Um sanduíche de materiais testados pelo Sandia National Laboratories está sendo fabricado em respiradores semelhantes ao N95 que podem ser usados ​​em instalações médicas locais. O projeto teve origem na necessidade urgente de equipamentos de proteção individual no início do surto de COVID-19.

"Quase posso garantir que ninguém mais no país está fabricando respiradores como nós, "disse Dave Mayberry, líder técnico da Marpac, Sierra Peaks e Sew-EZ, as empresas que trabalharam com a Sandia em testes de materiais. "Não queríamos pesquisar os mesmos materiais já usados ​​na cadeia de abastecimento típica do N95 devido a problemas de disponibilidade, portanto, procuramos outros materiais que pudéssemos encontrar e que parecessem mais adequados para atender aos requisitos de filtração. "

Marpac, Sierra Peaks e Sew-EZ foram combinados com cientistas Sandia por meio do programa New Mexico Small Business Assistance, que une os laboratórios nacionais Sandia e Los Alamos a empresas que buscam ajuda para resolver problemas técnicos. Sandia trabalhou em um projeto com cada empresa.

"É muito gratificante ver a NMSBA, um programa estadual, ajudar as empresas do Novo México a resolver os problemas do COVID-19, "disse Jackie Kerby Moore, gerente de tecnologia e desenvolvimento econômico da Sandia. "Também foi gratificante ver a equipe da Sandia aproveitar a oportunidade de ajudar essas três empresas com seus respiradores."

Adaptando-se para atender a uma necessidade

A Marpac é especializada na fabricação de dispositivos de fixação de tubos médicos e trabalha em estreita colaboração com as empresas de engenharia e manufatura Sierra Peaks e Sew-EZ.

Mayberry entrou em contato com Sandia depois de receber uma consulta de um hospital local para ver se a empresa poderia ajudar a resolver a potencial escassez de respiradores N95. Os respiradores certificados N95 são usados ​​como máscaras e protegem os usuários de 95% de partículas transportadas pelo ar e contaminação por líquidos.

Sandia tem o equipamento e a experiência para ajudar, e alguns dias depois que a Marpac entrou em contato, uma equipe de cientistas começou a trabalhar na desafiadora tarefa de modificar sistemas para garantir que as amostras fossem testadas de maneira adequada.

O investigador principal da Sandia, Michael Omana, disse que a equipe modificou os sistemas de aerossol e filtração normalmente usados ​​para o trabalho de não proliferação nuclear. Eles tiveram que reduzir o fluxo de ar dos sistemas significativamente para imitar a taxa de respiração dos humanos. Eles também modificaram as caixas de teste existentes para montar e lacrar rapidamente as amostras internas antes de executá-las na bancada de teste.

“Fomos selecionados sobre o primeiro projeto com a Marpac em uma quinta-feira e esboçamos o escopo de trabalho e contrato na sexta-feira, "Omana disse." Na segunda ou terça-feira, terminamos todas as modificações do sistema. O teste inicial do primeiro conjunto de materiais foi concluído no final da semana, e os dados foram fornecidos à Marpac. "

Os materiais de teste inicial tiveram baixo desempenho, com a melhor amostra chegando a 10% dos níveis de filtração desejados. Dentro de algumas semanas, os pesquisadores começaram a ver resultados promissores de novas composições de materiais. A criatividade na combinação de materiais resultou em amostras com níveis de proteção comparáveis ​​aos respiradores N95.

A Marpac fabricou 500 respiradores semelhantes ao N95 usando os materiais testados pela Sandia, e Mayberry disse que eles passaram em testes de ajuste em um hospital local. Eles também estão procurando outras instalações médicas que possam usar o produto.

"Temos sorte que o provedor do hospital local veio até nós depois de ver nossas capacidades, "Mayberry disse." Isso definitivamente nos tirou de nossa zona de conforto, e certamente sem o suporte técnico da Sandia Labs, isso teria sido difícil validar todos os tipos de materiais que provavelmente seriam construídos em um respirador. "

Iniciar uma solução

Trabalhar rapidamente foi fundamental para os projetos, A distinta tecnóloga Sandia, Dora Wiemann, disse:e a equipe trabalhava muitas horas - inclusive nos finais de semana.

Os projetos com cada empresa construídos uns sobre os outros. Para o primeiro projeto com Marpac, pesquisadores testaram folhas de materiais compósitos fornecidos pela empresa em grande escala, sistema de filtração modificado.

Para o segundo projeto com Sierra Peaks, modificações adicionais da caixa de teste permitiram aos cientistas montar e selar amostras cortadas nas geometrias do respirador, e para concluir estudos de comparação com respiradores N95 certificados.

O terceiro projeto com Sew-EZ, que está em andamento, envolve mais testes de amostra usando o sistema de filtração e um sistema comercial de prateleira adicional, que normalmente é usado pela indústria para certificar produtos como respiradores N95.

"Sandia não é um laboratório de certificação, mas o uso conjunto dos sistemas nos permitiu fornecer dados que podem ser comparados com produtos que foram certificados por vias tradicionais, "Omana disse." Esses dados vão ajudar a empresa se ela optar por buscar a certificação de seu produto por meio das organizações competentes. "

Omana e alguns outros pesquisadores testam os materiais no laboratório, em seguida, encaminhe os dados para serem processados ​​em resultados quantitativos. O cronograma de todos os projetos tem sido apertado, mas os pesquisadores disseram que testes promissores têm sido recompensadores, especialmente porque o resultado tem o potencial de ajudar as pessoas em um momento de crise.

"Estou feliz por estar na posição que estou para poder ajudar com este grande problema com a caracterização de materiais que podem ser usados ​​para substituições de N95, "Wiemann disse." Ao final das modificações e testes iniciais, éramos uma equipe muito unida, resolvendo um problema importante. Foi exaustivo e estimulante. "