit, und warten, wie ein Bad von Licht bewegt sich durch.
„Durch die Optimierung der Licht-array in der box, Sie gleichmäßig auszuleuchten, alle Oberflächen und minimieren die Höhe der Zeit zu sein“, sagte DEU—stellt fest, dass es auch entscheidend ist, dass niemand die Oberfläche der Maske unterliegt, viel mehr Licht als alle anderen. Das ist wichtig, denn eine Maske kann nur so viel Bestrahlung, bevor es beginnt zu brechen und muss verworfen werden.
„Es ist nicht einfach die Anzahl der Male geht es durch das system; es ist die Summe der Bestrahlung,“ DEU erklärt. „Durch Homogenisierung, dieses Muster, es maximiert die Anzahl der Desinfektions-Zyklen.“
Das Krankenhaus hat begonnen, mit dem Eckschrank-system zu desinfizieren mehr Masken. Eine zweite version ist auch in den Werken, und Eng ist das aktive arbeiten mit den polský Zentrum für Unternehmertum und Innovationen zu sprechen, die mit dem Produkt-design-Unternehmen. Die nächsten Schritte beinhalten die Bewertung der Gestaltung und Durchführung aller notwendigen änderungen, um zu produzieren eine Reihe von Zeichnungen, die verwendet werden könnte, von einem Hersteller. In der Zukunft könnte das system profitieren andere Branchen, wie gut.
„Es ist ein Prozess, ich kann mir leicht vorstellen, in einer Fabrik,“ sagte Eng, wer verwendet, um die Arbeit auf einer Verpackungslinie in einem food supply company. Noch unterstützt durch veröffentlichte Artikel und Messungen der tatsächlichen Anlage zu haben, er sagte, die zahlen sprechen für sich: „ich fühle mich wie ich schlafen kann. Außerdem können die Menschen Ihre eigenen Entscheidungen treffen—bin ich nicht geben Ihnen Ratschläge, ich gebe Ihnen die Quelle der Informationen.“