Canolfan Ragoriaeth ar gyfer Offer a Deunyddiau Amddiffynnol (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Canada
Defnyddiwch y ddolen isod i rannu fersiwn testun llawn yr erthygl hon gyda'ch ffrindiau a'ch cydweithwyr.Dysgu mwy.
Mae asiantaethau iechyd cyhoeddus yn argymell bod cymunedau'n defnyddio masgiau i leihau lledaeniad afiechydon yn yr awyr fel COVID-19.Pan fydd y mwgwd yn gweithredu fel hidlydd effeithlonrwydd uchel, bydd lledaeniad y firws yn cael ei leihau, felly mae'n bwysig gwerthuso effeithlonrwydd hidlo gronynnau (PFE) y mwgwd.Fodd bynnag, mae'r costau uchel a'r amseroedd arwain hir sy'n gysylltiedig â phrynu system PFE un contractwr neu logi labordy achrededig yn rhwystro profi deunyddiau hidlo.Mae'n amlwg bod angen system brawf PFE "wedi'i haddasu";fodd bynnag, mae'r safonau amrywiol sy'n rhagnodi profion PFE ar fasgiau (meddygol) (er enghraifft, ASTM International, NIOSH) yn amrywio'n fawr o ran eglurder eu protocolau a'u canllawiau.Yma, disgrifir datblygiad system PFE “fewnol” a dull ar gyfer profi masgiau yng nghyd-destun safonau mwgwd meddygol cyfredol.Yn ôl safonau rhyngwladol ASTM, mae'r system yn defnyddio aerosolau sfferau latecs (maint enwol 0.1 µm) ac yn defnyddio dadansoddwr gronynnau laser i fesur crynodiad y gronynnau i fyny'r afon ac i lawr yr afon o'r deunydd mwgwd.Perfformio mesuriadau PFE ar amrywiol ffabrigau cyffredin a masgiau meddygol.Mae'r dull a ddisgrifir yn y gwaith hwn yn bodloni'r safonau presennol o brofion PFE, tra'n darparu hyblygrwydd i addasu i anghenion newidiol ac amodau hidlo.
Mae asiantaethau iechyd cyhoeddus yn argymell bod y boblogaeth gyffredinol yn gwisgo masgiau i gyfyngu ar ymlediad COVID-19 a chlefydau eraill a gludir gan ddefnynnau ac aerosolau.[1] Mae'r gofyniad i wisgo masgiau yn effeithiol wrth leihau trosglwyddiad, ac [2] yn nodi bod masgiau cymunedol heb eu profi yn darparu hidlo defnyddiol.Mewn gwirionedd, mae astudiaethau modelu wedi dangos bod y gostyngiad mewn trosglwyddiad COVID-19 bron yn gymesur â chynnyrch cyfunol effeithiolrwydd masgiau a chyfradd mabwysiadu, ac mae'r rhain a mesurau eraill sy'n seiliedig ar boblogaeth yn cael effaith synergaidd wrth leihau nifer yr achosion o ysbytai a marwolaethau.[3]
Mae nifer y masgiau meddygol ardystiedig ac anadlyddion sydd eu hangen ar weithwyr gofal iechyd a gweithwyr rheng flaen eraill wedi cynyddu'n ddramatig, gan osod heriau i'r cadwyni gweithgynhyrchu a chyflenwi presennol, ac achosi i weithgynhyrchwyr newydd brofi ac ardystio deunyddiau newydd yn gyflym.Mae sefydliadau fel ASTM International a'r Sefydliad Cenedlaethol Diogelwch ac Iechyd Galwedigaethol (NIOSH) wedi datblygu dulliau safonol ar gyfer profi masgiau meddygol;fodd bynnag, mae manylion y dulliau hyn yn amrywio'n fawr, ac mae pob sefydliad wedi sefydlu ei safonau perfformiad ei hun.
Effeithlonrwydd hidlo gronynnol (PFE) yw nodwedd bwysicaf mwgwd oherwydd ei fod yn gysylltiedig â'i allu i hidlo gronynnau bach fel aerosolau.Rhaid i fasgiau meddygol gyrraedd targedau PFE penodol[4-6] er mwyn cael eu hardystio gan asiantaethau rheoleiddio fel ASTM International neu NIOSH.Mae masgiau llawfeddygol yn cael eu hardystio gan ASTM, ac mae anadlyddion N95 yn cael eu hardystio gan NIOSH, ond rhaid i'r ddau fasg basio gwerthoedd terfyn PFE penodol.Er enghraifft, rhaid i fasgiau N95 gyflawni hidliad o 95% ar gyfer aerosolau sy'n cynnwys gronynnau halen gyda diamedr cyfartalog cyfrif o 0.075 µm, tra bod yn rhaid i fasgiau llawfeddygol ASTM 2100 L3 gyflawni hidliad 98% ar gyfer aerosolau sy'n cynnwys peli latecs â diamedr cyfartalog o 0.1 µm Filter .
