Desktop luftridå kan blockera virusspridning på sjukhus PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikal sökning. Ai.

Desktop luftridå kan blockera virusspridning på sjukhus

Tidsstämpel: 27 maj 2022 8:00

Medicinska ingrepp som till exempel insamling av blodprov eller intubation kräver att läkare och annan vårdpersonal arbetar i nära anslutning till patienten. För att skydda dem från exponering för infektioner i sådana scenarier, ett team på Nagoya University i Japan har utvecklat ett skrivbordsluftridåsystem (DACS) som blockerar emitterade aerosolpartiklar och förhindrar potentiell spridning av virus som SARS-CoV-2.

DACS innehåller en generator på toppen som producerar ett jämnt luftflöde, som sedan styrs till en sugport i botten av enheten, vilket effektivt skapar en jämn luftridå. Eftersom detta integrerade system innehåller både en utlopps- och en sugport, kan den installeras var som helst och är portabel nog att placeras på ett skrivbord. Ett högeffektivt partikelluftfilter (HEPA) inuti sugporten kan ge luftrening.

"Vi förutser att detta system kommer att vara effektivt som en indirekt barriär för användning i blodprovslabb, sjukhusavdelningar och andra situationer där tillräckligt fysiskt avstånd inte kan upprätthållas, till exempel vid en receptionsdisk", säger första författaren Kotaro Takamure i ett pressmeddelande.

För att bedöma potentialen av att använda DACS i en medicinsk miljö utförde Takamure och kollegor en serie experiment med en uppsättning som replikerade en blodinsamlingsbås. Först använde de partikelbildhastighet (PIV) och en hettråds-anemometer för att utvärdera luftridåns hastighetsfält. Mätningarna bekräftade att flödet av luftridån som genereras av DACS bibehålls från utloppsporten upp till sugporten.

googletag.cmd.push (funktion () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Därefter använde teamet en luftkompressor kopplad till en skyltdocka för att simulera mänsklig utandning. Ett rör vid munnen på skyltdockan blåste ut luft som innehöll aerosolpartiklar (2–3 µm-diameter partiklar av lösningsmedlet dioktylsebacat) mot luftridån med en flödeshastighet på 52 l/min. Avståndet från luftutloppet till mitten av DACS var 250 mm.

Med DACS avstängd visade PIV-mätningar att de emitterade aerosolpartiklarna diffunderade när de rörde sig framåt och färdades rakt genom porten till DACS till andra sidan. Partiklarna hade maximal hastighet omedelbart efter utstötning från skyltdockans mun och avtog sedan gradvis.

När DACS är i drift, observerade forskarna liknande initialt beteende. Men när aerosolpartiklarna närmade sig porten böjdes de abrupt nedåt tillsammans med luftridåns flöde och sögs till slut in i sugporten, utan att någon passerade genom porten.

Medelhastigheter för aerosolpartiklar
Blockering av aerosolpartiklar: Medelhastigheter för aerosolpartiklar med DACS avstängd (vänster), påslagen (mitten) och arbetar med en arm placerad på grinden (höger). (Med tillstånd: CC BY 4.0/AIP framsteg 10.1063 / 5.0086659)

Forskarna undersökte sedan ett scenario som efterliknar användningen av DACS under blodinsamling, med armen på skyltdockan vilande på porten. De såg att armen störde gardinens luftflöde och skapade turbulent flöde i närheten. Den aerosolblockerande prestandan påverkades dock inte. Statistiska utvärderingar visade att även med armen på grinden nådde inga aerosolpartiklar andra sidan av luftridån, vilket visar på effektiv partikelblockering även i närvaro av turbulens.

Teamet integrerar nu också ett virusinaktiveringssystem i DACS, med hjälp av UV-lysdioder anslutna till sugporten. UV-strålningen förstör det yttre höljet av viruspartiklar; den sanerade luften kan sedan återcirkuleras för att upprätthålla luftflödet i luftridån. Laboratorietester visade att kombinationen av luftridån med UV-bestrålning inaktiverade 99.9 % av SARS-CoV-2-partiklarna.

"Även om akrylplåtar för närvarande används i stor utsträckning som skiljeväggar, blockerar vår luftridå inte bara, utan deaktiverar också, virus", säger medförfattaren Tomomi Uchiyama. "Därför förväntar vi oss att den här enheten kommer att göra akrylpartitioner föråldrade och bli allmänt använda."

Takamure säger att gruppens framtida mål är att utveckla en kompakt och lätt virusinaktiveringsenhet. "Om vi ​​kan uppnå miniatyrisering utan att kompromissa med virusinaktiveringsprestandan, förväntar vi oss att enheten är mer mångsidig", säger han Fysikvärlden.

DACS beskrivs i AIP framsteg.

Posten Desktop luftridå kan blockera virusspridning på sjukhus visades först på Fysikvärlden.

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden