Babesteko Ekipo eta Materialetarako Bikaintasun Zentroa (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanada
Erabili beheko esteka artikulu honen testu osoa zure lagun eta lankideekin partekatzeko.gehiago ikasi.
Osasun publikoko agentziek gomendatzen dute komunitateek maskarak erabiltzea aireko gaixotasunen hedapena murrizteko, hala nola COVID-19.Maskarak eraginkortasun handiko iragazki gisa jarduten duenean, birusaren hedapena murriztuko da, beraz, garrantzitsua da maskaren partikulen iragazketa-eraginkortasuna (PFE) ebaluatzea.Hala ere, giltza eskuan PFE sistema bat erostea edo laborategi homologatua kontratatzearekin lotutako kostu handiek eta epe luzeek iragazki-materialen probak oztopatzen dituzte.Argi dago PFE proba-sistema "pertsonalizatua" baten beharra dagoela;hala ere, maskarak (medikuak) PFE probak agintzen dituzten estandarrak (adibidez, ASTM International, NIOSH) asko aldatzen dira beren protokoloen eta jarraibideen argitasunean.Hemen, maskarak probatzeko PFE sistema eta metodo "barne" baten garapena deskribatzen da, egungo maskara medikoen estandarren testuinguruan.ASTM nazioarteko arauen arabera, sistemak latexeko esferak (0,1 µm-ko tamaina nominala) aerosolak erabiltzen ditu eta laser partikulen analizatzaile bat erabiltzen du maskara-materialaren uretan eta beheran dauden partikulen kontzentrazioa neurtzeko.Egin PFE neurketak hainbat ehun arruntetan eta maskara medikoetan.Lan honetan deskribatzen den metodoak PFE proben egungo estandarrak betetzen ditu, eta, aldi berean, malgutasuna eskaintzen du behar eta iragazketa baldintzetara egokitzeko.
Osasun publikoko agentziek gomendatzen dute biztanleria orokorrari maskarak erabiltzea COVID-19 eta tanta eta aerosol bidez transmititutako beste gaixotasun batzuen hedapena mugatzeko.[1] Maskarak janzteko eskakizuna eraginkorra da transmisioa murrizteko, eta [2]-k adierazten du probatu gabeko komunitateko maskarek iragazketa erabilgarria ematen dutela.Izan ere, modelizazio-ikerketek frogatu dute COVID-19aren transmisioaren murrizketa maskararen eraginkortasunaren eta adopzio-tasaren produktu konbinatuarekiko ia proportzionala dela, eta populazio-neurri hauek eta beste neurri batzuek ospitaleratzeak eta heriotzak murrizteko eragin sinergikoa dute.[3]
Osasungintzako eta lehen mailako beste langile batzuek behar dituzten maskara eta arnasketa mediko ziurtatuen kopurua izugarri handitu da, lehendik dauden fabrikazio- eta hornikuntza-kateei erronkak jarriz, eta fabrikatzaile berriek material berriak azkar probatu eta ziurtatzen dituzte.ASTM International eta Laneko Segurtasun eta Osasunerako Institutu Nazionalak (NIOSH) bezalako erakundeek maskarak medikoak probatzeko metodo estandarizatuak garatu dituzte;hala ere, metodo horien xehetasunak asko aldatzen dira, eta erakunde bakoitzak bere errendimendu estandarrak ezarri ditu.
Partikularen iragazketa-eraginkortasuna (PFE) maskara baten ezaugarri garrantzitsuena da, aerosolak bezalako partikula txikiak iragazteko duen gaitasunarekin lotuta dagoelako.Maskara medikoek PFE helburu zehatzak bete behar dituzte [4-6] ASTM International edo NIOSH bezalako agentzia erregulatzaileek ziurtagiria izateko.Maskara kirurgikoak ASTM-k ziurtagiria du, eta N95 arnasgailuak NIOSH-k ziurtagiria du, baina bi maskarak PFE ebaki-balio zehatzak gainditu behar dituzte.Esate baterako, N95 maskarek % 95eko iragazpena lortu behar dute 0,075 µm-ko batez besteko diametroa duten gatz partikulaz osatutako aerosoletan, eta ASTM 2100 L3 maskar kirurgikoek, berriz, % 98ko iragazpena lortu behar dute 0,1 µm-ko batez besteko diametroa duten latexezko bolaz osatutako aerosoletan. .
