Centro de Plejboneco por Protekta Ekipaĵo kaj Materialoj (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanado
Uzu la suban ligilon por dividi la plenan tekstan version de ĉi tiu artikolo kun viaj amikoj kaj kolegoj.lernu pli.
Agentejoj pri publika sano rekomendas, ke komunumoj uzu maskojn por redukti la disvastiĝon de aeraj malsanoj kiel COVID-19.Kiam la masko funkcias kiel alt-efikeca filtrilo, la disvastiĝo de la viruso reduktiĝos, do gravas taksi la efikecon de partikla filtrado (PFE) de la masko.Tamen, la altaj kostoj kaj longaj plumbotempoj asociitaj kun aĉetado de ŝlosila PFE-sistemo aŭ dungado de akreditita laboratorio malhelpas la testadon de filtrilaj materialoj.Estas klare bezono de "personigita" PFE-testsistemo;tamen, la diversaj normoj kiuj preskribas PFE-testadon de (medicinaj) maskoj (ekzemple, ASTM International, NIOSH) varias multe en la klareco de siaj protokoloj kaj gvidlinioj.Ĉi tie, la evoluo de "interna" PFE-sistemo kaj metodo por testi maskojn en la kunteksto de nunaj medicinaj masknormoj estas priskribita.Laŭ internaciaj normoj de ASTM, la sistemo uzas lateksoosferojn (0.1 µm nominala grandeco) aerosolojn kaj uzas laseran partiklanalizilon por mezuri la partiklokoncentriĝon kontraŭflue kaj laŭflue de la maskmaterialo.Faru PFE-mezuradon sur diversaj komunaj ŝtofoj kaj medicinaj maskoj.La metodo priskribita en ĉi tiu laboro kontentigas la nunajn normojn de PFE-testado, dum provizas flekseblecon por adaptiĝi al ŝanĝiĝantaj bezonoj kaj filtraj kondiĉoj.
Agentejoj pri publika sano rekomendas, ke la ĝenerala loĝantaro portu maskojn por limigi la disvastiĝon de COVID-19 kaj aliaj gutetoj kaj aerosol-portitaj malsanoj.[1] La postulo porti maskojn estas efika en reduktado de dissendo, kaj [2] indikas ke neprovitaj komunummaskoj disponigas utilan filtradon.Fakte, modelaj studoj montris, ke la redukto de COVID-19-dissendo estas preskaŭ proporcia al la kombinita produkto de maskefikeco kaj adoptofteco, kaj ĉi tiuj kaj aliaj loĝantarbazitaj mezuroj havas sinergian efikon reduktante enhospitaligojn kaj mortojn.[3]
La nombro da atestitaj medicinaj maskoj kaj spirailoj postulataj de sanservo kaj aliaj frontliniaj laboristoj draste pliiĝis, prezentante defiojn al ekzistantaj fabrikado kaj provizoĉenoj, kaj igante novajn fabrikistojn rapide testi kaj atesti novajn materialojn.Organizoj kiel ASTM International kaj la Nacia Instituto pri Laborsekureco kaj Sano (NIOSH) evoluigis normigitajn metodojn por testi medicinajn maskojn;tamen, la detaloj de tiuj metodoj varias vaste, kaj ĉiu organizo establis siajn proprajn agadonormojn.
Partikla filtra efikeco (PFE) estas la plej grava karakterizaĵo de masko ĉar ĝi rilatas al sia kapablo filtri malgrandajn partiklojn kiel aerosoloj.Medicinaj maskoj devas plenumi specifajn PFE-celojn[4-6] por esti atestitaj de reguligaj agentejoj kiel ASTM International aŭ NIOSH.Kirurgiaj maskoj estas atestitaj fare de ASTM, kaj N95-spiraloj estas atestitaj fare de NIOSH, sed ambaŭ maskoj devas pasi specifajn PFE-tranĉvalorojn.Ekzemple, N95-maskoj devas atingi 95% filtradon por aerosoloj kunmetitaj de salpartikloj kun kalkula averaĝa diametro de 0.075 µm, dum ASTM 2100 L3-kirurgiaj maskoj devas atingi 98% filtradon por aerosoloj kunmetitaj de lateksoopilkoj kun meza diametro de 0.1 µm Filtrilo. .
