3D打印口罩替代N95口罩？

2022年5月，南极熊获悉，来自迈阿密大学米勒医学院等地的研究者在《美国医学杂志》上发表了一项新研究，研究人员评估了3D打印口罩作为N95口罩的替代品的可能性。



N95口罩已被可以有效防止呼吸道疾病的传播，例如2019年爆发的冠状病毒病 (COVID-19)。然而，供应短缺的现象明显增加，这就迫切需要一种有效且安全的N95口罩替代品。

关于研究
在本研究中，研究人员测试了三种流行的3D打印口罩，并与KN95和N95口罩相比，测试了它们在不同脸型上的贴合度。该团队使用了Thingiverse和 MyMiniFactory等3D打印设计库中的口罩模型。实验参与者是来自同一机构的本科预科医学生和医学生。五名受访者都没有任何禁忌症，例如任何慢性肺病。

研究人员对参与者的面部进行了测量。面部长度是从鼻梁到下巴的距离，而面部宽度则从鼻尖到耳朵的距离。该团通过使用粒子计数器和粒子发生器进行了拟合测试。同时他们还进行了适合性测试，根据OSHA协议的推荐，这包括四个模拟日常活动或运动的试验，例如： (1) 50 秒前倾；(2) 30秒发言；(3) 30秒左右摇头；(4) 30秒上下摇头。该团队最后进行了贴合性测试，以比较KN95口罩与N95口罩的功效。

研究人员利用热成型为每个参与者量身定制了3D打印贴合性口罩，方法是用吹风机加热面罩，直到塑料具有延展性。参与者用食指和拇指轻轻按压，将加热的面罩贴在脸上，由研究人员测量面罩的贴合度。然后，该团队将带有软管配件的N95固定到3D打印面罩的过滤器部分，以进行贴合性测试。      

结果
研究结果表明，只有低聚 COVID-1面罩通过了OSHA N95 贴合度测试。在两名参与者中，标准1860S N95口罩未通过适合性测试，因此使用了46727型号 N95口罩。当一名参与者再次接受测试时，低聚 COVID-19 面罩的贴合系数即使在使用热塑性聚氨酯 (TPU) 而不是聚乳酸 (PLA) 打印后也保持不变。该团队还发现，当低聚 COVID-19 面罩的过滤器更换为具有95%过滤率的高效微粒空气 (HEPA) 过滤器或美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 时值得注意的是，将过滤器更换为 KN95 会导致与外科口罩相似的贴合系数不足。  

结论
总体而言，研究结果表明，低聚 COVID-19 面罩提供了一种经济、易于制造、可重复使用和可定制的呼吸器，在防止 COVID-19 和类似呼吸道病原体方面与 N95 面罩相当。研究人员认为，本研究为未来开发更高效的口罩奠定了基础，即（1）实现高效过滤；(2) 更适合各种面孔；（3）减少生产口罩的时间、资源、材料等因素的使用；(4) 提高对呼吸道病原体提供充分保护的口罩设计的识别和生产。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2022.04.026