Mae'r ddau opsiwn cyntaf yn ddrud (> $ 1,000 fesul sampl prawf, amcangyfrifir ei fod yn> $ 150,000 ar gyfer offer penodedig), ac yn ystod y pandemig COVID-19, mae oedi oherwydd amseroedd dosbarthu hir a phroblemau cyflenwi.Mae cost uchel profion PFE a hawliau mynediad cyfyngedig - ynghyd â diffyg arweiniad cydlynol ar werthusiadau perfformiad safonol - wedi arwain ymchwilwyr i ddefnyddio amrywiaeth o systemau profi wedi'u teilwra, sy'n aml yn seiliedig ar un neu fwy o safonau ar gyfer masgiau meddygol ardystiedig.
Mae'r offer profi deunydd mwgwd arbennig a geir yn y llenyddiaeth bresennol fel arfer yn debyg i'r safonau NIOSH neu ASTM F2100 / F2299 uchod.Fodd bynnag, mae ymchwilwyr yn cael y cyfle i ddewis neu newid y dyluniad neu baramedrau gweithredu yn ôl eu dewisiadau.Er enghraifft, defnyddiwyd newidiadau yng nghyflymder arwyneb y sampl, cyfradd llif aer/aerosol, maint sampl (ardal), a chyfansoddiad gronynnau aerosol.Mae llawer o astudiaethau diweddar wedi defnyddio offer wedi'u teilwra i werthuso deunyddiau mwgwd.Mae'r offer hyn yn defnyddio aerosolau sodiwm clorid ac maent yn agos at safonau NIOSH.Er enghraifft, mae Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) a Joo et al.(2021) Bydd yr holl offer a adeiladwyd yn cynhyrchu aerosol sodiwm clorid (amrywiol feintiau), sy'n cael ei niwtraleiddio gan dâl trydan, ei wanhau ag aer wedi'i hidlo a'i anfon at y sampl deunydd, lle mae maint gronynnau optegol, gronynnau cyddwys o amrywiol fesur crynodiad gronynnau Cyfunol [9, 14-16] Konda et al.(2020) a Hao et al.(2020) Adeiladwyd dyfais debyg, ond ni chynhwyswyd y niwtralydd tâl.[8, 17] Yn yr astudiaethau hyn, roedd y cyflymder aer yn y sampl yn amrywio rhwng 1 a 90 L min-1 (weithiau i ganfod effeithiau llif/cyflymder);fodd bynnag, roedd y cyflymder arwyneb rhwng 5.3 a 25 cm s-1 rhyngddynt.Mae'n ymddangos bod maint y sampl yn amrywio rhwng ≈3.4 a 59 cm2.
I'r gwrthwyneb, prin yw'r astudiaethau ar werthuso deunyddiau mwgwd trwy offer sy'n defnyddio aerosol latecs, sy'n agos at safon ASTM F2100 / F2299.Er enghraifft, mae Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) a Lu et al.(2020) Wedi adeiladu dyfais i gynhyrchu aerosol latecs polystyren, a gafodd ei wanhau a'i anfon at samplau deunydd, lle defnyddiwyd amrywiol ddadansoddwyr gronynnau neu ddadansoddwyr maint gronynnau sganio symudedd i fesur crynodiad gronynnau.[18-20] A Lu et al.Defnyddiwyd niwtralydd gwefr i lawr yr afon o'u generadur aerosol, ac ni wnaeth awduron y ddwy astudiaeth arall.Newidiodd y gyfradd llif aer yn y sampl ychydig hefyd - ond o fewn terfynau'r safon F2299 - o ≈7.3 i 19 L min-1.Mae cyflymder arwyneb yr aer a astudiwyd gan Bagheri et al.yw 2 a 10 cm s–1 (o fewn yr amrediad safonol), yn y drefn honno.Ac mae Lu et al., a Shakya et al.[18-20] Yn ogystal, mae'r awdur a Shakya et al.profi sfferau latecs o wahanol feintiau (hy, yn gyffredinol, 20 nm i 2500 nm).Ac mae Lu et al.O leiaf mewn rhai o'u profion, maen nhw'n defnyddio'r maint gronynnau 100 nm (0.1 µm) penodedig.
Yn y gwaith hwn, rydym yn disgrifio'r heriau sy'n ein hwynebu wrth greu dyfais PFE sy'n cydymffurfio cymaint â phosibl â safonau ASTM F2100 / F2299 presennol.Ymhlith y prif safonau poblogaidd (hy NIOSH ac ASTM F2100/F2299), mae safon ASTM yn darparu mwy o hyblygrwydd mewn paramedrau (fel cyfradd llif aer) i astudio'r perfformiad hidlo a allai effeithio ar PFE mewn masgiau anfeddygol.Fodd bynnag, fel y gwnaethom Fel y dangoswyd, mae'r hyblygrwydd hwn yn darparu lefel ychwanegol o gymhlethdod wrth ddylunio offer o'r fath.