La unuaj du elektoj estas multekostaj (>1,000 USD per prova specimeno, taksita esti >150,000 USD por specifa ekipaĵo), kaj dum la COVID-19-pandemio, estas prokrastoj pro longaj livertempoj kaj provizoproblemoj.La alta kosto de PFE-testado kaj limigitaj alirrajtoj - kombinitaj kun manko de kohera gvidado pri normigitaj agado-taksoj - igis esploristojn uzi diversajn personecigitajn testajn sistemojn, kiuj ofte baziĝas sur unu aŭ pluraj normoj por atestitaj medicinaj maskoj.
La speciala maska materialo testa ekipaĵo trovita en la ekzistanta literaturo estas kutime simila al la supre menciitaj NIOSH aŭ ASTM F2100/F2299 normoj.Tamen, esploristoj havas la ŝancon elekti aŭ ŝanĝi la desegnajn aŭ operaciajn parametrojn laŭ siaj preferoj.Ekzemple, ŝanĝoj en prova surfacrapideco, aero/aerosola flukvanto, provaĵgrandeco (areo), kaj aerosolpartiklokonsisto estis uzitaj.Multaj lastatempaj studoj uzis personecigitan ekipaĵon por taksi maskmaterialojn.Ĉi tiuj ekipaĵoj uzas natriajn kloridajn aerosolojn kaj estas proksimaj al NIOSH-normoj.Ekzemple, Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) kaj Joo et al.(2021) Ĉiuj konstruitaj ekipaĵoj produktos natrian kloridan aerosol (diversaj grandecoj), kiu estas neŭtraligita per elektra ŝargo, diluita per filtrita aero kaj sendita al la materiala specimeno, kie optika partikla grandeco, kondensitaj partikloj de diversaj Kombinitaj partikla koncentriĝo-mezurado [9, 14-16] Konda et al.(2020) kaj Hao et al.(2020) Simila aparato estis konstruita, sed la ŝargoneŭtraligilo ne estis inkludita.[8, 17] En ĉi tiuj studoj, la aerrapideco en la provaĵo variis inter 1 kaj 90 L min-1 (foje por detekti fluon/rapidefikojn);tamen, la surfacrapideco estis inter 5.3 kaj 25 cm s-1 inter.La specimena grandeco ŝajnas varii inter ≈3.4 kaj 59 cm2.
Male, ekzistas malmultaj studoj pri la taksado de maskaj materialoj per ekipaĵo uzanta lateksoolon, kiu estas proksima al la ASTM F2100/F2299-normo.Ekzemple, Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) kaj Lu et al.(2020) Konstruis aparaton por produkti polistirenan lateksoolon, kiu estis diluita kaj sendita al materialaj specimenoj, kie diversaj partiklanaliziloj aŭ skanantaj moveblaj partiklograndecaj analiziloj estis uzataj por mezuri partiklan koncentriĝon.[18-20] Kaj Lu et al.Ŝarĝneŭtraligilo estis uzita laŭflue de ilia aerosolgeneratoro, kaj la verkintoj de la aliaj du studoj ne faris.La aerfluo en la provaĵo ankaŭ iomete ŝanĝiĝis - sed ene de la limoj de la F2299-normo - de ≈7.3 ĝis 19 L min-1.La aera surfacrapideco studita fare de Bagheri et al.estas 2 kaj 10 cm s–1 (ene de la norma intervalo), respektive.Kaj Lu et al., kaj Shakya et al.[18-20] Krome, la verkinto kaj Shakya et al.provitaj lateksferoj de diversaj grandecoj (t.e., entute, 20 nm ĝis 2500 nm).Kaj Lu et al.Almenaŭ en kelkaj el iliaj testoj, ili uzas la precizigitan 100 nm (0.1 µm) partiklograndecon.
En ĉi tiu laboro, ni priskribas la defiojn, kiujn ni alfrontas en kreado de PFE-aparato, kiu konformas al la ekzistantaj ASTM F2100/F2299-normoj kiel eble plej multe.Inter la ĉefaj popularaj normoj (t.e. NIOSH kaj ASTM F2100/F2299), la ASTM-normo provizas pli grandan flekseblecon en parametroj (kiel aerfluo) por studi la filtran agadon, kiu povas influi PFE en ne-medicinaj maskoj.Tamen, kiel ni Kiel pruvis, ĉi tiu fleksebleco provizas plian nivelon de komplekseco en desegnado de tiaj ekipaĵoj.
