Proyecto UM apunta a fabricar localmente respiradores N95

Un proyecto dirigido por la Universidad de Michigan tiene como objetivo satisfacer las necesidades de respiradores médicos N95 después de una escasez al principio de la pandemia de COVID-19 y podría conducir a una "plataforma de innovaciones" en materiales y diseños de las máscaras.

El proyecto, codirigido por Albert Shih, profesor del departamento de ingeniería mecánica, busca crear dos máquinas modulares estadounidenses para fabricar las máscaras localmente.

Una capa intermedia de las máscaras N95 está hecha de un material de filtración de plástico no tejido soplado en fusión que está cargado electrostáticamente y puede detener partículas de aerosol del tamaño de un virus. La capa escaseó durante la pandemia y el suministro mundial es fabricado por grandes máquinas fabricadas principalmente en China y Alemania, dijo Shih.

"Solo dos países pueden fabricar estas grandes máquinas ahora", dijo Shih. "Hacemos hincapié en... la producción local, por lo que nuestras máquinas son más pequeñas y tienen un diseño más modular".

Las resinas necesarias para producir los filtros para las máscaras no se fabrican en los Estados Unidos, dijo Brian Love, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Biomédica de la UM.

“Fabricamos muchos no tejidos colectivamente en los EE. UU., dijo Love. “Hay una gama de estas resinas que se producen, pero muchas de ellas no tienen el aditivo para poder funcionar como un filtro atractivo basado en carga. Si tenemos la capacidad de la máquina aquí, podemos formular nuestras propias resinas para hacer capas no tejidas que reproduzcan lo que se usa en las máscaras en este momento".

La pandemia impulsó las innovaciones en el diseño y los materiales de las máscaras, pero deben tener capacidades de fabricación para tener un impacto en la salud de las personas, dijo Shih. Su laboratorio está trabajando con empresas de maquinaria con sede en EE. UU. para diseñar y construir las máquinas de fabricación de N95.

"Básicamente, estamos utilizando el diseño existente del material existente para demostrar que podemos hacer eso en una máquina pequeña para la producción localizada", dijo Shih.

Los trabajadores de la salud buscaron inicialmente respiradores N95 quirúrgicos, un subconjunto de los N95, para limitar la exposición al COVID-19, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Estados Unidos encontró una escasez crítica de equipo de protección personal, o PPE, incluidos los respiradores, al comienzo de la pandemia. La Administración de Alimentos y Medicamentos anunció el verano pasado que la demanda en los entornos de atención médica ya no superaba la demanda.

Una vez que se construya la máquina, el laboratorio de Shih primero la probará para ver si puede crear máscaras N95 utilizando el material y el diseño fundidos por soplado actuales. Luego, pueden comenzar a experimentar con nuevos diseños y materiales de máscaras que pueden permitir una mejor filtración, comodidad y sellado alrededor de la cara, dijo Shih.

Las máquinas podrían ser "una plataforma para innovaciones" en nuevos materiales y diseños de mascarillas N95, particularmente para los trabajadores de la salud, dijo Shih.

"La fase dos es donde las innovaciones de los nuevos materiales y los nuevos diseños se unirán para ser competitivos", dijo.

Cambiar la filtración en las máscaras N95 es costoso con las grandes máquinas que se usan actualmente, dijo Shih. Todavía no está claro cuánto costará fabricar máscaras N95 con la nueva máquina, pero el objetivo es ser competitivo en costos, dijo Shih.

El proyecto podría ser una medida de seguridad preventiva en caso de futuras pandemias que involucren virus en el aire cuando probablemente se necesiten máscaras N95, dijo Love.

"El solo hecho de tener un solo productor solo dentro de los EE. UU. que estuviera fabricando los materiales de máscara apropiados contribuiría en gran medida a minimizar básicamente los problemas de amplificación que podrían surgir de las interrupciones en la cadena de suministro", dijo Love.

El proyecto recibió $ 3 millones en fondos de la Ley del Plan de Rescate Estadounidense, y dos fabricantes con sede en Florida están trabajando en la construcción de las máquinas. Hills Inc. está construyendo la máquina de soplado en fusión mientras que la corporación DemeTECH está construyendo la máquina de ensamblaje N95. La máquina de ensamblaje integrará la máquina de soplado en fusión de Hill este verano y Shih espera transferir e instalar el sistema de producción N95 en Michigan para fines de 2023.

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