Prynwyd y cemegau gan Sigma-Aldrich a'u defnyddio fel y mae.Mae monomer Styrene (≥99%) yn cael ei buro trwy golofn wydr sy'n cynnwys remover atalydd alwmina, sydd wedi'i gynllunio i gael gwared ar tert-butylcatechol.Daw dŵr deionized (≈0.037 µS cm–1) o system puro dŵr Sartorius Arium.
Daw gwehyddu plaen 100% cotwm (Muslin CT) gyda phwysau enwol o 147 gm-2 gan Veratex Lining Ltd., QC, a daw'r cyfuniad bambŵ / spandex gan D. Zinman Textiles, QC.Daw deunyddiau mwgwd ymgeiswyr eraill gan adwerthwyr ffabrig lleol (Fabricland).Mae'r deunyddiau hyn yn cynnwys dau ffabrig gwehyddu cotwm 100% gwahanol (gyda gwahanol brintiau), un ffabrig wedi'i wau â chotwm/spandex, dau ffabrig wedi'i wau â chotwm/polyester (un “cyffredinol” ac un “ffabrig siwmper”) a chotwm heb ei wehyddu/polypropylen cymysg. deunydd batio cotwm.Mae Tabl 1 yn dangos crynodeb o briodweddau ffabrig hysbys.Er mwyn meincnodi'r offer newydd, cafwyd masgiau meddygol ardystiedig gan ysbytai lleol, gan gynnwys masgiau meddygol ardystiedig ASTM 2100 Lefel 2 (L2) a Lefel 3 (L3; Halyard) ac anadlyddion N95 (3M).
Torrwyd sampl crwn o tua 85 mm o ddiamedr o bob defnydd i'w brofi;ni wnaed unrhyw addasiadau pellach i'r deunydd (er enghraifft, golchi).Clampiwch y ddolen ffabrig yn nailydd sampl y ddyfais PFE i'w phrofi.Diamedr gwirioneddol y sampl sydd mewn cysylltiad â'r llif aer yw 73 mm, a defnyddir y deunyddiau sy'n weddill i osod y sampl yn dynn.Ar gyfer y mwgwd wedi'i ymgynnull, mae'r ochr sy'n cyffwrdd â'r wyneb i ffwrdd o aerosol y deunydd a gyflenwir.
Synthesis o sfferau latecs polystyren anionig monodisperse gan polymerization emwlsiwn.Yn ôl y weithdrefn a ddisgrifiwyd yn yr astudiaeth flaenorol, cynhaliwyd yr adwaith mewn modd lled-swp o newyn monomer.[21, 22] Ychwanegwch ddŵr wedi'i ddadïoneiddio (160 mL) at fflasg gwaelod crwn 250 ml o dri gwddf a'i roi mewn baddon olew troi.Yna cafodd y fflasg ei glanhau â nitrogen ac ychwanegwyd monomer styrene heb atalydd (2.1 ml) at y fflasg wedi'i throi wedi'i glanhau.Ar ôl 10 munud ar 70 ° C, ychwanegwch sodiwm lauryl sylffad (0.235 g) wedi'i hydoddi mewn dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio (8 mL).Ar ôl 5 munud arall, ychwanegwyd persylffad potasiwm (0.5 g) wedi'i hydoddi mewn dŵr deionized (2 mL).Dros y 5 awr nesaf, defnyddiwch bwmp chwistrell i chwistrellu styren ychwanegol heb atalydd (20 mL) yn araf i'r fflasg ar gyfradd o 66 µL min-1.Ar ôl cwblhau'r trwyth styrene, aeth yr adwaith ymlaen am 17 awr arall.Yna agorwyd y fflasg a'i oeri i ddod â'r polymerization i ben.Cafodd yr emwlsiwn latecs polystyren wedi'i syntheseiddio ei ddeialu yn erbyn dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio mewn tiwb dialysis SnakeSkin (toriad pwysau moleciwlaidd 3500 Da) am bum niwrnod, a chafodd y dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio ei ddisodli bob dydd.Tynnwch yr emwlsiwn o'r tiwb dialysis a'i storio mewn oergell ar 4°C nes ei ddefnyddio.
Perfformiwyd gwasgariad golau deinamig (DLS) gyda dadansoddwr Brookhaven 90Plus, y donfedd laser oedd 659 nm, ac ongl y canfodydd oedd 90 °.Defnyddiwch y meddalwedd datrysiad gronynnau adeiledig (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) i ddadansoddi'r data.Mae'r hongiad latecs yn cael ei wanhau â dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio nes bod y cyfrif gronynnau tua 500 mil cyfrif yr eiliad (kcps).Penderfynwyd mai maint y gronynnau oedd 125 ± 3 nm, a'r aml-dispersity a adroddwyd oedd 0.289 ± 0.006.