La kemiaĵoj estis aĉetitaj de Sigma-Aldrich kaj uzataj kiel estas.Stirenmonomero (≥99%) estas purigita tra vitra kolono enhavanta aluminan inhibitorforigilon, kiu estas dizajnita por forigi tert-butilcatekol.Dejonigita akvo (≈0.037 µS cm–1) venas de la Sartorius Arium akvopurigsistemo.
100% kotono simpla teksaĵo (Muslin CT) kun nominala pezo de 147 gm-2 venas de Veratex Lining Ltd., QC, kaj la bambuo/spandex miksaĵo venas de D. Zinman Textiles, QC.Aliaj kandidatmaskomaterialoj venas de lokaj ŝtofkomercistoj (Fabricland).Ĉi tiuj materialoj inkluzivas du malsamajn 100% kotonajn teksaĵojn (kun malsamaj presaĵoj), unu kotonan/spandexan trikitan ŝtofon, du kotonon/poliesterajn trikaĵojn (unu "universala" kaj unu "sveterŝtofon") kaj ne-teksitan kotonon/polipropilenon miksitan. kotono bata materialo.Tablo 1 montras resumon de konataj ŝtofaj propraĵoj.Por komparmarki la novan ekipaĵon, atestitaj medicinaj maskoj estis akiritaj de lokaj hospitaloj, inkluzive de ASTM 2100 Nivelo 2 (L2) kaj Nivelo 3 (L3; Halyard) atestitaj medicinaj maskoj kaj N95-spiraloj (3M).
Cirkla provaĵo de proksimume 85 mm en diametro estis tranĉita de ĉiu materialo por esti testita;neniuj pluaj modifoj estis faritaj al la materialo (ekzemple lavado).Krampu la ŝtofan buklon en la specimeno de la PFE-aparato por testado.La fakta diametro de la specimeno en kontakto kun la aerfluo estas 73 mm, kaj la ceteraj materialoj estas uzataj por firme fiksi la specimenon.Por la kunmetita masko, la flanko, kiu tuŝas la vizaĝon, estas for de la aerosolo de la provizita materialo.
Sintezo de monodispersaj anjonaj polistirenaj lateksferoj per emulsiopolimerigo.Laŭ la proceduro priskribita en la antaŭa studo, la reago estis efektivigita en duona reĝimo de monomermalsato.[21, 22] Aldonu dejonigitan akvon (160 mL) al 250 mL trikola rondfunda flakono kaj metu ĝin en kirantan olebanon.La flakono estis tiam elpurigita per nitrogeno kaj inhibitor-libera stirenmonomero (2.1 ml) estis aldonita al la purigita, kirlita flakono.Post 10 minutoj je 70 °C, aldonu natrian laŭrilsulfaton (0,235 g) solvita en dejonigita akvo (8 mL).Post aliaj 5 minutoj, kalia persulfato (0,5 g) solvita en dejonigita akvo (2 ml) estis aldonita.Dum la sekvaj 5 horoj, uzu injektilpumpilon por malrapide injekti plian seninhibidan stirenon (20 mL) en la flakon kun rapideco de 66 µL min-1.Post kiam la stireninfuzaĵo estis kompletigita, la reago daŭris dum aliaj 17 horoj.Tiam la flakono estis malfermita kaj malvarmigita por fini la polimerigon.La sintezita polistirena lateksoemulsio estis dializita kontraŭ dejonigita akvo en SnakeSkin dializtubo (3500 Da molekula pezo-tranĉo) dum kvin tagoj, kaj la dejonigita akvo estis anstataŭigita ĉiutage.Forigu la emulsion el la dializa tubo kaj konservu ĝin en fridujo je 4 °C ĝis uzo.
Dinamika lumdisvastigo (DLS) estis farita per Brookhaven 90Plus analizilo, la lasera ondolongo estis 659 nm, kaj la detektilperspektivo estis 90°.Uzu la enkonstruitan partiklan solvprogramon (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) por analizi la datumojn.La lateksoopendado estas diluita kun dejonigita akvo ĝis la partiklokalkulo estas proksimume 500 mil kalkuloj je sekundo (kcps).La partiklograndeco estis determinita esti 125 ± 3 nm, kaj la raportita polidisperteco estis 0.289 ± 0.006.
