Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression medRxiv en avril 2020 rapporte une adaptation innovante d'un masque de plongée standard avec quelques pièces sur mesure et un filtre, à utiliser par le personnel hospitalier comme masque de protection réutilisable.
Sommaire
Qu'est-ce qui a motivé l'étude?
Dans le contexte de la crise actuelle du COVID-19, où les agents de santé sont en première ligne jour et nuit, les équipements de protection individuelle (EPI) sont devenus primordiaux pour les maintenir en bonne santé. Cependant, la disponibilité des EPI est loin de répondre à l'immense échelle de la demande.
Adaptation ingénieuse
Les chercheurs évaluent l'utilisation d'une adaptation facilement applicable à un masque de plongée standard standard complet en tant que solution d'urgence à la pénurie actuelle d'EPI. Le principal avantage est que ces masques sont déjà disponibles en grande quantité.
L'étude indique: «Ce projet est un effort pour fournir une solution plus sûre à la crise actuelle de pénurie d'EPI par rapport aux masques ou bandanas maison non testés, qui souvent ne peuvent pas fournir de bons joints autour du visage et ne sont pas testés pour une efficacité de filtration élevée.»
La conception
La nouvelle adaptation décrite dans le document convertit le masque en un écran facial complet avec un joint d'étanchéité à l'air et un filtre d'entrée et de sortie d'air. Les masques de plongée ont généralement un aéroport de plongée en haut, avec un canal d'inhalation et deux pour l'air expiré. Un orifice d'expiration supplémentaire avec une valve unidirectionnelle est situé au niveau du menton ou de la bouche dans la plupart des modèles.
Figure 1 (A) Pneumask proposé et (B) Prototype illustré sur l'utilisateur. Le masque de plongée est connecté à un filtre viral en ligne pour fournir des protections aux travailleurs de la santé. Le masque de plongée et l'adaptateur peuvent être désinfectés, fournissant ainsi une solution réutilisable.
Avec le masque modifié, l'air inhalé passe à travers un filtre couplé, la plupart de l'air expiré sortant par la valve du menton. Le masque peut subir des protocoles de désinfection standard sans perdre son étanchéité à l'air, permettant sa réutilisation.
Le masque est destiné à être utilisé par les médecins, les infirmières et le personnel hospitalier qui doivent opérer sans EPI standard approuvé par la FDA. La principale motivation derrière le masque est d'empêcher la propagation de l'infection à un utilisateur en bonne santé, contrairement à de nombreux autres modèles destinés à être utilisés par des patients sous respirateur. Ceux-ci sont conçus pour protéger l'environnement de toute contamination.
Ainsi, l'utilisateur du masque est supposé être à la fois alerte et actif, utiliser des protocoles de fonctionnement standard et pouvoir faire stériliser et désinfecter le masque selon les normes hospitalières. À l'heure actuelle, les filtres utilisés avec le Pneumask ne sont disponibles que pour les médecins et autres personnes travaillant dans les hôpitaux et non pour les patients.
Le port de plongée de ce masque standard est connecté à un filtre via un adaptateur sur mesure. Deux approches sont possibles concernant le filtre. Il peut s'agir d'un filtre respiratoire de qualité médicale prêt à l'emploi connecté directement en ligne à l'adaptateur ou d'un filtre alternatif tel qu'une paire de filtres industriels P-100 évalués par le NIOSH à connecter via un autre adaptateur modulaire.
L'avantage d'utiliser de tels filtres est qu'ils restent opérationnels beaucoup plus longtemps que les respirateurs N95 actuellement utilisés, qui sont des masques jetables.
(A) Il s'agit de la première solution qui permet d'utiliser un masque de plongée comme un EPI entièrement réutilisable; comprenant (B, de gauche à droite) un masque de plongée complet Dolfino, un adaptateur et un filtre en ligne Hudson RCI 1605. (C) La conception est basée sur la norme de connecteur ISO 5356-1: 2015 Appareils anesthésiques et respiratoires – Connecteurs coniques – partie 1: Cônes et douilles). Une version plus récente de cette pièce a été adaptée pour être utilisée avec le moulage par injection par Boston Scientific.
La conception se prête à deux exigences, avec l'utilisation de deux pièces d'adaptateur de couplage. Pour les anesthésiologistes et autres membres du personnel général, il n'est pas nécessaire d'avoir un champ stérile. En d'autres termes, l'air expiré n'a pas besoin d'être filtré ou dirigé loin du patient. Il s'agit de la situation d'utilisation la plus courante, pour laquelle le Pneumask-G est recommandé.
Pour les chirurgiens, l'air doit être tenu à l'écart du patient. Cela représente une petite minorité d'utilisation. Le Pneumask-S est destiné à ces situations. Il peut également être utilisé lorsqu'un chirurgien échoue au test d'ajustement avec les masques N95, car l'alternative typique actuellement utilisée, à savoir les respirateurs à pression positive (PAPR), est difficile à utiliser dans une intervention chirurgicale.
(a) Conception de la pièce d'un ISO mâle de 22 mm vers deux ports de prise standard pour les filtres de qualité industrielle. (b) Ensemble avec deux filtres P100 (pièce 2097, 3M), (c-d) Ensemble masque avec plusieurs types de filtres NIOSH industriels. (e-f) Assemblage complet sur Dominic Peralta avec différents types de filtres.
Valider le design
L'EPI respiratoire est destiné à empêcher l'utilisateur de subir une exposition à des particules infectieuses dans les gouttelettes respiratoires d'une personne infectée. Cependant, de petites quantités d'exposition peuvent se produire avec la présence d'une fuite au niveau du visage, la pénétration du filtre et une contamination interne.
La fuite du visage dépend de l'ajustement du masque, qui varie en fonction de la forme du visage et de la forme du masque. Il doit être vérifié indépendamment pour chaque utilisateur. La pénétration du filtre est bloquée en utilisant un matériau filtrant à haute efficacité. La contamination des masques peut être minimisée par une formation appropriée des utilisateurs, un entretien personnalisé approprié et un stockage adéquat après la stérilisation.
Les tests d'ajustement ont révélé qu'il pouvait former un joint compétent au-dessus des normes d'un respirateur à demi-visage ou des masques N95 standard. Le test de filtre indépendant montre également que les performances sont égales aux normes N95, sinon supérieures, bien que la qualité du filtre détermine la limite de performance réelle.
L'accumulation de dioxyde de carbone et l'utilisabilité clinique du masque ont également été testées, et l'appareil a satisfait à ces critères. L'appareil permet à l'utilisateur de voir suffisamment bien et la parole, bien que «quelque peu étouffée», peut être rendue audible par amplification si l'environnement est trop bruyant. L'amplification est réalisée via le relais vocal Bluetooth vers les haut-parleurs du téléphone portable via une application.
Les chercheurs résument: «L'avantage du Pneumask en tant qu'ÉPI est qu'il est réutilisable pendant des périodes plus longues que les respirateurs jetables N95 typiques, car le masque de plongée peut résister à des protocoles de décontamination rigoureux (qui sont standard pour les respirateurs élastomères ordinaires). Avec la grave pénurie mondiale d'EPI pour le personnel médical, nos conclusions sur les performances et l'efficacité de Pneumask en tant que technologie alternative N95 sont prudemment optimistes. »