Defnyddiwyd dadansoddwr potensial zeta ZetaPlus (Brookhaven Instruments Corp.) i gael gwerth mesuredig y potensial zeta yn y modd gwasgaru golau dadansoddi cam.Paratowyd y sampl trwy ychwanegu aliquot o latecs at hydoddiant NaCl 5 × 10-3m a gwanhau'r ataliad latecs eto i gyflawni cyfrif gronynnau o tua 500 kcps.Perfformiwyd pum mesuriad dro ar ôl tro (pob un yn cynnwys 30 rhediad), gan arwain at werth potensial zeta o -55.1 ± 2.8 mV, lle mae'r gwall yn cynrychioli gwyriad safonol gwerth cyfartalog y pum ailadrodd.Mae'r mesuriadau hyn yn dangos bod y gronynnau'n cael eu gwefru'n negyddol ac yn ffurfio ataliad sefydlog.Gellir dod o hyd i ddata potensial DLS a zeta yn nhablau gwybodaeth ategol S2 a S3.
Fe wnaethom adeiladu'r offer yn unol â safonau ASTM International, fel y disgrifir isod ac a ddangosir yn Ffigur 1. Defnyddir y generadur aerosol modiwl un-jet Blaustein (BLAM; CHTech) i gynhyrchu aerosolau sy'n cynnwys peli latecs.Mae'r llif aer wedi'i hidlo (a geir trwy hidlwyr GE Healthcare Whatman 0.3 µm HEPA-CAP a 0.2 µm POLYCAP TF mewn cyfres) yn mynd i mewn i'r generadur aerosol ar bwysedd o 20 psi (6.9 kPa) ac yn atomizes cyfran o'r 5 mg L-1 ataliad Mae'r hylif yn cael ei chwistrellu i bêl latecs yr offer trwy bwmp chwistrell (Model Gwyddonol KD 100).Mae'r gronynnau gwlyb aerosolized yn cael eu sychu trwy basio'r llif aer gan adael y generadur aerosol trwy gyfnewidydd gwres tiwbaidd.Mae'r cyfnewidydd gwres yn cynnwys clwyf tiwb dur di-staen 5/8” gyda choil gwresogi 8 troedfedd o hyd.Yr allbwn yw 216 W (BriskHeat).Yn ôl ei ddeialiad addasadwy, mae allbwn y gwresogydd wedi'i osod i 40% o werth uchaf y ddyfais (≈86 W);mae hyn yn cynhyrchu tymheredd wal allanol cyfartalog o 112 ° C (gwyriad safonol ≈1 °C), sy'n cael ei bennu gan fesuriad thermocouple wedi'i osod ar yr wyneb (Taylor USA).Mae Ffigur S4 yn y wybodaeth ategol yn crynhoi perfformiad y gwresogydd.
Yna caiff y gronynnau atomedig sych eu cymysgu â chyfaint mwy o aer wedi'i hidlo i gyflawni cyfradd llif aer cyfanswm o 28.3 L min-1 (hynny yw, 1 troedfedd giwbig y funud).Dewiswyd y gwerth hwn oherwydd dyma gyfradd llif gywir yr offeryn dadansoddi gronynnau laser sy'n samplu i lawr yr afon o'r system.Mae'r llif aer sy'n cario'r gronynnau latecs yn cael ei anfon i un o ddwy siambr fertigol union yr un fath (hy tiwbiau dur gwrthstaen â waliau llyfn): siambr “reoli” heb ddeunydd mwgwd, neu siambr “sampl” wedi'i thorri'n gylchol y gellir ei datod Daliwr y sampl yn cael ei fewnosod y tu allan i'r ffabrig.Diamedr mewnol y ddwy siambr yw 73 mm, sy'n cyfateb i ddiamedr mewnol deiliad y sampl.Mae deiliad y sampl yn defnyddio modrwyau rhigol a bolltau cilfachog i selio'r deunydd mwgwd yn dynn, ac yna mewnosodwch y braced datodadwy i fwlch y siambr sampl, a'i selio'n dynn yn y ddyfais gyda gasgedi rwber a chlampiau (Ffigur S2, gwybodaeth ategol).
Diamedr y sampl ffabrig sydd mewn cysylltiad â'r llif aer yw 73 mm (ardal = 41.9 cm2);caiff ei selio yn y siambr sampl yn ystod y prawf.Mae'r llif aer sy'n gadael y siambr “rheoli” neu “sampl” yn cael ei drosglwyddo i ddadansoddwr gronynnau laser (system mesur gronynnau LASAIR III 110) i fesur nifer a chrynodiad y gronynnau latecs.Mae'r dadansoddwr gronynnau yn pennu terfynau isaf ac uchaf crynodiad gronynnau, yn y drefn honno 2 × 10-4 a ≈34 gronynnau fesul troedfedd giwbig (7 a ≈950 000 gronynnau fesul troedfedd giwbig).Ar gyfer mesur crynodiad gronynnau latecs, adroddir crynodiad y gronynnau mewn “blwch” gyda therfyn is a therfyn uchaf o 0.10–0.15 µm, sy'n cyfateb i faint bras gronynnau latecs singlet yn yr aerosol.Fodd bynnag, gellir defnyddio meintiau biniau eraill, a gellir gwerthuso biniau lluosog ar yr un pryd, gydag uchafswm maint gronynnau o 5 µm.
Mae'r offer hefyd yn cynnwys offer arall, megis offer ar gyfer fflysio'r siambr a'r dadansoddwr gronynnau ag aer glân wedi'i hidlo, yn ogystal â falfiau ac offerynnau angenrheidiol (Ffigur 1).Dangosir y diagramau pibellau ac offeryniaeth cyflawn yn Ffigur S1 a Thabl S1 o'r wybodaeth ategol.
Yn ystod yr arbrawf, chwistrellwyd yr ataliad latecs i'r generadur aerosol ar gyfradd llif o ≈60 i 100 µL min-1 i gynnal allbwn gronynnau sefydlog, tua 14-25 gronynnau fesul centimedr ciwbig (400 000-fesul centimedr ciwbig) 700 000 o ronynnau).Traed) mewn bin maint 0.10–0.15 µm.Mae angen yr ystod cyfradd llif hon oherwydd y newidiadau a welwyd yn y crynodiad o ronynnau latecs i lawr yr afon o'r generadur aerosol, y gellir eu priodoli i newidiadau yn y swm o ataliad latecs a ddaliwyd gan fagl hylif y generadur aerosol.
Er mwyn mesur PFE sampl ffabrig penodol, trosglwyddir yr aerosol gronynnau latecs yn gyntaf trwy'r ystafell reoli ac yna'n cael ei gyfeirio at y dadansoddwr gronynnau.Mesurwch grynodiad tri gronyn yn olynol yn gyflym, pob un yn para munud.Mae'r dadansoddwr gronynnau yn adrodd am grynodiad amser cyfartalog gronynnau yn ystod y dadansoddiad, hynny yw, crynodiad cyfartalog gronynnau mewn un munud (28.3 L) o'r sampl.Ar ôl cymryd y mesuriadau sylfaenol hyn i sefydlu cyfrif gronynnau sefydlog a chyfradd llif nwy, trosglwyddir yr aerosol i'r siambr sampl.Unwaith y bydd y system yn cyrraedd ecwilibriwm (60-90 eiliad fel arfer), cymerir tri mesuriad un munud arall yn olynol yn gyflym.Mae'r mesuriadau sampl hyn yn cynrychioli crynodiad y gronynnau sy'n mynd trwy'r sampl ffabrig.Yn dilyn hynny, trwy rannu'r llif aerosol yn ôl i'r ystafell reoli, cymerwyd tri mesuriad crynodiad gronynnau arall o'r ystafell reoli i wirio na newidiodd y crynodiad gronynnau i fyny'r afon yn sylweddol yn ystod y broses werthuso sampl gyfan.Gan fod dyluniad y ddwy siambr yr un peth - ac eithrio y gall y siambr sampl gynnwys deiliad y sampl - gellir ystyried yr amodau llif yn y siambr yr un peth, felly mae crynodiad y gronynnau yn y nwy sy'n gadael y siambr reoli a'r siambr sampl gellir ei gymharu.
Er mwyn cynnal bywyd yr offeryn dadansoddwr gronynnau a chael gwared ar y gronynnau aerosol yn y system rhwng pob prawf, defnyddiwch jet aer wedi'i hidlo HEPA i lanhau'r dadansoddwr gronynnau ar ôl pob mesuriad, a glanhau'r siambr sampl cyn newid samplau.Cyfeiriwch at Ffigur S1 yn y wybodaeth ategol am ddiagram sgematig o'r system fflysio aer ar y ddyfais PFE.
Mae'r cyfrifiad hwn yn cynrychioli un mesuriad PFE “ailadroddedig” ar gyfer un sampl deunydd ac mae'n cyfateb i'r cyfrifiad PFE yn ASTM F2299 (Hyaliad (2)).
Heriwyd y deunyddiau a amlinellwyd yn §2.1 ag aerosolau latecs gan ddefnyddio'r offer PFE a ddisgrifir yn §2.3 i bennu eu haddasrwydd fel deunyddiau mwgwd.Mae Ffigur 2 yn dangos y darlleniadau a gafwyd gan y dadansoddwr crynodiad gronynnau, ac mae gwerthoedd PFE o ffabrigau siwmper a deunyddiau batio yn cael eu mesur ar yr un pryd.Perfformiwyd tri dadansoddiad sampl ar gyfer cyfanswm o ddau ddeunydd a chwe ailadrodd.Yn amlwg, mae'r darlleniad cyntaf mewn set o dri darlleniad (wedi'i arlliwio â lliw ysgafnach) fel arfer yn wahanol i'r ddau ddarlleniad arall.Er enghraifft, mae'r darlleniad cyntaf yn fwy na 5% yn wahanol i gyfartaledd y ddau ddarlleniad arall yn y triphlyg 12-15 yn Ffigur 2.Mae'r arsylwi hwn yn gysylltiedig â chydbwysedd yr aer sy'n cynnwys aerosol sy'n llifo trwy'r dadansoddwr gronynnau.Fel y trafodwyd yn Deunyddiau a Dulliau, defnyddiwyd y darlleniadau ecwilibriwm (ail a thrydydd rheolaeth a darlleniadau sampl) i gyfrifo'r PFE mewn lliwiau glas tywyll a choch yn Ffigur 2, yn y drefn honno.Yn gyffredinol, gwerth PFE cyfartalog y tri atgynhyrchiad yw 78% ± 2% ar gyfer ffabrig siwmper a 74% ± 2% ar gyfer deunydd batio cotwm.
Er mwyn meincnodi perfformiad y system, gwerthuswyd masgiau meddygol ardystiedig ASTM 2100 (L2, L3) ac anadlyddion NIOSH (N95).Mae safon ASTM F2100 yn gosod effeithlonrwydd hidlo gronynnau is-micron o ronynnau 0.1 µm o fasgiau lefel 2 a lefel 3 i fod yn ≥ 95% a ≥ 98%, yn y drefn honno.[5] Yn yr un modd, rhaid i anadlyddion N95 ardystiedig NIOSH ddangos effeithlonrwydd hidlo o ≥95% ar gyfer nanoronynnau NaCl atomized gyda diamedr cyfartalog o 0.075 µm.[24] Rengasamy et al.Yn ôl adroddiadau, mae masgiau N95 tebyg yn dangos gwerth PFE o 99.84% -99.98%, [25] Zangmeister et al.Yn ôl adroddiadau, mae eu N95 yn cynhyrchu isafswm effeithlonrwydd hidlo o fwy na 99.9%, [14] tra bod Joo et al.Yn ôl adroddiadau, cynhyrchodd masgiau 3M N95 99% o PFE (gronynnau 300 nm), [16] a Hao et al.Y PFE N95 a adroddwyd (300 nm gronynnau) yw 94.4%.[17] Ar gyfer y ddau fasg N95 a heriwyd gan Shakya et al.gyda pheli latecs 0.1 µm, gostyngodd y PFE yn fras rhwng 80% a 100%.[19] Pan oedd Lu et al.Gan ddefnyddio peli latecs o'r un maint i werthuso masgiau N95, adroddir bod y PFE cyfartalog yn 93.8%.[20] Mae'r canlyniadau a gafwyd gan ddefnyddio'r offer a ddisgrifir yn y gwaith hwn yn dangos bod PFE y mwgwd N95 yn 99.2 ± 0.1%, sydd mewn cytundeb da â'r rhan fwyaf o astudiaethau blaenorol.
Mae masgiau llawfeddygol hefyd wedi'u profi mewn sawl astudiaeth.Mae masgiau llawfeddygol Hao et al.dangosodd PFE (300 nm gronynnau) o 73.4%, [17] tra bod y tri mwgwd llawfeddygol a brofwyd gan Drewick et al.Mae'r PFE a gynhyrchir yn amrywio o tua 60% i bron 100%.[15] (Gall y mwgwd olaf fod yn fodel ardystiedig.) Fodd bynnag, mae Zangmeister et al.Yn ôl adroddiadau, dim ond ychydig yn uwch na 30% yw isafswm effeithlonrwydd hidlo'r ddau fasg llawfeddygol a brofwyd, [14] yn llawer is na'r masgiau llawfeddygol a brofwyd yn yr astudiaeth hon.Yn yr un modd, mae’r “mwgwd llawfeddygol glas” a brofwyd gan Joo et al.Profwch mai dim ond 22% yw PFE (300 nm gronynnau).[16] Shakya et al.adrodd bod y PFE o fasgiau llawfeddygol (gan ddefnyddio gronynnau latecs 0.1 µm) wedi gostwng tua 60-80%.[19] Gan ddefnyddio peli latecs o'r un maint, cynhyrchodd mwgwd llawfeddygol Lu et al. ganlyniad PFE cyfartalog o 80.2%.[20] Mewn cymhariaeth, mae PFE ein mwgwd L2 yn 94.2 ± 0.6%, ac mae PFE y mwgwd L3 yn 94.9 ± 0.3%.Er bod y PFEs hyn yn rhagori ar lawer o PFEs yn y llenyddiaeth, rhaid inni nodi nad oes bron unrhyw lefel ardystio wedi'i chrybwyll yn yr ymchwil flaenorol, ac mae ein masgiau llawfeddygol wedi cael ardystiad lefel 2 a lefel 3.
Yn yr un modd ag y dadansoddwyd y deunyddiau mwgwd ymgeisydd yn Ffigur 2, cynhaliwyd tri phrawf ar y chwe deunydd arall i bennu eu haddasrwydd yn y mwgwd a dangos gweithrediad y ddyfais PFE.Mae Ffigur 3 yn plotio gwerthoedd PFE yr holl ddeunyddiau a brofwyd ac yn eu cymharu â'r gwerthoedd PFE a gafwyd trwy werthuso deunyddiau masg L3 a N95 ardystiedig.O'r 11 masg / deunydd mwgwd ymgeisydd a ddewiswyd ar gyfer y gwaith hwn, gellir gweld ystod eang o berfformiad PFE yn glir, yn amrywio o ≈10% i agos at 100%, yn gyson ag astudiaethau eraill, [8, 9, 15] a disgrifyddion diwydiant Nid oes perthynas glir rhwng PFE a PFE.Er enghraifft, mae deunyddiau â chyfansoddiad tebyg (dau sampl cotwm 100% a mwslin cotwm) yn arddangos gwerthoedd PFE gwahanol iawn (14%, 54%, a 13%, yn y drefn honno).Ond mae'n hanfodol bod perfformiad isel (er enghraifft, 100% cotwm A; PFE ≈ 14%), perfformiad canolig (er enghraifft, cymysgedd cotwm / polyester 70% / 30%; PFE ≈ 49%) a pherfformiad uchel (er enghraifft, Ffabrig siwmper; PFE ≈ 78%) Gellir adnabod y ffabrig yn glir gan ddefnyddio'r offer PFE a ddisgrifir yn y gwaith hwn.Yn enwedig perfformiodd ffabrigau siwmper a deunyddiau batio cotwm yn dda iawn, gyda PFEs yn amrywio o 70% i 80%.Gellir nodi a dadansoddi deunyddiau perfformiad uchel o'r fath yn fwy manwl i ddeall y nodweddion sy'n cyfrannu at eu perfformiad hidlo uchel.Fodd bynnag, rydym am atgoffa, oherwydd bod canlyniadau PFE deunyddiau â disgrifiadau diwydiant tebyg (hy deunyddiau cotwm) yn wahanol iawn, nid yw'r data hyn yn nodi pa ddeunyddiau sy'n ddefnyddiol iawn ar gyfer masgiau brethyn, ac nid ydym yn bwriadu casglu'r priodweddau- categorïau deunydd.Y berthynas perfformiad.Rydym yn darparu enghreifftiau penodol i ddangos graddnodi, yn dangos bod y mesuriad yn cwmpasu'r ystod gyfan o effeithlonrwydd hidlo posibl, ac yn rhoi maint y gwall mesur.
Cawsom y canlyniadau PFE hyn i brofi bod gan ein hoffer ystod eang o alluoedd mesur, gwallau isel, ac o gymharu â data a gafwyd yn y llenyddiaeth.Er enghraifft, mae Zangmeister et al.Adroddir canlyniadau PFE nifer o ffabrigau cotwm wedi'u gwehyddu (ee “Cotton 1-11″) (89 i 812 edafedd y fodfedd).Mewn 9 o'r 11 deunydd, mae'r "effeithlonrwydd hidlo lleiaf" yn amrywio o 0% i 25%;mae PFE y ddau ddeunydd arall tua 32%.[14] Yn yr un modd, mae Konda et al.Adroddir data PFE dau ffabrig cotwm (80 a 600 TPI; 153 a 152 gm-2).Mae'r PFE yn amrywio o 7% i 36% a 65% i 85%, yn y drefn honno.Yn yr astudiaeth o Drewwick et al., mewn ffabrigau cotwm un haen (hy cotwm, gwau cotwm, moleton; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), mae ystod y deunydd PFE tua 10% i 30%.Yn yr astudiaeth o Joo et al., mae gan eu deunydd cotwm 100% PFE o 8% (gronynnau 300 nm).Roedd Bagheri et al.gronynnau latecs polystyren wedi'u defnyddio rhwng 0.3 a 0.5 µm.Mesurwyd y PFE o chwe deunydd cotwm (120-200 TPI; 136-237 gm-2), yn amrywio o 0% i 20%.[18] Felly, mae'r rhan fwyaf o'r deunyddiau hyn yn cytuno'n dda â chanlyniadau PFE ein tri ffabrig cotwm (hy Veratex Muslin CT, Cottonau Storfa Ffabrig A a B), ac mae eu heffeithlonrwydd hidlo cyfartalog yn 13%, 14% ac yn y drefn honno.54%.Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod gwahaniaethau mawr rhwng deunyddiau cotwm a bod diffyg dealltwriaeth o'r priodweddau materol sy'n arwain at PFE uchel (hy cotwm 600 TPI Konda et al.; ein cotwm B).
Wrth wneud y cymariaethau hyn, rydym yn cyfaddef ei bod yn anodd dod o hyd i ddeunyddiau a brofwyd yn y llenyddiaeth sydd â'r un nodweddion (hy, cyfansoddiad deunydd, gwehyddu a gwau, TPI, pwysau, ac ati) â'r deunyddiau a brofwyd yn yr astudiaeth hon, a felly ni ellir ei gymharu'n uniongyrchol.Yn ogystal, mae'r gwahaniaethau yn yr offerynnau a ddefnyddir gan yr awduron a'r diffyg safoni yn ei gwneud hi'n anodd gwneud cymariaethau da.Serch hynny, mae'n amlwg nad oes dealltwriaeth dda o berthynas perfformiad / perfformiad ffabrigau cyffredin.Bydd y deunyddiau'n cael eu profi ymhellach gydag offer safonol, hyblyg a dibynadwy (fel yr offer a ddisgrifir yn y gwaith hwn) i bennu'r perthnasoedd hyn.
