El projecte es divideix en tres activitats principals:
Tasca 1) Selecció, re-disseny i adaptació de models de màscares de protecció individuals ja existents, per la seva impressió amb tecnologia 3D.
Aquesta activitat es centrarà a més d’en l’adaptació dels dissenys digitals 3D de les mascaretes per la seva impressió amb cada model d’impressora, també en:
- la selecció dels millors materials disponibles al mercat perquè la màscara s’adapti millor a la fisonomia de la cara i pugui ser esterilitzada per a la seva reutilització,
- la definició dels millors paràmetres de configuració de la impressió del model 3D per obtenir una qualitat òptima en el resultat final en funció del material d’impressió usat,
- el disseny d’un element adaptat a la mascareta per incloure una protecció addicional a la zona dels ulls.
Es vol valorar la funcionalitat i seguretat dels principals models 3D digitals disponibles, havent estat impresos amb diferents models d’impressora 3D i diferents materials d’impressió. Es donaran recomanacions per la seva fabricació fiable, així com dels requeriments que ha de complir la impressora.
En aquest projecte, es vol explorar la qualitat del producte final en funció de l’ús de diferents models d’impressores 3D que contribueixi a donar suport en la selecció d’impressores que millor s’adapti a cada tipologia de centre sanitari (velocitat de fabricació, usabilitat, tipus de materials, …).
Es generarà un document de recomanacions per aconseguir els millors resultats de fabricació depenen del model d’impressora 3D disponible, del material utilitzat i del disseny 3D seleccionat. Es crearà un repositori amb dades de cada disseny de mascareta avaluat i dels paràmetres de fabricació més adequats en funció del model d’impressora i de material de fabricació usat, que s’oferirà en obert.
Això permetrà a centres sanitaris, farmàcies, residències assistencials, … i, també a la població en general, ser autosuficients i proveir-se de màscares segures enfront de pandèmies com la causada pel SARS-CoV-2, quan el subministrament habitual d’aquests EPIs pot ser puntualment insuficient sobretot durant situacions que requereixin d’una ràpida resposta inicial.
Tasca 2) Avaluació del grau de protecció dels models de màscares ja impreses amb tecnologia 3D.
A més dels aspectes directament relacionats amb el disseny 3D de les màscares, i pel fet de que l’ús de les mateixes serà primordialment sanitari, es veu necessari avaluar paràmetres addicionals com estanquitat de les parets de les màscares, la permeabilitat enfront de líquids, la degradació deguda a processos de desinfecció i la tolerància a ser tractada amb rajos UV, entre altres.
Aquesta avaluació de les característiques sanitàries de les màscares fabricades es considera important per establir i optimitzar els paràmetres d’impressió dels dissenys definitius o el nivell de qualitat de la impressora 3D. Aquesta és una de les justificacions per incloure en el projecte l’adquisició de dos models actualitzats d’impressores 3D addicionals als models disponibles a les instal·lacions de l’equip investigador.
En aquest sentit, les impressores a les quals té accés l’equip investigador tenen certes limitacions que poden reduir els resultats del projecte: una reduïda diversitat de materials que poden ser usats (sobretot de materials de nova creació que toleren millor les radiacions UV), la necessitat de verificacions constants dels paràmetres que redueix el grau de reproducció de la peça impresa (dificultant la seva incorporació en centres sanitaris que no disposin de personal específic ), o les pròpies limitacions físiques dels elements de la impressora que fan molt complex explorar requeriments d’estanquitat com els que es tenen previst avaluar.
La inclusió d’uns models d’impressores actualitzats, models de gama alta i models de gama industrial, permet garantir l’exploració d’una àmplia gama d’acabats i de materials amb propietats interessats per l’aplicació sanitària del projecte.
S’espera un impacte evident del tipus de material usat per la impressió, de la configuració dels paràmetres d’impressió o de les característiques del propi disseny i, per tant, es vol desenvolupar un banc de proves adient per a validar els diferents models, fent servir tant l’instrumental disponible a les instal·lacions de l’equip d’investigadors com amb el suport d’entitats de validació externes.
De la mateixa manera que a l’apartat anterior es generarà un document amb recomanacions de l’ús que pugui tenir cada producte final obtingut en funció del grau de protecció aconseguit, el tipus d’impressora i el material usat . Tasca 3) Explorar l’aplicació de diferents models de filtres bioactius per a minimitzar la transmissió de la malaltia fent servir el compartiment específic inclòs a les màscares 3D.
L’exploració dels diferents models de filtres bioactius partirà de tres idees principals:
- Optimitzar els materials homologats disponibles en els centres sanitaris en el moment de la fase aguda. Es volen explorar metodologies i tècniques per a un ús òptim del material de protecció disponible per poder mantenir el nivell de protecció del personal sanitari durant els episodis d’escassetat que es puguin produir. Es treballarà tant amb el reciclatge de material sanitari de protecció específic (d’una sola màscara es podran crear 3 o 4 filtres per a col·locar en les màscares 3D i així triplicar o quadruplicar les màscares disponibles), com en el testeig dels materials proposats pel Ministeri d’Indústria, Comerç i Turisme [1] de teixit no teixit (TNT: textile non-tisse) de 50-60 g / m2 d’un gruix 0,3-0,5 mm, amb el qual es fabriquen les màscares quirúrgiques.
- Avaluar la millora de les capacitats de protecció de les teles sanitàries mitjançant la incorporació d’elements additius bioactius. Es vol explorar l’ús de teles com a nous filtres mediant la incorporació de diferents solucions salines per incrementar la seva capacitat protectora. En aquest sentit, es vol partir dels resultats d’estudis que han explorat tant diferents tipus de teles com de solucions que incorporen mecanismes per la neutralització eficient de la malaltia. Exemples d’aquest estudis son els descrits en els treballs de I. Rubino i H. Choi (2017) [2] i de F- Quan, et al. (2017) [3].
- Finalment, també s’avaluaran nous materials que puguin sorgir en el transcurs del projecte i que tinguin certa capacitat de filtratge.
S’espera poder realitzar una memòria final a mode de guia d’implementació que aporti seguretat en l’ús d’aquests filtres i de les necessitats de recanvi per mantenir els nivells de desactivació i protecció esperats.
Referències:
[1]https://www.mincotur.gob.es/es-es/COVID-19/Paginas/guias-para-fabricacion-de-mascarillas-y-ropa-de- proteccion.aspx
[2] I. Rubino i H. Choi, “Respiratory Protection against pandemic and epidemic deseases” Trends in biotechnology, octubre 2017, vol 35, 10.
[3] F. Quan, I. Rubino, S. Lee, B. Koch, H. Choi, “Universal and reusable virus deactivation system for respiratory protection”, Scientific reports, 7, 2017.