Lehenengo bi aukera garestiak dira (> 1.000 $ probako lagin bakoitzeko, 150.000 $ baino gehiago zehaztutako ekipoetarako) eta COVID-19 pandemian, atzerapenak daude entrega-epe luzeak eta hornikuntza-arazoak direla eta.PFE proben kostu altuak eta sarbide-eskubide mugatuak —errendimendu estandarizatuen ebaluazioei buruzko orientazio koherente faltarekin batera— ikertzaileek proba pertsonalizatutako hainbat sistema erabiltzera eraman dituzte, sarritan ziurtatutako maskara medikoen estandar batean edo gehiagotan oinarritzen direnak.
Lehendik dagoen literaturan aurkitutako maskararen materiala probatzeko ekipamendu bereziak goian aipatutako NIOSH edo ASTM F2100/F2299 estandarren antzekoak izan ohi dira.Hala ere, ikertzaileek aukera dute diseinua edo funtzionamendu-parametroak euren lehentasunen arabera aukeratu edo aldatzeko.Adibidez, laginaren gainazaleko abiaduran, aire/aerosolaren emaria, laginaren tamaina (eremua) eta aerosol partikulen konposizioaren aldaketak erabili dira.Azken ikerketa askok ekipamendu pertsonalizatuak erabili dituzte maskara-materialak ebaluatzeko.Ekipamendu hauek sodio kloruroko aerosolak erabiltzen dituzte eta NIOSH estandarretik gertu daude.Adibidez, Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) eta Joo et al.(2021) Eraikitako ekipamendu guztiek sodio kloruroaren aerosolak sortuko dituzte (hainbat tamainak), karga elektrikoaren bidez neutralizatua, aire iragaziarekin diluitua eta materialaren laginera bidaliko da, non partikula optikoen neurria, partikula konbinatuen kontzentrazio desberdinetako partikula kondentsatua [9, 14-16] Konda et al.(2020) eta Hao et al.(2020) Antzeko gailu bat eraiki zen, baina karga neutralizatzailea ez zen sartu.[8, 17] Ikerketa hauetan, laginaren airearen abiadura 1 eta 90 L min-1 artean aldatu zen (batzuetan fluxu/abiadura efektuak detektatzeko);hala ere, gainazaleko abiadura 5,3 eta 25 cm s-1 artean zegoen.Badirudi laginaren tamaina ≈3,4 eta 59 cm2 artean aldatzen dela.
Aitzitik, gutxi dira maskara-materialak ebaluatzeko latexezko aerosolak erabiltzen dituzten ekipoen bidez, zeina ASTM F2100/F2299 arautik hurbil dagoena.Adibidez, Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) eta Lu et al.(2020) Poliestireno latexezko aerosolak ekoizteko gailu bat eraiki zuen, diluitu eta material laginetara bidali zena, partikulen kontzentrazioa neurtzeko hainbat partikulen analizatzaile edo eskaneatzeko mugikortasunaren partikulen tamaina analizatzaile erabili ziren.[18-20] Eta Lu et al.Karga neutralizatzaile bat erabili zuten aerosol-sorgailutik behera, eta beste bi ikerketen egileek ez.Laginaren aire-fluxua ere zertxobait aldatu zen —baina F2299 estandarraren mugen barruan— ≈7,3tik 19 L min-1era.Bagheri et al-ek ikertutako airearen gainazaleko abiadura.2 eta 10 cm s–1 da (tarte estandarraren barruan), hurrenez hurren.Eta Lu et al., eta Shakya et al.[18-20] Horrez gain, egileak eta Shakya et al.probatutako latexeko esferak hainbat tamainatako (hau da, oro har, 20 nm eta 2500 nm).Eta Lu et al.Haien proba batzuetan behintzat, zehaztutako 100 nm (0,1 µm) partikulen tamaina erabiltzen dute.
Lan honetan, ahal den neurrian ASTM F2100/F2299 estandarrekin bat datorren PFE gailu bat sortzeko ditugun erronkak deskribatzen ditugu.Estandar ezagun nagusien artean (adibidez, NIOSH eta ASTM F2100/F2299), ASTM estandarrak malgutasun handiagoa eskaintzen du parametroetan (adibidez, aire-fluxua) maskara ez-medikoetan PFEn eragina izan dezakeen iragazketa-errendimendua aztertzeko.Hala ere, frogatu dugun bezala, malgutasun horrek konplexutasun maila gehigarria ematen du ekipamendu horiek diseinatzeko.