Er bod cyfanswm gwall ystadegol (0-5%) rhwng un atgynhyrchiad (0-4%) a'r samplau a ddadansoddwyd yn driphlyg, profodd yr offer a gynigiwyd yn y gwaith hwn i fod yn arf effeithiol ar gyfer profi PFE o ddeunyddiau amrywiol.Ffabrigau cyffredin i fasgiau meddygol ardystiedig.Mae'n werth nodi, ymhlith yr 11 deunydd a brofwyd ar gyfer Ffigur 3, bod y gwall lluosogi σprop yn fwy na'r gwyriad safonol rhwng mesuriadau PFE sampl sengl, hynny yw, yr σsd o 9 allan o 11 o ddeunyddiau;mae'r ddau eithriad hyn yn digwydd mewn gwerth PFE uchel iawn (hy mwgwd L2 a L3).Er bod y canlyniadau a gyflwynwyd gan Rengasamy et al.Gan ddangos bod y gwahaniaeth rhwng samplau dro ar ôl tro yn fach (hy, pum ailadrodd <0.29%), [25] maent yn astudio deunyddiau ag eiddo hidlo hysbys uchel a gynlluniwyd yn benodol ar gyfer gweithgynhyrchu masgiau: gall y deunydd ei hun fod yn fwy unffurf, ac mae'r prawf hefyd yn Mae hyn efallai y bydd ardal yr ystod PFE yn fwy cyson.Ar y cyfan, mae'r canlyniadau a gafwyd gan ddefnyddio ein hoffer yn gyson â'r data PFE a'r safonau ardystio a gafwyd gan ymchwilwyr eraill.
Er bod PFE yn ddangosydd pwysig i fesur perfformiad mwgwd, ar y pwynt hwn mae'n rhaid i ni atgoffa darllenwyr bod yn rhaid i ddadansoddiad cynhwysfawr o ddeunyddiau mwgwd yn y dyfodol ystyried ffactorau eraill, hynny yw, athreiddedd materol (hynny yw, trwy ostyngiad pwysau neu brawf pwysau gwahaniaethol ).Mae rheoliadau yn ASTM F2100 a F3502.Mae anadlu derbyniol yn hanfodol ar gyfer cysur y gwisgwr ac atal ymyl y mwgwd rhag gollwng wrth anadlu.Gan fod PFE a athreiddedd aer llawer o ddeunyddiau cyffredin fel arfer mewn cyfrannedd gwrthdro, dylid perfformio'r mesuriad gostyngiad pwysau ynghyd â'r mesuriad PFE i werthuso perfformiad y deunydd mwgwd yn llawnach.
Rydym yn argymell bod canllawiau ar gyfer adeiladu offer PFE yn unol ag ASTM F2299 yn hanfodol ar gyfer gwelliant parhaus mewn safonau, cynhyrchu data ymchwil y gellir ei gymharu rhwng labordai ymchwil, a gwella hidlo aerosol.Dim ond yn dibynnu ar y safon NIOSH (neu F3502), sy'n pennu dyfais sengl (TSI 8130A) ac yn cyfyngu ymchwilwyr rhag prynu dyfeisiau un contractwr (er enghraifft, systemau TSI).Mae dibyniaeth ar systemau safonedig fel TSI 8130A yn bwysig ar gyfer ardystiad safonol cyfredol, ond mae'n cyfyngu ar ddatblygiad masgiau, anadlyddion, a thechnolegau hidlo aerosol eraill sy'n mynd yn groes i gynnydd ymchwil.Mae'n werth nodi bod safon NIOSH wedi'i datblygu fel dull ar gyfer profi anadlyddion o dan yr amodau llym a ddisgwylir pan fo angen yr offer hwn, ond mewn cyferbyniad, mae masgiau llawfeddygol yn cael eu profi gan ddulliau ASTM F2100 / F2299.Mae siâp ac arddull masgiau cymunedol yn debycach i fasgiau llawfeddygol, nad yw'n golygu bod ganddyn nhw berfformiad effeithlonrwydd hidlo rhagorol fel N95.Os yw masgiau llawfeddygol yn dal i gael eu gwerthuso yn unol ag ASTM F2100 / F2299, dylid dadansoddi ffabrigau cyffredin gan ddefnyddio dull sy'n agosach at ASTM F2100 / F2299.Yn ogystal, mae ASTM F2299 yn caniatáu hyblygrwydd ychwanegol mewn gwahanol baramedrau (megis cyfradd llif aer a chyflymder arwyneb mewn astudiaethau effeithlonrwydd hidlo), a all ei gwneud yn safon uwch yn fras mewn amgylchedd ymchwil.
Amser postio: Awst-30-2021