ZetaPlus-zeta potenciala analizilo (Brookhaven Instruments Corp.) estis uzita por akiri la mezuran valoron de la zeta-potencialo en la fazanaliza lumdisvastigreĝimo.La specimeno estis preparita aldonante alikvoton de latekso al 5 × 10-3m NaCl-solvo kaj diluante la lateksan suspendon denove por atingi partiklonombradon de proksimume 500 kcps.Kvin ripetaj mezuradoj (ĉiu konsistante el 30 kuroj) estis faritaj, rezultigante zeta potencialan valoron de -55.1 ± 2.8 mV, kie la eraro reprezentas la norman devion de la averaĝa valoro de la kvin ripetoj.Tiuj mezuradoj indikas ke la partikloj estas negative ŝargitaj kaj formas stabilan suspendon.DLS kaj zeta potencialaj datumoj troveblas en la subtenaj informaj tabeloj S2 kaj S3.
Ni konstruis la ekipaĵon laŭ ASTM-Internaciaj normoj, kiel priskribite sube kaj montrita en Figuro 1. La aerosol-generatoro de aerosol-modulo Blaustein (BLAM; CHTech) estas uzata por produkti aerosolojn enhavantajn lateksajn pilkojn.La filtrita aerfluo (akirita per la filtriloj GE Healthcare Whatman 0.3 µm HEPA-CAP kaj 0.2 µm POLYCAP TF en serio) eniras la aerosolgeneratoron je premo de 20 psio (6.9 kPa) kaj atomigas parton de la 5 mg L-1. suspendo La likvaĵo estas injektita en la lateksopilkon de la ekipaĵo per injektpumpilo (KD Scientific Model 100).La aerosoligitaj malsekaj partikloj estas sekigitaj pasante la aerfluon forlasante la aerosolgeneratoron tra tubforma varmointerŝanĝilo.La varmointerŝanĝilo konsistas el 5/8” neoksidebla ŝtala tubvundo kun 8-fut-longa hejta bobeno.La eligo estas 216 W (BriskHeat).Laŭ ĝia alĝustigebla ciferdisko, la hejtila eligo estas agordita al 40% de la maksimuma valoro de la aparato (≈86 W);tio produktas mezan eksteran murtemperaturon de 112 °C (norma devio ≈1 °C), kiu estas determinita per surfac-surĉevala termoparo (Taylor Usono) mezurado.Figuro S4 en la subtenaj informoj resumas la hejtigan agadon.
La sekigitaj atomigitaj partikloj tiam estas miksitaj kun pli granda volumeno de filtrita aero por atingi totalan aerfluon de 28.3 L min-1 (t.e., 1 kuba piedo je minuto).Tiu valoro estis elektita ĉar ĝi estas la preciza flukvanto de la laserpartikla analizilo-instrumento specimenanta laŭflue de la sistemo.La aerfluo portanta la lateksoopartiklojn estas sendita al unu el du identaj vertikalaj kameroj (t.e. glatmuraj rustorezistaŝtalaj tuboj): "kontrola" kamero sen maskmaterialo, aŭ cirkla-tranĉita "provaĵo" kamer-uzo forprenebla La specimeno tenilo estas enmetita ekster la ŝtofo.La interna diametro de la du ĉambroj estas 73 mm, kio kongruas kun la interna diametro de la specimeno-tenilo.La specimena tenilo uzas kanelitajn ringojn kaj enprofundigitajn riglilojn por firme sigeli la maskon-materialon, kaj poste enmeti la forpreneblan krampon en la breĉon de la specimena ĉambro, kaj sigelu ĝin firme en la aparato per kaŭĉukaj krampoj kaj krampoj (Figuro S2, subtena informo).
La diametro de la ŝtofa specimeno en kontakto kun la aerfluo estas 73 mm (areo = 41,9 cm2);ĝi estas sigelita en la specimena ĉambro dum la provo.La aerfluo forlasanta la "kontrolon" aŭ "specimenan" kameron estas transdonita al laserpartikla analizilo (partiklomezursistemo LASAIR III 110) por mezuri la nombron kaj koncentriĝon de lateksopartikloj.La partikla analizilo precizigas la malsuprajn kaj suprajn limojn de partiklokoncentriĝo, respektive 2 × 10-4 kaj ≈34 partikloj je kuba piedo (7 kaj ≈950 000 partikloj je kuba piedo).Por la mezurado de lateksopartiklokoncentriĝo, la partiklokoncentriĝo estas raportita en "kesto" kun pli malalta limo kaj supra limo de 0.10-0.15 µm, egalrilatante al la proksimuma grandeco de unuopaj lateksopartikloj en la aerosolo.Tamen, aliaj ujgrandecoj povas esti uzitaj, kaj multoblaj ujoj povas esti analizitaj en la sama tempo, kun maksimuma partiklograndeco de 5 µm.
La ekipaĵo ankaŭ inkluzivas aliajn ekipaĵojn, kiel ekipaĵon por flulavi la ĉambron kaj partiklan analizilon per pura filtrita aero, same kiel necesajn valvojn kaj instrumentojn (Figuro 1).La kompletaj tubaj kaj instrumentaj diagramoj estas montritaj en Figuro S1 kaj Tabelo S1 de la subtenaj informoj.
Dum la eksperimento, la lateksoopendado estis injektita en la aerosolgeneratoron kun flukvanto de ≈60 ĝis 100 µL min-1 por konservi stabilan partikloproduktadon, proksimume 14-25 partiklojn je kuba centimetro (400 000-je kuba centimetro) 700 000 partikloj).Piedoj) en rubujo kun grandeco de 0,10–0,15 µm.Tiu flukvantintervalo estas postulata pro la observitaj ŝanĝoj en la koncentriĝo de lateksopartikloj laŭflue de la aerosolgeneratoro, kiu povas esti atribuita al ŝanĝoj en la kvanto de lateksoopendado kaptita per la likva kaptilo de la aerosolgeneratoro.
Por mezuri la PFE de antaŭfiksita ŝtofprovaĵo, la lateksopartikla aerosolo unue estas transdonita tra la kontrolĉambro kaj tiam direktita al la partikla analizilo.Senĉese mezuru la koncentriĝon de tri partikloj en rapida sinsekvo, ĉiu daŭranta unu minuton.La partikla analizilo raportas la tempan averaĝan koncentriĝon de partikloj dum la analizo, tio estas, la mezan koncentriĝon de partikloj en unu minuto (28.3 L) de la specimeno.Post prenado de ĉi tiuj bazliniaj mezuradoj por establi stabilan partiklan nombron kaj gasfluan indicon, la aerosolo estas transdonita al la provaĵĉambro.Post kiam la sistemo atingas ekvilibron (kutime 60-90 sekundoj), pliaj tri sinsekvaj unu-minutaj mezuradoj estas prenitaj en rapida sinsekvo.Tiuj specimenaj mezuradoj reprezentas la koncentriĝon de partikloj pasantaj tra la ŝtofprovaĵo.Poste, disigante la aerosolfluon reen al la kontrolĉambro, pliaj tri partiklokoncentriĝomezuradoj estis prenitaj de la kontrolĉambro por kontroli ke la kontraŭflua partiklokoncentriĝo ne ŝanĝiĝis konsiderinde dum la tuta prova taksadprocezo.Ĉar la dezajno de la du ĉambroj estas la sama—krom ke la provaĵokamero povas alĝustigi la provaĵo-tenilon—la flukondiĉoj en la kamero povas esti konsiderataj la samaj, do la koncentriĝo de partikloj en la gaso forlasanta la kontrolkameron kaj la provĉambron. povas esti komparita.
Por konservi la vivon de la partikla analizilo kaj forigi la aerosolajn partiklojn en la sistemo inter ĉiu testo, uzu HEPA filtritan aerjeton por purigi la partiklanalizilon post ĉiu mezurado, kaj purigu la specimenan ĉambron antaŭ ŝanĝi specimenojn.Bonvolu raporti al Figuro S1 en la subtena informo por skema diagramo de la aerfluiga sistemo sur la PFE-aparato.
Ĉi tiu kalkulo reprezentas ununuran "ripetan" PFE-mezuradon por ununura materiala provaĵo kaj estas ekvivalenta al la PFE-kalkulo en ASTM F2299 (Ekvacio (2)).
La materialoj skizitaj en §2.1 estis defiitaj per lateksaj aerosoloj uzante la PFE-ekipaĵon priskribitan en §2.3 por determini ilian taŭgecon kiel maskomaterialoj.Figuro 2 montras la legaĵojn akiritajn de la partikla koncentriĝa analizilo, kaj la PFE-valoroj de ŝtofoj de ŝtofoj kaj bataj materialoj estas mezuritaj samtempe.Tri specimenaj analizoj estis faritaj por entute du materialoj kaj ses ripetoj.Evidente, la unua legado en aro de tri legaĵoj (ombrita per pli hela koloro) estas kutime malsama de la aliaj du legaĵoj.Ekzemple, la unua legado diferencas de la mezumo de la aliaj du legaĵoj en la 12-15 triopoj en Figuro 2 je pli ol 5%.Ĉi tiu observado rilatas al la ekvilibro de aerosol-enhava aero fluanta tra la partikla analizilo.Kiel diskutite en Materialoj kaj Metodoj, la ekvilibraj legaĵoj (dua kaj tria kontrolo kaj specimenaj legaĵoj) estis uzataj por kalkuli la PFE en malhelbluaj kaj ruĝaj nuancoj en Figuro 2, respektive.Ĝenerale, la averaĝa PFE-valoro de la tri kopioj estas 78% ± 2% por sveteroŝtofo kaj 74% ± 2% por kotono batilmaterialo.
