Projeto da UM visa fabricar localmente respiradores N95

Um projeto liderado pela Universidade de Michigan visa atender às necessidades médicas do respirador N95 após uma escassez no início da pandemia do COVID-19 e pode levar a uma “plataforma de inovações” em materiais e designs das máscaras.

O projeto, co-liderado por Albert Shih, professor do departamento de engenharia mecânica, visa criar duas máquinas modulares fabricadas nos EUA para fabricar as máscaras localmente.

Uma camada intermediária de máscaras N95 é feita de um material de filtragem de plástico não tecido soprado por fusão que é carregado eletrostaticamente e pode parar partículas de aerossol do tamanho de vírus. A camada estava em falta durante a pandemia e a oferta mundial é fabricada por grandes máquinas fabricadas principalmente na China e na Alemanha, disse Shih.

"Apenas dois países podem fabricar essas grandes máquinas agora", disse Shih. "Enfatizamos ... a produção local, então nossas máquinas são menores e mais modulares em design."

As resinas necessárias para produzir os filtros das máscaras não são fabricadas nos Estados Unidos, disse Brian Love, professor do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e Engenharia Biomédica da UM.

"Fazemos muitos não-tecidos coletivamente nos Estados Unidos", disse Love. "Existe uma variedade dessas resinas produzidas, mas muitas delas não têm o aditivo para funcionar como um filtro atraente baseado em carga. Se tivermos a capacidade da máquina aqui, podemos formular nossas próprias resinas para fazer camadas de não tecido que reproduzam o que está sendo usado nas máscaras no momento."

A pandemia estimulou inovações no design e nos materiais das máscaras, mas elas devem ter capacidade de fabricação para causar impacto na saúde das pessoas, disse Shih. Seu laboratório está trabalhando com empresas de máquinas sediadas nos Estados Unidos para projetar e construir as máquinas que fabricam o N95.

"Estamos essencialmente usando o projeto de material existente para provar que podemos fazer isso em uma pequena máquina para produção localizada", disse Shih.

Os respiradores cirúrgicos N95, um subconjunto dos N95s, foram inicialmente procurados pelos profissionais de saúde para limitar a exposição ao COVID-19, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Os Estados Unidos encontraram escassez crítica de equipamentos de proteção individual, ou EPI, incluindo os respiradores, no início da pandemia. A Food and Drug Administration anunciou no verão passado que a demanda em ambientes de saúde não excedia mais a demanda.

Depois que a máquina for construída, o laboratório de Shih primeiro a testará para ver se ela pode criar máscaras N95 usando o material e o design atuais fundidos por sopro. Eles podem então começar a experimentar novos designs de máscaras e materiais que possam permitir uma melhor filtragem, conforto e vedação ao redor do rosto, disse Shih.

As máquinas podem ser "uma plataforma para inovações" em novos materiais e designs de máscaras N95, principalmente para profissionais de saúde, disse Shih.

"A fase dois é onde as inovações dos novos materiais e os novos designs se unirão para serem competitivos", disse ele.

Mudar a filtragem nas máscaras N95 é caro com as grandes máquinas usadas atualmente, disse Shih. Ainda não está claro quanto custará para fabricar máscaras N95 com a nova máquina, mas o objetivo é ser competitivo em termos de custo, disse Shih.

O projeto pode ser uma medida de segurança preventiva no caso de futuras pandemias envolvendo vírus transmitidos pelo ar, quando provavelmente serão necessárias máscaras N95, disse Love.

“Apenas ter um único produtor sozinho nos EUA que fabricasse materiais de máscara apropriados ajudaria bastante a basicamente minimizar os problemas de amplificação que podem surgir de interrupções na cadeia de suprimentos”, disse Love.

O projeto recebeu US$ 3 milhões em financiamento do American Rescue Plan Act, e dois fabricantes da Flórida estão trabalhando na construção das máquinas. A Hills Inc. está construindo a máquina de fusão por sopro, enquanto a corporação DemeTECH está construindo a máquina de montagem N95. A máquina de montagem integrará a máquina fundida de Hill neste verão e Shih espera transferir e configurar o sistema de produção N95 em Michigan até o final de 2023.