| by Алина Игнатенко | No comments

Медицинские приборы многократного использования могут помочь решить ключевую проблему COVID-19

Медицинские устройства многократного использования могут помочь решить ключевую проблему COVID-19
                Изображение плазменного шлейфа, полученного из плавного аргона в пластиковой трубке. Плазма комнатной температуры создает активные формы кислорода и азота при взаимодействии с окружающим воздухом. Кредит: Шон Кнехт

Во время пандемии COVID-19 нехватка медикаментов, таких как вентиляторы, защитные маски и маски, была постоянной проблемой, и производство изо всех сил старалось не отставать. Группа исследователей из штата Пенсильвания предлагает новое решение: многократное использование этих устройств с помощью оборудования, предназначенного для стерилизации на плазменной основе в медицинских учреждениях.
                                                                                       

Исследовательская группа, междисциплинарная лаборатория по науке и технике в области интегрированной плазмы (CLIPSE), использует четвертое состояние вещества — плазму — для медицинских применений, таких как стерилизация. По консистенции плазма похожа на газы, но атомы и молекулы газа были ионизированы. Этот процесс происходит, когда хотя бы один из связанных электронов на атоме был выброшен каким-либо источником энергии.

«В нашем случае мы используем интенсивные электрические поля для ускорения электронов, которые затем сталкиваются с этими атомами и молекулами, вызывая ионизацию, а также разрыв химических связей, известных как диссоциация, создавая активные атомные и молекулярные частицы, которые эффективны против бактериальные или вирусные агенты «, — сказал Шон Кнехт, профессор-преподаватель инженерного проектирования в Школе инженерного проектирования, технологии и профессиональных программ штата Пенсильвания (SEDTAPP), который возглавляет исследование.

В то время как плазма чаще всего находится в диапазоне от тысяч до миллионов градусов и может разрушить медицинское оборудование, если его использовать для стерилизации, Кнехт и его исследователи производят гораздо более холодную плазму — комнатную температуру.

«Мы используем электромагнитное поле для манипулирования параметрами для генерации плазмы при комнатной температуре и используем реактивность плазменных разрядов для дезинфекции устройств и уничтожения вирусов и бактерий», — сказал Али Каземи, кандидат биологических наук в лаборатории Кнехта, специализирующийся именно на биомедицинской медицине. устройства.

Наряду с плазменной наукой и техникой, Knecht также концентрирует свои исследования на разработке устройств. Он и Каземи объединят свой опыт для разработки устройств, которые генерируют плазму комнатной температуры для стерилизации. Эта технология не была адаптирована для специальной стерилизации медицинского оборудования многократного использования.

«Мы исследуем генерирующие плазму системы, которые были бы уникально разработаны для стерилизации и повторного использования различных типов медицинских принадлежностей, таких как пластиковые лицевые щитки», — сказал Кнехт. «Кроме того, мы также рассматриваем возможные потребности в аэрозольной стерилизации, например, устройство для стерилизации выхлопа вентилятора, чтобы помочь остановить распространение вируса и защитить работников здравоохранения. Технология очень гибкая и может быть развернута для многих разные цели. «

Команда состоит из двух сотрудничающих подгрупп. Сосредоточив внимание на разработке, характеристике и тестировании систем, генерирующих плазму, Knecht; Kazemi; Беркай Экинчи, аспирант по электротехнике; Мэтью Фландерс, аспирант по ядерной технике; и Свен Билен, руководитель SEDTAPP и профессор инженерного проектирования, электротехники и аэрокосмической техники. Разработкой и оптимизацией экспериментов по стерилизации различных материалов, связанных с медикаментами, занимаются Гириш Кириманджесвара, доцент ветеринарной и биомедицинской науки, и Маккейла Никол, аспирант ветеринарной и биомедицинской науки. Кнехт сказал, что междисциплинарная команда, объединяющаяся в этом проекте COVID-19, отражает то, что происходит в другом месте.

«Я думаю, что уровни сотрудничества, которые мы наблюдаем на научной, инженерной и производственной аренах, просто потрясающие и вдохновляющие», — сказал Кнехт. «Не только здесь, в Penn State и удивительных участвующих студентах, но и во всем мире. Я горжусь тем, что являюсь частью этого».

Каземи рассматривает проект как возможность использовать свои знания в области плазмы для большего блага в период огромных потребностей.

«Мне позвонил доктор Кнехт через несколько дней после того, как в Соединенных Штатах Америки наблюдались первые случаи, связанные с существенным дефицитом расходных материалов в больницах по всей стране и необходимостью в устройстве, которое может быстро дезинфицировать бывшее в употреблении медицинское оборудование», — сказал Каземи. сказал. «Возможность получить небольшую помощь в этом глобальном бедствии была очень полезной».

Несмотря на то, что устройство для плазменной стерилизации будет очень эффективным в настоящее время, компания Knecht представляет такое устройство в качестве стандартного медицинского оборудования в будущем.

«Валидация этой технологии для вирусных патогенов будет иметь большое значение для общества в будущем», — сказал Кнехт. «Если он работает с этим вирусом, вполне вероятно, что он будет работать с большинством или со всеми другими вирусами, так как мы обнаруживаем, что он также работает с разными бактериями».

Поделись

Добавить комментарий