Produktu kimikoak Sigma-Aldrich-i erosi eta dauden bezala erabiltzen ziren.Estireno monomeroa (≥% 99) alumina inhibitzaileen kentzaile bat duen beira-zutabe baten bidez purifikatzen da, tert-butilkatekola kentzeko diseinatuta dagoena.Ur desionizatua (≈0,037 µS cm–1) Sartorius Arium ura arazteko sistematik dator.
% 100 kotoizko ehun arrunta (Muslin CT) 147 gm-2-ko pisu nominala duen Veratex Lining Ltd., QC-tik dator, eta banbu/spandex nahasketa D. Zinman Textiles, QC-tik dator.Maskararen beste material hautagaiak tokiko ehun saltzaileetatik datoz (Fabricland).Material hauek % 100 kotoi ehundutako bi ehun (inprimaketa ezberdinekin), kotoi/spandex puntuzko ehun bat, bi kotoi/poliester puntuzko ehun (bat "unibertsala" eta beste bat "jertse-ehuna") eta ehundu gabeko kotoi/polipropilenoa nahastuta daude. kotoizko batua materiala.1. taulak ehunaren propietate ezagunen laburpena erakusten du.Ekipamendu berriak erreferenteak egiteko, tokiko ospitaleetatik ziurtatutako maskarak lortu ziren, besteak beste, ASTM 2100 Maila 2 (L2) eta 3. Maila (L3; Halyard) ziurtatutako maskarak eta N95 arnasgailuak (3M).
Gutxi gorabehera 85 mm-ko diametroko lagin zirkular bat moztu zen probatu beharreko material bakoitzetik;ez zen beste aldaketarik egin materialari (adibidez, garbiketa).Lotu ehunaren begizta PFE gailuaren lagin-euskarrian probak egiteko.Aire-fluxuarekin kontaktuan dagoen laginaren benetako diametroa 73 mm-koa da, eta gainerako materialak lagina ondo finkatzeko erabiltzen dira.Muntatutako maskararako, aurpegia ukitzen duen aldea hornitutako materialaren aerosoletik urrun dago.
Poliestireno latex anioniko monodispertsatutako esferen sintesia emultsio-polimerizazioaren bidez.Aurreko ikerketan deskribatutako prozeduraren arabera, erreakzioa monomero-gosearen erdi-batch moduan egin zen.[21, 22] Gehitu ura desionizatua (160 ml) 250 ml-ko hiru lepoko hondo biribileko matraz batean eta jarri olio-bainu nahasgarri batean.Ondoren, matrazea nitrogenoarekin garbitu zen eta inhibitzailerik gabeko estireno monomeroa (2,1 ml) gehitu zen purgatutako matraze irabiatuari.70 °C-tan 10 minutu igaro ondoren, gehitu sodio lauril sulfatoa (0,235 g) ur desionizatuan (8 ml) disolbatuta.Beste 5 minutu igaro ondoren, ur deionizatuan (2 ml) disolbatutako potasio persulfatoa (0,5 g) gehitu zen.Hurrengo 5 orduetan, erabili xiringa-ponpa bat inhibitzailerik gabeko estireno gehigarria (20 ml) poliki-poliki injektatzeko matrazean 66 µL min-1-ko abiaduran.Estireno infusioa amaitu ondoren, erreakzioak beste 17 orduz jarraitu zuen.Ondoren, matrazea ireki eta hoztu egin zen polimerizazioa amaitzeko.Sintetizatutako poliestireno latex emultsioa ur deionizatuaren aurka dializatu zen SnakeSkin dialisi-hodi batean (3500 Da pisu molekularra moztuta) bost egunez, eta deionizatutako ura egunero ordezkatu zen.Kendu emultsioa dialisi-hoditik eta gorde hozkailuan 4°C-tan erabili arte.
Argiaren sakabanaketa dinamikoa (DLS) Brookhaven 90Plus analizagailuarekin egin zen, laserren uhin-luzera 659 nm-koa zen eta detektagailuaren angelua 90°-koa zen.Erabili integratutako partikulen soluzio softwarea (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) datuak aztertzeko.Latexeko esekidura ur deionizatuarekin diluitzen da partikulen kopurua segundoko 500 mila zenbaketa gutxi gorabehera (kcps) izan arte.Partikulen tamaina 125 ± 3 nm-koa zela zehaztu zen, eta jakinarazitako polidispertsioa 0,289 ± 0,006koa.
