用于制作N95, FFP2 和普通外科口罩的高质量过滤材料

Dr. Timo J.C. Oude Vrielink, Prof. Johanna H. Meijer
医学技术系,细胞和化学生物系,莱顿大学医学中心,莱顿,荷兰

这是一篇在PLOS ONE 杂志上发表文章的简化版本,原文链接可见:
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0236239

由王雨濛翻译成中文
细胞和化学生物系,莱顿大学医学中心,莱顿,荷兰

由于当下防护口罩的短缺以及由此导致的临床人员个人防护设备的缺乏,我们提出了自下而上的能使医院制造出满足以下条件防护口罩的解决方案。 1. 达到过滤要求;2.易于在当地快速生产;3.可以使用世界各地医院的常见材料制造。由于SARS-CoV-2可通过呼吸道飞沫传播,也可能通过气溶胶传播,因此世界各地对高质量并经过严格检验的防护口罩的需求急剧增加。 世界卫生组织(WHO)准则要求重症监护室的医护人员需佩戴至少FFP2或N95等级的口罩(FFP2的过滤效率至少为94%)。WHO建议医护人员在其他情况下佩戴医用外科口罩,该口罩防飞沫效果较好,但对于颗粒的过滤效果较低。

我们研究了灭菌包装材料是否适用于生产FFP2,N95和医用外科手术口罩包装材料Halyard Quickcheck H300(由Owens&Minor制造)被世界各地的医院用于包装外科器械进行灭菌。

我们发现该包装材料所制成的口罩符合FFP2和医用外科口罩的过滤标准(表1)。具体而言,三层H300自制口罩分别对0.3 µm,0.5 µm和3.0 µm的颗粒达到了94%,99%和100%的过滤效果。其接近于FFP2和N95口罩的过滤效率。两层自制口罩则分别达到86.60±1.91%,98.02±0.46%和99.97±0.01%的过滤效果(满足FFP1防护口罩的标准)。仅使用一层材料即可达到用作“医用外科口罩”的条件。经过反复灭菌后,该材料仍足以用来制做外科口罩。

表1.与商用口罩相比,Quickcheck H300材料的过滤效率

 0.3 µm0.5 µm3.0 µm
医用外科口罩54.52±2.77%88.61±1.13%98.92±0.64%
单层H30070.08±0.48%89.68±0.70%99.74±0.13%
FFP2口罩94.08±0.42%99.57±0.04%100.00±0.00%
三层H30093.84±0.37%99.45±0.08%99.99±0.01%

我们提出了该制作方法,以便于医院自行生产防护口罩。我们列举出了口罩生产中常用的材料(铝,氯丁橡胶和弹性材料)及规格(请参见图1),但也有不用此些材料的其它方法。该设计的唯一关键要求是一台可以从较大的板材上切出铝和弹性条的机器。该方案相对容易制造,并改良了口罩的形状,增大了口罩表面的利用率,从而增加了佩戴时的透气性和舒适度。

该研究专门针对医院和其他高危环境,Halyard医用灭菌包装材料符合WHO的标准,因此可用于保护缺乏医用防护物资和经费的医护人员及其他工作人员。

图1.一种使用无菌隔离材料制造口罩的设计。 (A)材料的折叠和缝合。 stich line: 缝合线 elastic band: 松紧带(B)鼻夹的固定和最终设计效果。 完整描述请见原文。

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