2020年4月30日

全球健康设计告知这个开源面罩

贡献:伊丽莎白·约翰森

美国有更多的总财富我们比其他任何国家都缺乏个人防护装备。好的一面是，令人难以置信的全球创客社区为COVID-19创造了大量防护面罩PPE设计。Design that Matters和Spark Health Design吸取了我们为低收入和中等收入国家设计医疗设备的经验教训，设计了美国国立卫生研究院推荐的第一个面罩。

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COVID-19正在把整个世界变成一个低资源环境。在这种情况下，为COVID-19设计个人防护装备，我们可以向在受贫困影响的社区工作的卫生保健专业人员学习。个人防护装备通常被设计成一次性的，这就是在没有经历医疗危机的富裕国家使用它的方式。清洁原本是一次性的个人防护装备是世界上许多地方的日常现实。即使在埃博拉危机期间，利比里亚的医疗保健专业人员也不得不清洗和重复使用最终用短的橡胶手套(欣肖2014，《华尔街日报》)．世界上有足够的财富，可以确保世界任何地方都不存在医疗供应缺口，但卫生不平等仍然存在。

现在，美国正在经历医疗供应缺口的可怕后果。虽然我们希望国家储备了足够的一次性个人防护装备，但当中国和意大利的个人防护装备供应缺口变得明显时，我们意识到，在这段紧急时期，设备将被重新使用。

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为了设计一个可重复使用、可清洗的面罩，我们从Prusa R2 3d打印设计开始。我们保留了它的许多优秀功能，如适用于各种发带的万能挂钩，以及双环设计，使面罩偏离面部，为口罩和眼镜留出空间，同时仍然安全地固定在头部。

我们的下一步是进行背景研究，以告知可重复使用的面罩的要求。这包括文献综述和收集美国食品和药物管理局和美国疾病控制中心的指导方针，这些指导方针解释了卫生保健专业人员应如何处理通常是一次性的个人防护装备的重复使用。从Chan et al 2018，我们了解到传染性气溶胶和飞溅物可以从面罩顶部进入。

作为回应，一位来自微软的DtM志愿者建议在Prusa R2设计的顶部增加一个后遮阳板，以限制上方的气溶胶和液体，同时仍然保持顶部通风，以减少雾霾，使其符合头部。

为提供可靠的个人防护装备所做的努力已经超越了单一的面罩设计。我们通过在开源COVID-19医疗用品和MGB创新小组以及DtM网站上传播，立即公开了我们的背景研究，以指导其他人设计口罩。访问我们的背景研究在这里．

随着原型的各种迭代，我们从西雅图和波士顿的医疗保健专业人员那里收集了反馈。这种考虑许多利益相关者需求的过程被称为以人为本的设计。来自华盛顿大学港景医疗中心、华盛顿大学校园医疗中心和麻省布里格姆总医院的护士、医生和传染病专家提供了反馈，并在多个班次中试用了最终版本。

我们从与利益相关者的接触中发现的一个观点是，那些必须承担最大风险在一线工作的人对他们的个人防护装备供应的控制最少。DtM和Spark Health Design习惯于设计考虑低收入和中等收入国家有限供应链的全球健康医疗技术。在COVID-19危机导致全球供应链中断的情况下，DtM-v3面罩使3d打印机能够使用各种树脂和办公用品来满足当地需求;无需激光切割机。我们改开云体育体育赛事变了Prusa R2的固定间距，使必要的工作人员在划伤或弄脏时，可以使用三孔冲床和办公用品商店的透明报告盖来替换透明防护罩，将控制权交给最需要个人防护装备的人。

在为低资源环境进行设计时，我们经常为工作人员与患者比例低的拥挤医院进行设计。最近，美国COVID-19面罩工作组也表达了同样的担忧，医疗专业人员对需要数分钟组装的可折叠面罩设计表示担忧。如果在每位患者完成清洁后，需要花2分钟拆卸和重新组装一个复杂的面罩，则HCP轮班的10%可能会损失在组装上。基于Prusa R2架构，DtM-v3透明护罩快速扣在头带框架上。它没有活动部件;在为农村医院设计设备的过程中，我们了解到运动部件是最先损坏的。

为了帮助制造商遵守4月9日FDA对医用面罩的紧急使用授权，DtM和Spark Health Design发布了更新的开源图形化DtM-v3使用说明，该使用说明也可以适用于其他面罩设计。感谢DtM平面设计志愿者SchmietaPlus而且Natalya锥盘，可以在这里的一个在线谷歌演示．

在80多名志愿者的努力下，DtM-v3在短短一周内推出。目前，美国和加拿大各地的校园和家庭都在制作这种产品。此外，波音公司正在利用其在美国各地的13个增材制造基地制造面罩，供联邦应急管理局(FEMA)分发。视频，新闻稿)．任何想要3d打印美国国家卫生研究院推荐的DtM-v3面罩的人都可以访问NIH网站上的文件．

3d打印可以用来制作1000个面罩;批量生产可以达到更大的规模。得益于与波音公司、下游治疗公司、Impact Washington、GlobalTech Plastics、Aero-Plastics、Tool Gauge、Trelleborg密封解决方案和Teknor Apex的合作，面罩已经适应了注塑、铸造、模切和挤压的批量生产方法。新的DtM-v4还在遮阳板的顶部增加了保护墙，并消除了双环之间的小角落，使其更容易擦拭。通过共同努力，我们很高兴提供开源的、美国国家卫生研究院推荐的DtM-v4面罩，包括免费的、交钥匙包的设计文件、使用说明、标签、包装和质量系统建议，供任何批量制造商使用。制造商目前正在太平洋西北部生产DtM-v4，我们期待着让其他人能够扩大这种临床医生批准的、可重复使用的面罩设计，将力量交给在PPE供应缺口期间最需要保护的人。在这里访问用于批量制造商的DtM-v4交钥匙包:https://3dprint.nih.gov/discover/3dpx-013830．

在Design that Matters网站了解更多关于面罩的信息:designthatmatters.org/covid-19．

了解Spark Health Design以人为本的全球健康医疗技术设计方法:sparkhealthdesign.com．

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作者简介

Elizabeth Johansen是《工程变革》杂志的前特约编辑，Spark Health Design的开云全站app登录官网入口下载创开云体育体育赛事始人，美国马萨诸塞州尼德姆奥林工程学院可负担设计和创业项目的讲师。

标签:3 d打印技术，新型冠状病毒肺炎，医疗技术，当地制造业，医疗设备，开源技术