ZetaPlus zeta-potentzialaren analizatzaile bat (Brookhaven Instruments Corp.) erabili zen fase-analisiaren argi-sakabanaketa moduan zeta-potentzialaren neurtutako balioa lortzeko.Lagina prestatu zen 5 × 10-3m NaCl disoluzio bati latex-alikuota bat gehituz eta latexeko esekidura berriro diluituz 500 kcps-ko partikula kopurua lortzeko.Errepikaturiko bost neurketa egin ziren (bakoitza 30 exekuzioz osatua) eta -55,1 ± 2,8 mV-ko zeta potentzial balioa lortu zuten, non erroreak bost errepikapenen batez besteko balioaren desbideratze estandarra adierazten duen.Neurketa hauek partikulek karga negatiboa dutela eta suspentsio egonkorra osatzen dutela adierazten dute.DLS eta zeta potentzial datuak S2 eta S3 informazio-tauletan aurki daitezke.
Ekipamendua ASTM International arauen arabera eraiki dugu, behean deskribatzen den bezala eta 1. Irudian ageri den moduan. Jeta bakarreko Blaustein atomizazio-modulua (BLAM; CHTech) aerosol-sorgailua erabiltzen da latexeko bolak dituzten aerosolak ekoizteko.Iragazitako aire-korrontea (GE Healthcare Whatman 0,3 µm HEPA-CAP eta 0,2 µm POLYCAP TF iragazkien bidez lortua) aerosol-sorgailura sartzen da 20 psi (6,9 kPa) presioan eta 5 mg L-1-aren zati bat atomizatzen du. esekidura Likidoa ekipoaren latexeko bolan injektatzen da xiringa-ponpa baten bidez (KD Scientific Model 100).Aerosol-sorgailutik irteten den aire-korrontea bero-trukagailu tubular batetik igaroz lehortzen dira partikula hezeak.Bero-trukagailua 5/8"-ko altzairu herdoilgaitzezko hodi batez osatuta dago, 8 oineko luzera duen berogailu-bobina batekin.Irteera 216 W (BriskHeat) da.Bere dial erregulagarriaren arabera, berogailuaren irteera gailuaren gehienezko balioaren % 40an ezartzen da (≈86 W);honek kanpoko hormaren batez besteko tenperatura 112 °C (desbideratze estandarra ≈1 °C) sortzen du, gainazalean muntatutako termopare (Taylor USA) neurketa batek zehazten duena.Informazio osagarriko S4 irudiak berogailuaren errendimendua laburbiltzen du.
Ondoren, atomizatutako partikula lehorrak iragazitako aire bolumen handiago batekin nahasten dira, guztira 28,3 L min-1-ko aire-fluxua lortzeko (hau da, 1 oin kubiko minutuko).Balio hau sistematik beherako laginketa laser partikula analizatzailearen tresnaren fluxu-abiadura zehatza delako aukeratu zen.Latex partikulak daramatzan aire-korrontea bi ganbera bertikal berdinetara bidaltzen da (hau da, horma leuneko altzairu herdoilgaitzezko hodietara): maskara-materialik gabeko "kontroleko" ganbera batera, edo "lagin" zirkularreko ganbera batera desmunta daiteke. ehunetik kanpo sartzen da.Bi ganberen barne-diametroa 73 mm-koa da, laginaren euskarriaren barne-diametroarekin bat datorrena.Laginaren euskarriak eraztun ildaskatuak eta torlojuak erabiltzen ditu maskara-materiala ongi ixteko, eta, ondoren, euskarria desmuntagarria lagin-ganberaren hutsunean sartu eta gailuan ondo zigilatu gomazko junturak eta besarkadekin (S2 irudia, euskarriaren informazioa).
Aire-fluxuarekin kontaktuan dagoen ehun-laginaren diametroa 73 mm-koa da (azalera = 41,9 cm2);proban zehar lagin-ganberan ixten da."Kontrol" edo "lagin" ganberatik irteten den aire-fluxua laser partikulen analizatzaile batera transferitzen da (partikulen neurketa sistema LASAIR III 110), latex partikulen kopurua eta kontzentrazioa neurtzeko.Partikulen analizatzaileak partikulen kontzentrazioaren beheko eta goiko mugak zehazten ditu, hurrenez hurren 2 × 10-4 eta ≈34 partikula oin kubiko bakoitzeko (7 eta ≈950 000 partikula oin kubiko bakoitzeko).Latex partikulen kontzentrazioa neurtzeko, partikulen kontzentrazioa "kutxa" batean adierazten da, beheko muga eta 0,10-0,15 µm-ko goiko muga dituena, aerosoleko latex partikulen gutxi gorabeherako tamainari dagokiona.Hala ere, beste ontzi-tamaina batzuk erabil daitezke, eta ontzi anitz ebaluatu daitezke aldi berean, gehienez 5 µm-ko partikulen tamainarekin.
Ekipamenduak beste ekipamendu batzuk ere baditu, hala nola, ganbera eta partikulen analizagailua iragazitako aire garbiarekin garbitzeko ekipoak, baita beharrezko balbulak eta tresnak (1. irudia).Hoditeria- eta tresneria-diagrama osoak S1 irudian eta euskarri-informazioaren S1 taulan agertzen dira.
Esperimentuan zehar, latexezko esekidura aerosol-sorgailura injektatu zen ≈60 eta 100 µL min-1-ko emari-tasa batean partikulen irteera egonkorra mantentzeko, gutxi gorabehera 14-25 partikula zentimetro kubikoko (400 000 zentimetro kubikoko) 700 000 partikula).Oinak) 0,10-0,15 µm-ko tamaina duen ontzi batean.Emari-tarte hori beharrezkoa da aerosol-sorgailutik beherako latex partikulen kontzentrazioan ikusitako aldaketak direla eta, aerosol-sorgailuaren likido-tranpak harrapatzen duen latex-espentsio-kantitatearen aldaketei egotzi daitezkeelarik.
Ehun-lagin jakin baten PFE-a neurtzeko, latex partikularen aerosola kontrol-gelatik igarotzen da lehenik eta gero partikula analizatzailera bideratzen da.Neurtu etengabe hiru partikulen kontzentrazioa segida azkarrean, bakoitza minutu bateko iraupena duena.Partikulen analizatzaileak analisian zehar partikulen batez besteko kontzentrazioa adierazten du, hau da, laginaren minutu bateko (28,3 L) partikulen batez besteko kontzentrazioa.Oinarrizko neurketa hauek egin ondoren, partikulen kopurua eta gas-emari egonkorra ezartzeko, aerosola lagin-ganberara eramaten da.Sistema oreka lortzen denean (normalean 60-90 segundo), segidan minutu bateko beste hiru neurketa egiten dira segidan.Lagin-neurketa hauek ehun-lagintik igarotzen diren partikulen kontzentrazioa adierazten dute.Ondoren, aerosol-fluxua berriro kontrol-gelara banatuz, kontrol-gelatik beste hiru partikulen-kontzentrazio-neurketa egin ziren, laginaren ebaluazio-prozesu osoan zehar ibaian gorako partikulen kontzentrazioa nabarmen aldatu ez zela egiaztatzeko.Bi ganberen diseinua berdina denez —lagin-ganberak laginaren euskarria jaso dezakeela izan ezik— ganberaren fluxu-baldintzak berdintzat har daitezke, beraz, kontrol-ganberatik eta lagin-ganberatik irteten den gasaren partikulen kontzentrazioa. alderatu daiteke.
Partikula analizatzailearen tresnaren bizitza mantentzeko eta proba bakoitzaren artean sistemako aerosol partikulak kentzeko, erabili HEPA iragazitako aire-zorrotada bat partikula analizatzailea garbitzeko neurketa bakoitzaren ondoren, eta garbitu lagin-ganbera laginak aldatu aurretik.Mesedez, ikusi euskarriaren informazioan S1 irudia PFE gailuko airea garbitzeko sistemaren diagrama eskematikorako.
Kalkulu honek PFE neurketa "errepikatu" bakarra adierazten du material lagin bakarrerako eta PFE kalkuluaren baliokidea da ASTM F2299 ((2) ekuazioa).
§2.1 atalean adierazitako materialak latexezko aerosolekin jarri ziren erronka, §2.3. atalean deskribatutako PFE ekipamendua erabiliz, maskara-material gisa egokiak diren zehazteko.2. irudiak partikulen kontzentrazio-analizagailutik lortutako irakurketak erakusten ditu, eta jertse-ehunen eta batting-materialen PFE balioak neurtzen dira aldi berean.Hiru lagin-analisi egin ziren guztira bi material eta sei errepikapenetarako.Jakina, hiru irakurketetako multzoko lehen irakurketa (kolore argiago batekin itzala) beste bi irakurketekiko desberdina izan ohi da.Esaterako, lehenengo irakurketa beste bi irakurketen batez bestekoarekiko desberdina da 2. irudiko 12-15 hirukoitzetan %5 baino gehiago.Behaketa hau partikulen analizagailutik igarotzen den aerosolak dituen airearen balantzearekin lotuta dago.Materialak eta metodoak atalean eztabaidatu den moduan, orekako irakurketak (bigarren eta hirugarren kontrola eta laginaren irakurketak) PFEa kalkulatzeko erabili ziren 2. irudiko tonu urdin ilunetan eta gorrian, hurrenez hurren.Orokorrean, hiru errepikapenen batez besteko PFE balioa % 78 ± % 2 da jertse-oihalarentzat eta % 74 ± % 2 kotoizko batearen materialarentzat.
Sistemaren errendimendua ebaluatzeko, ASTM 2100 ziurtagiridun maskarak (L2, L3) eta NIOSH arnasgailuak (N95) ere ebaluatu ziren.ASTM F2100 estandarrak 2. eta 3. mailako maskaretako partikulen 0,1 µm-ko partikulen iragazketa-eraginkortasuna ≥ 95% eta ≥% 98koa izango da, hurrenez hurren.[5] Era berean, NIOSH ziurtagiria duten N95 arnasgailuek % ≥95eko iragazketa-eraginkortasuna erakutsi behar dute 0,075 µm-ko batez besteko diametroa duten NaCl nanopartikula atomizatuentzat.[24] Rengasamy et al.Txostenen arabera, antzeko N95 maskarek % 99,84-% 99,98ko PFE balioa erakusten dute, [25] Zangmeister et al.Txostenen arabera, haien N95-ek % 99,9tik gorako gutxieneko filtrazio-eraginkortasuna sortzen du, [14] Joo et al.Txostenen arabera, 3M N95 maskarek PFEren % 99 (300 nm partikulen) ekoizten zuten [16] eta Hao et al.Salatutako N95 PFE (300 nm partikulak) % 94,4 da.[17] Shakya et al-ek auzitan jarritako N95 maskara bietarako.0,1 µm-ko latexeko bolekin, PFE gutxi gorabehera %80 eta %100 artean jaitsi zen.[19] Lu et al.N95 maskarak ebaluatzeko tamaina bereko latexezko bolak erabiliz, batez besteko PFE % 93,8koa dela jakinarazi da.[20] Lan honetan deskribatutako ekipoa erabiliz lortutako emaitzek erakusten dute N95 maskaren PFEa % 99,2 ± 0,1ekoa dela, eta hori bat dator aurreko ikerketa gehienekin.
Maskara kirurgikoak ere probatu dira hainbat ikerketatan.Hao et al-en maskara kirurgikoak.% 73,4ko PFE (300 nm-ko partikulak) erakutsi zuten [17] Drewnick et al-ek probatutako hiru maskara kirurgikoek.Ekoiztutako PFE gutxi gorabehera %60tik ia %100era bitartekoa da.[15] (Azken maskara eredu ziurtatua izan daiteke.) Hala ere, Zangmeister et al.Txostenen arabera, probatutako bi maskara kirurgikoen gutxieneko iragazketa-eraginkortasuna % 30 baino apur bat handiagoa da, [14] ikerketa honetan probatutako maskarak baino askoz txikiagoa.Era berean, Joo et al-ek probatutako "maskara kirurgiko urdina".Frogatu PFE (300 nm-ko partikulak) % 22 baino ez dela.[16] Shakya et al.jakinarazi zuen maskara kirurgikoen PFE (0,1 µm-ko latex partikulak erabiliz) gutxi gorabehera % 60-80 murriztu zela.[19] Tamaina bereko latexezko pilotak erabiliz, Lu et al.-en maskara kirurgikoak % 80,2ko PFE emaitza batez bestekoa lortu zuen.[20] Konparatuz, gure L2 maskaren PFEa % 94,2 ± 0,6koa da eta L3 maskaren PFEa % 94,9 ± 0,3koa da.PFE hauek literaturan PFE asko gainditzen dituzten arren, kontuan izan behar dugu ez dagoela ia ziurtagiri mailarik aurreko ikerketetan aipatzen, eta gure maskara kirurgikoek 2. eta 3. mailako ziurtagiria lortu dutela.
2. irudiko maskara-material hautagaiak aztertu ziren modu berean, beste sei materialen hiru proba egin ziren maskararako egokitasuna zehazteko eta PFE gailuaren funtzionamendua erakusteko.3. irudiak probatutako material guztien PFE balioak marrazten ditu eta L3 eta N95 maskara material ziurtatuak ebaluatuz lortutako PFE balioekin alderatzen ditu.Lan honetarako hautatutako 11 maskara/hautagai maskara materialetatik, argi eta garbi ikus daiteke PFEren errendimendu sorta zabala, % ≈10etik %100era bitartekoa, beste ikerketa batzuekin [8, 9, 15] eta industriako deskribatzaileekin bat datorrena. Ez dago harreman argirik PFE eta PFEren artean.Adibidez, antzeko konposizioa duten materialek (% 100 kotoizko bi lagin eta kotoizko muselina) PFE balio oso desberdinak erakusten dituzte (% 14, % 54 eta % 13, hurrenez hurren).Baina ezinbestekoa da errendimendu baxua (adibidez, % 100 kotoia A; PFE ≈ % 14), errendimendu ertaina (adibidez, % 70/% 30 kotoia/poliester nahasketa; PFE ≈ % 49) eta errendimendu handia (adibidez, jertsea Ehuna; PFE ≈ % 78 Ehuna argi eta garbi identifikatu daiteke lan honetan deskribatutako PFE ekipamendua erabiliz.Batez ere jertse-ehunak eta kotoizko bate-materialak oso ondo aritu ziren, PFEak %70etik %80ra bitartekoak izan zirelarik.Errendimendu handiko material horiek zehatzago identifikatu eta aztertu daitezke filtrazio-errendimendu handian laguntzen duten ezaugarriak ulertzeko.Hala ere, gogorarazi nahi dugu industriaren antzeko deskribapenak dituzten materialen PFEren emaitzak (hau da, kotoizko materialak) oso desberdinak direnez, datu hauek ez dutela adierazten oihalezko maskaretarako zein material diren erabilgarriak, eta ez ditugula propietateak ondorioztatzeko asmorik. material kategoriak.Errendimendu harremana.Adibide zehatzak eskaintzen ditugu kalibrazioa frogatzeko, neurketak filtrazio-eraginkortasun posiblearen gama osoa hartzen duela erakusten eta neurketa-errorearen tamaina emateko.
PFE emaitza hauek gure ekipoak neurtzeko ahalmen ugari dituela frogatzeko, errore txikia eta literaturan lortutako datuekin alderatuta, lortu ditugu.Adibidez, Zangmeister et al.Ehundutako hainbat kotoi ehunen PFE emaitzen berri ematen da (adibidez, "Cotton 1-11") (89 eta 812 hazbeteko hari).11 materialetatik 9tan, "gutxieneko iragazketa-eraginkortasuna" %0tik %25era bitartekoa da;beste bi materialen PFE %32 ingurukoa da.[14] Era berean, Konda et al.Kotoizko bi ehunen (80 eta 600 TPI; 153 eta 152 gm-2) PFE datuak ematen dira.PFE %7tik %36ra eta %65etik %85era bitartekoa da, hurrenez hurren.Drewnick et al.-en azterketan, geruza bakarreko kotoizko ehunetan (hau da, kotoia, kotoia puntua, moletona; 139-265 TPI; 80-140 gm-2), PFE materialaren tartea % 10 eta % 30 ingurukoa da.Joo et al.-en azterketan, haien % 100 kotoizko materialak % 8ko PFEa du (300 nm-ko partikulak).Bagheri et al.0,3 eta 0,5 µm bitarteko poliestireno latex partikulak erabili ditu.Kotoizko sei materialen PFE (120-200 TPI; 136-237 gm-2) neurtu zen, % 0tik % 20ra bitartekoa.[18] Beraz, material horietako gehienak ados daude gure kotoizko hiru ehunen PFE emaitzekin (hau da, Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A eta B), eta haien iragazketa-eraginkortasuna %13, %14 eta hurrenez hurren da.%54.Emaitza hauek adierazten dute desberdintasun handiak daudela kotoizko materialen artean eta PFE altua (hau da, Konda et al.-en 600 TPIko kotoia; gure kotoia B) eragiten duten materialaren propietateak gaizki ulertzen direla.
Konparaketa hauek egiterakoan, onartzen dugu zaila dela ikerketa honetan probatutako materialekin ezaugarri berdinak dituzten (hau da, materialaren osaera, ehundura eta puntua, TPI, pisua, etab.) aurkitzea literaturan probatutako materialak, eta beraz, ezin da zuzenean alderatu.Horrez gain, egileek erabiltzen dituzten tresnen desberdintasunak eta estandarizazio faltak konparazio onak egitea zailtzen dute.Hala ere, argi dago ehun arrunten errendimendu/errendimendu erlazioa ez dela ondo ulertzen.Materialak gehiago probatuko dira ekipo estandarizatu, malgu eta fidagarriekin (esaterako, lan honetan deskribatutako ekipoekin), erlazio horiek zehazteko.