Por komparmarki la agadon de la sistemo, ASTM 2100 atestitaj medicinaj maskoj (L2, L3) kaj NIOSH-spiraloj (N95) ankaŭ estis taksitaj.La ASTM F2100 normo fiksas la sub-mikronan partikla filtra efikeco de 0.1 µm partikloj de nivelo 2 kaj nivelo 3 maskoj esti ≥ 95% kaj ≥ 98%, respektive.[5] Simile, NIOSH-atestitaj N95-spiraloj devas montri filtradefikecon de ≥95% por atomigitaj NaCl-nanopartikloj kun meza diametro de 0.075 µm.[24] Rengasamy et al.Laŭ raportoj, similaj N95-maskoj montras PFE-valoron de 99.84%–99.98%, [25] Zangmeister et al.Laŭ raportoj, ilia N95 produktas minimuman filtran efikecon de pli granda ol 99.9%, [14] dum Joo et al.Laŭ raportoj, 3M N95-maskoj produktis 99% de PFE (300 nm partikloj), [16] kaj Hao et al.La raportita N95 PFE (300 nm partikloj) estas 94.4%.[17] Por la du N95-maskoj defiitaj fare de Shakya et al.kun 0.1 µm lateksopilkoj, la PFE falis proksimume inter 80% kaj 100%.[19] Kiam Lu et al.Uzante lateksajn pilkojn de la sama grandeco por taksi N95-maskojn, la meza PFE estas raportita esti 93.8%.[20] La rezultoj akiritaj uzante la ekipaĵon priskribitan en tiu laboro montras ke la PFE de la N95-masko estas 99.2 ± 0.1%, kio estas en bona interkonsento kun la plej multaj antaŭaj studoj.
Kirurgiaj maskoj ankaŭ estis testitaj en pluraj studoj.La kirurgiaj maskoj de Hao et al.montris PFE (300 nm partikloj) de 73.4%, [17] dum la tri kirurgiaj maskoj testitaj fare de Drewnick et al.La PFE produktita varias de ĉirkaŭ 60% ĝis preskaŭ 100%.[15] (Ĉi-lasta masko povas esti atestita modelo. ) Tamen, Zangmeister et al.Laŭ raportoj, la minimuma filtra efikeco de la du kirurgiaj maskoj testitaj estas nur iomete pli alta ol 30%, [14] multe pli malalta ol la kirurgiaj maskoj testitaj en ĉi tiu studo.Simile, la "blua kirurgia masko" testita de Joo et al.Pruvu ke PFE (300 nm partikloj) estas nur 22%.[16] Shakya et al.raportis ke la PFE de kirurgiaj maskoj (uzantaj 0.1 µm lateksopartiklojn) malpliiĝis proksimume je 60-80%.[19] Uzante lateksopilkojn de la sama grandeco, la kirurgia masko de Lu et al. produktis mezan PFE-rezulton de 80.2%.[20] En komparo, la PFE de nia L2-masko estas 94.2 ± 0.6%, kaj la PFE de la L3-masko estas 94.9 ± 0.3%.Kvankam ĉi tiuj PFE-oj superas multajn PFE-ojn en la literaturo, ni devas noti, ke preskaŭ neniu atesta nivelo menciita en la antaŭa esplorado, kaj niaj kirurgiaj maskoj akiris nivelon 2 kaj nivelon 3-atestilon.
