La nouvelle pandémie de coronavirus a presque épuisé les stocks de matériel médical aux États-Unis. L'équipement de protection individuelle, comme les masques, sert de défense de première ligne aux professionnels de la santé avec un siège au premier rang pour COVID-19.
Pour venir en aide à ces médecins et infirmières, une équipe de scientifiques de l'Université de Virginie-Occidentale et du National Institute for Occupational Safety and Health, qui a développé deux revêtements de visage alternatifs qui sont aussi efficaces pour bloquer les nouveaux coronavirus que ces masques N95 très convoités .
Vous pouvez même avoir certains des matériaux pour les fabriquer: un filtre de fournaise et une imprimante 3D.
Lorsque COVID-19 a commencé à s'infiltrer en Virginie-Occidentale, les responsables de la santé et la garde nationale de l'État ont commencé à chercher des solutions pour protéger les premiers intervenants, les prestataires de soins de santé et les patients touchés par un manque d'EPI.
Ils ont recherché une expertise dans le Centre de toxicologie par inhalation de WVU dirigé par Timothy Nurkiewicz. iTOX comprend l'installation d'inhalation WVU à la pointe de la technologie où les chercheurs peuvent tester les effets des particules inhalées, même des gouttelettes de COVID-19 simulées.
Nurkiewicz et son équipe ont conclu que le matériau du filtre à air des fours domestiques – vous savez, ceux que vous oubliez de changer tous les trois mois – peut obstruer efficacement les particules de coronavirus.
Les filtres de fournaise HVAC – en particulier les filtres de qualité supérieure qui éliminent les allergènes et les acariens – peuvent bien bloquer le COVID-19. Nous pouvons les superposer et les utiliser avec des conceptions 3D accessibles au public pour des masques respiratoires qui couvriraient votre visage. Cette combinaison offre une protection significative à toute personne exposée aux gouttelettes de COVID-19. «
Timothy Nurkiewicz, président de physiologie et pharmacologie à la WVU School of Medicine
Travis Goldsmith, ingénieur principal de recherche iTOX, a lancé le projet en explorant des moyens de tester rapidement des matériaux de filtre non conventionnels. iTox a travaillé en collaboration avec Veronica Cyphert, Julie O'Neil et le Dr Robert Gerbo, de WVU Occupational Medicine, pour identifier que le matériau du filtre à air dans un masque imprimé en 3D fonctionnait assez bien.
Le Dr Matthew Dietz, de WVU Orthopedics, a apporté une expertise supplémentaire en impression 3D et a ajouté des joints de fenêtre / porte communs au masque. Cet ajout a valu au masque la désignation de «réussite» pour les tests d'ajustement cliniques effectués par la médecine du travail.
L'équipe a transmis ces recommandations à la West Virginia National Guard, qui est en train de produire ces masques. La Garde nationale dispose d'un réseau d'imprimantes actuellement utilisées, a déclaré Nurkiewicz.
Pour la deuxième alternative réussie, l'équipe de Nurkiewicz a développé un adaptateur qui peut être imprimé en 3D et modifié pour s'adapter à tout masque facial. Goldsmith et Kevin Engels, de physiologie et pharmacologie, ont d'abord développé un prototype. Oxana et Mark Tseytlin de WVU Biochemistry et Walter McKinney et Erik Sinsel de NIOSH à Morgantown ont travaillé rapidement pour développer le prototype en un produit imprimé en 3D et l'essayer sur un masque CPAP. L'équipe a découvert qu'elle empêchait efficacement les gouttelettes de coronavirus simulées de s'infiltrer.
Nurkiewicz a déclaré que les modèles de conception seront mis gratuitement à la disposition du public dans les semaines à venir au fur et à mesure que l'équipe peaufine les fichiers.
« Sans l'expertise des chercheurs et des professeurs experts de la West Virginia University, nous ne serions pas en mesure d'aller de l'avant avec notre réseau d'institutions universitaires, de collèges communautaires et techniques, d'industries publiques et privées qui sont en mesure d'imprimer en 3D ces conceptions testées pour répondre au besoin sans cesse croissant d'EPI dans notre État « , a déclaré le major-général James Hoyer, adjudant général de la Garde nationale de Virginie-Occidentale. « Cette collaboration souligne l'importance de construire des partenariats solides entre les universités et les agences gouvernementales pour développer des solutions innovantes aux problèmes les plus urgents auxquels notre population est confrontée, y compris notre lutte actuelle contre le COVID-19 dans l'État de la Montagne. »
Dans l'ensemble, l'équipe a testé plus de 20 matériaux et conceptions de masques. Alors que les professionnels de la santé se préparent à un pic attendu de nouveaux cas de coronavirus en Virginie-Occidentale dans les prochaines semaines, l'équipe de Nurkiewicz surveille les niveaux locaux d'EPI et est prête à apporter son aide si nécessaire.
Le WVU Inhalation Facility mesure, identifie et découvre comment les particules que nous respirons affectent notre santé. Il offre aux chercheurs des capacités de surveillance en temps réel, tandis que les nombreux types de particules respirables qu'il peut accueillir lors d'expériences simultanées en font un modèle international.
« Nous avons la capacité de générer des atmosphères artificielles de gouttelettes et de particules et pouvons évaluer la distribution de taille des aérosols. Normalement, nous évaluons l'impact de leur inhalation sur les systèmes cardio-respiratoire et reproducteur », a déclaré Nurkiewicz. « Maintenant, nous déterminons si un filtre remplit ou non une fonction de barrière. Au cours des dernières semaines, nous avons pratiquement tout testé. »
À l'intérieur du centre d'inhalation, l'équipe de Nurkiewicz effectue des expositions de génération d'aérosols, qui utilisent des impulsions ultrasonores pour déplacer les particules et les poussières sans contact physique. Les chercheurs ont déjà utilisé l'installation iTOX pour étudier les nanomatériaux et les particules inhalables des cigarettes électroniques, les émissions automobiles et les brûlures militaires.
« La nécessité est la mère de l'invention », a déclaré Nurkiewicz lors d'une réflexion sur les dernières semaines. « Nous rêvons et trouvons un tas d'idées folles, mais travailler avec l'armée a vraiment été instructif et gratifiant. C'est un groupe de personnes formidable, et nous sommes très chanceux d'avoir leur service. »
Nurkiewicz a déclaré que la recherche n'aurait pas été possible sans l'effort dévoué d'une équipe diversifiée d'experts réunis en un seul.