Erreplika bakar baten (%0-4) eta hirukoiztuta aztertutako laginen artean errore estatistiko osoa (% 0-5) dagoen arren, lan honetan proposatutako ekipamendua hainbat materialen PFE probatzeko tresna eraginkorra dela frogatu zen.Ziurta daitezkeen maskara medikoetarako ehun arruntak.Azpimarratzekoa da 3. irudirako probatutako 11 materialen artean, hedapen-erroreak σprop lagin bakar baten PFE neurketen arteko desbideratze estandarra gainditzen duela, hau da, 11 materialetik 9ren σsd-a;bi salbuespen hauek PFE balio oso altuan gertatzen dira (hau da, L2 eta L3 maskara).Rengasamy et al-ek aurkeztutako emaitzek arren.Errepikatzen diren laginen arteko aldea txikia dela erakutsiz (hau da, bost errepikapen <0,29%), [25] maskarak fabrikatzeko bereziki diseinatutako iragazte-propietate ezagunak dituzten materialak aztertu zituzten: materiala bera uniformeagoa izan daiteke, eta proba ere Hau da. PFE barrutiaren eremua koherenteagoa izan daiteke.Orokorrean, gure ekipamenduak erabiliz lortutako emaitzak bat datoz beste ikertzaile batzuek lortutako PFE datuekin eta ziurtapen estandarrekin.
PFE maskara baten errendimendua neurtzeko adierazle garrantzitsua den arren, une honetan irakurleei gogorarazi behar diegu etorkizuneko maskararen materialen azterketa integralak beste faktore batzuk kontuan hartu behar dituela, hau da, materialaren iragazkortasuna (hau da, presio jaitsieraren edo presio diferentzialaren probaren bidez). ).ASTM F2100 eta F3502 arauak daude.Transpiragarritasun onargarria ezinbestekoa da erabiltzailearen erosotasunerako eta arnasketa bitartean maskararen ertzaren ihesak saihesteko.Material arrunt askoren PFE eta airearen iragazkortasuna alderantziz proportzionalak izan ohi direnez, presio jaitsieraren neurketa PFE neurketarekin batera egin behar da maskara materialaren errendimendua hobeto ebaluatzeko.
ASTM F2299-ren arabera PFE ekipoak eraikitzeko jarraibideak ezinbestekoak izatea gomendatzen dugu estandarrak etengabe hobetzeko, ikerketa-laborategien artean konparatu daitezkeen ikerketa-datuak sortzeko eta aerosol-iragazpena hobetzeko.NIOSH (edo F3502) estandarrean soilik oinarritu, gailu bakar bat (TSI 8130A) zehazten duena eta ikertzaileei giltza eskuan dauden gailuak erostea (adibidez, TSI sistemak) mugatzen duena.TSI 8130A bezalako sistema estandarizatuetan konfiantza izatea garrantzitsua da egungo ziurtagiri estandarra lortzeko, baina ikerketaren aurrerapenaren aurka doazen maskarak, arnasgailuak eta aerosolak iragazteko beste teknologia batzuen garapena mugatzen du.Aipatzekoa da NIOSH estandarra ekipo hau behar denean espero diren baldintza gogorretan arnasgailuak probatzeko metodo gisa garatu dela, baina, aitzitik, maskara kirurgikoak ASTM F2100/F2299 metodoen bidez probatzen dira.Komunitateko maskaren forma eta estiloa maskarak kirurgikoen antzekoak dira, eta horrek ez du esan nahi N95 bezalako filtrazio-eraginkortasun bikaina dutenik.Maskara kirurgikoak ASTM F2100/F2299-ren arabera ebaluatzen badira oraindik, ehun arruntak ASTM F2100/F2299tik hurbilago dagoen metodo bat erabiliz aztertu behar dira.Horrez gain, ASTM F2299-k parametro desberdinetan malgutasun gehigarria ahalbidetzen du (adibidez, aire-fluxua eta gainazaleko abiadura filtrazio-eraginkortasunaren azterketetan), eta horrek gutxi gorabehera estandar bikaina izan dezake ikerketa-ingurunean.
Argitalpenaren ordua: 2021-abuztuaren 30a