De la sama maniero, kiel la kandidatoj masklaj materialoj en Figuro 2 estis analizitaj, tri provoj estis faritaj sur la aliaj ses materialoj por determini ilian taŭgecon en la masko kaj pruvi la funkciadon de la PFE-aparato.La figuro 3 prezentas la PFE-valorojn de ĉiuj testitaj materialoj kaj komparas ilin kun la PFE-valoroj akiritaj per taksado de atestitaj L3 kaj N95-maskaj materialoj.El la 11 maskoj/kandidataj maskomaterialoj elektitaj por ĉi tiu laboro, larĝa gamo de PFE-agado povas esti klare vidita, intervalante de ≈10% ĝis proksime al 100%, kongrua kun aliaj studoj, [8, 9, 15] kaj industriaj priskribiloj. Ne ekzistas klara rilato inter PFE kaj PFE.Ekzemple, materialoj kun simila konsisto (du 100% kotonaj specimenoj kaj kotonmuslino) montras tre malsamajn PFE-valorojn (14%, 54% kaj 13% respektive).Sed estas esence ke malalta rendimento (ekzemple, 100% kotono A; PFE ≈ 14%), meza rendimento (ekzemple, 70%/30% kotono/poliestera miksaĵo; PFE ≈ 49%) kaj alta rendimento (ekzemple, svetero Ŝtofo; PFE ≈ 78%) La ŝtofo povas esti klare identigita uzante la PFE-ekipaĵon priskribitan en ĉi tiu laboro.Precipe sveterŝtofoj kaj kotonaj batilmaterialoj rezultis tre bone, kun PFEoj intervalantaj de 70% ĝis 80%.Tiaj alt-efikecaj materialoj povas esti identigitaj kaj analizitaj pli detale por kompreni la karakterizaĵojn, kiuj kontribuas al ilia alta filtra rendimento.Tamen, ni volas memorigi, ke ĉar la PFE-rezultoj de materialoj kun similaj industriaj priskriboj (t.e. kotonaj materialoj) estas tre malsamaj, ĉi tiuj datumoj ne indikas, kiuj materialoj estas vaste utilaj por ŝtofaj maskoj, kaj ni ne intencas konkludi la ecojn- materialaj kategorioj.La rendimenta rilato.Ni provizas specifajn ekzemplojn por pruvi kalibradon, montri, ke la mezurado kovras la tutan gamon de ebla filtra efikeco, kaj donas la grandecon de la mezuraro.
Ni akiris ĉi tiujn PFE-rezultojn por pruvi, ke nia ekipaĵo havas ampleksan gamon de mezurkapabloj, malaltan eraron, kaj kompare kun datumoj akiritaj en la literaturo.Ekzemple, Zangmeister et al.La PFE-rezultoj de pluraj teksitaj kotonŝtofoj (ekz. "Kotono 1-11″) (89 ĝis 812 fadenoj po colo) estas raportitaj.En 9 el la 11 materialoj, la "minimuma filtra efikeco" varias de 0% ĝis 25%;la PFE de la aliaj du materialoj estas ĉirkaŭ 32%.[14] Simile, Konda et al.La datumoj de PFE de du kotonaj ŝtofoj (80 kaj 600 TPI; 153 kaj 152 gm-2) estas raportitaj.La PFE intervalas de 7% ĝis 36% kaj 65% ĝis 85%, respektive.En la studo de Drewnick et al., en unu-tavolaj kotonŝtofoj (t.e. kotono, kotono trikita, moleton; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), la gamo de materialo PFE estas proksimume 10% ĝis 30%.En la studo de Joo et al., ilia 100% kotonmaterialo havas PFE de 8% (300 nm partikloj).Bagheri et al.uzis polistirenajn lateksopartiklojn de 0,3 ĝis 0,5 µm.La PFE de ses kotonaj materialoj (120-200 TPI; 136-237 gm-2) estis mezurita, intervalante de 0% ĝis 20%.[18] Tial, la plej multaj el tiuj materialoj estas en bona interkonsento kun la PFE-rezultoj de niaj tri kotonŝtofoj (t.e. Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A kaj B), kaj ilia meza filtra efikeco estas 13%, 14% kaj respektive.54%.Ĉi tiuj rezultoj indikas, ke ekzistas grandaj diferencoj inter kotonaj materialoj kaj ke la materialaj trajtoj, kiuj kondukas al alta PFE (t.e. la 600 TPI-kotono de Konda et al.; nia kotono B) estas malbone komprenataj.
Farante ĉi tiujn komparojn, ni ja konfesas, ke estas malfacile trovi materialojn testitajn en la literaturo, kiuj havas la samajn karakterizaĵojn (t.e., materiala komponado, teksado kaj trikado, TPI, pezo, ktp.) kun la materialoj testitaj en ĉi tiu studo, kaj tial oni ne povas rekte kompari.Krome, la diferencoj en la instrumentoj uzitaj de la aŭtoroj kaj la manko de normigado malfaciligas fari bonajn komparojn.Tamen, estas klare, ke la rendimento/efikecrilato de ordinaraj ŝtofoj ne estas bone komprenita.La materialoj estos plue testitaj per normigitaj, flekseblaj kaj fidindaj ekipaĵoj (kiel la ekipaĵo priskribita en ĉi tiu laboro) por determini ĉi tiujn rilatojn.
Kvankam estas totala statistika eraro (0-5%) inter ununura kopio (0-4%) kaj la specimenoj analizitaj triobla, la ekipaĵo proponita en ĉi tiu laboro pruvis esti efika ilo por testi PFE de diversaj materialoj.Ordinaraj ŝtofoj al atesteblaj medicinaj maskoj.Indas noti, ke inter la 11 materialoj testitaj por Figuro 3, la disvastigo-eraro σprop superas la norman devion inter la PFE-mezuradoj de ununura specimeno, tio estas, la σsd de 9 el 11 materialoj;ĉi tiuj du esceptoj okazas en Tre alta PFE-valoro (te L2 kaj L3-masko).Kvankam la rezultoj prezentitaj fare de Rengasamy et al.Montrante ke la diferenco inter ripetaj provaĵoj estas malgranda (t.e., kvin ripetoj <0.29%), [25] ili studis materialojn kun altaj konataj filtraj trajtoj dizajnitaj specife por maskproduktado: la materialo mem povas esti pli unuforma, kaj la testo ankaŭ estas Ĉi tiu. areo de la PFE-gamo povas esti pli konsekvenca.Ĝenerale, la rezultoj akiritaj uzante nian ekipaĵon kongruas kun la PFE-datumoj kaj atestnormoj akiritaj de aliaj esploristoj.
Kvankam PFE estas grava indikilo por mezuri la rendimenton de masko, ĉe ĉi tiu punkto ni devas memorigi legantojn, ke ampleksa analizo de estontaj maskaj materialoj devas konsideri aliajn faktorojn, tio estas, materialan permeablon (t.e. per premofalo aŭ diferenciga premotesto). ).Estas regularoj en ASTM F2100 kaj F3502.Akceptebla spirebleco estas esenca por la komforto de la portanto kaj malhelpi elfluadon de la maskrando dum spirado.Ĉar la PFE kaj aerpermeablo de multaj komunaj materialoj estas kutime inverse proporciaj, la premofalo-mezurado devus esti farita kune kun la PFE-mezurado por pli plene taksi la efikecon de la maskmaterialo.
Ni rekomendas, ke gvidlinioj por konstrui PFE-ekipaĵon laŭ ASTM F2299 estas esencaj por kontinua plibonigo de normoj, generacio de esploraj datumoj kompareblaj inter esploraj laboratorioj kaj plibonigo de aerosolfiltrado.Nur fidu la normon NIOSH (aŭ F3502), kiu specifas ununuran aparaton (TSI 8130A) kaj limigas esploristojn de aĉetado de klavaj aparatoj (ekzemple, TSI-sistemoj).Dependo de normigitaj sistemoj kiel ekzemple TSI 8130A estas grava por nuna norma atestado, sed ĝi limigas la evoluon de maskoj, spiraloj kaj aliaj aerosol filtraj teknologioj kiuj kontraŭas esplorprogreson.Indas noti, ke la NIOSH-normo estis evoluigita kiel metodo por testi spiralojn sub la severaj kondiĉoj atenditaj kiam ĉi tiu ekipaĵo estas bezonata, sed kontraste, kirurgiaj maskoj estas testitaj per ASTM F2100/F2299-metodoj.La formo kaj stilo de komunumaj maskoj estas pli kiel kirurgiaj maskoj, kio ne signifas, ke ili havas bonegan filtran efikecon kiel N95.Se kirurgiaj maskoj ankoraŭ estas taksitaj laŭ ASTM F2100/F2299, ordinaraj ŝtofoj devas esti analizitaj per metodo pli proksima al ASTM F2100/F2299.Krome, ASTM F2299 permesas plian flekseblecon en malsamaj parametroj (kiel aerfluo kaj surfaca rapideco en filtraj efikaj studoj), kiuj povas igi ĝin proksimuma supera normo en esplora medio.
Afiŝtempo: Aŭg-30-2021