拯救口罩

香港STEM教师发起的一项倡议,旨在为社区制作可重复使用的口罩,由社区制作
健康
作者

Sarada Lee

发布日期

2020年3月20日

Jeremy的寄语:这是一篇非常特别的客座文章,作者是 Sarada Lee (李文華),她是旧金山大学数据研究院的访问学者,也是纽卡斯尔大学医学院和公共卫生学院的联合研究员。她也是我们fast.ai校友中最具启发性和影响力的校友之一。在这篇文章中,Sarada为我们带来了过去20年在已经应对过呼吸道传染病的地方积累的一些可能拯救生命的专业知识:如何制作口罩,从家庭生产扩展到批量生产。即使是简单的口罩也能有效预防感染的能力现已得到充分证实,甚至 CDC也提供了指导,表明基本的医用外科口罩是值得使用的。如果您外出不戴口罩,并且在不知情的情况下受到感染,您就会让您的社区处于危险之中。如果感染者在离您几米范围内咳嗽,而您没有戴口罩(以及护目镜或眼镜),那么您自身被感染的风险就会大大增加(这从病毒学和流行病学角度来说都是既定的科学)。美国和许多其他国家口罩严重短缺,因此请大家着手制作口罩,因为您可以帮助拯救生命。您当地的医院是首先需要帮助的最重要的地方。这里介绍的方法需要特殊的设备和材料,因此您需要与当地社区协调才能开展工作。此外,还有一些制作更简单口罩的方法。为了提供帮助,我们为本文提供了 维基和讨论帖

免责声明:我不是合格的医疗专业人士。但是,我在2003年经历过香港的SARS疫情。我的一位前同事是确诊病例。在她住院之前,我每天都从她的办公桌旁走过。

“这里(香港)几乎每个人都经历过这场考验,他们知道后果。”(福田敬二,美国传染病专家,前世界卫生组织健康安全助理总干事)

有人可能会争论戴口罩的保护作用。但是,底线是如果我是一名无症状的COVID-19携带者,我就不会将病毒传播给周围的人。这将有助于“拉平曲线”(请参阅 Jeremy和Rachel的解释)。

这个 视频 1(粤语)展示了背景和开发过程。

如何制作可重复使用的口罩(基础模型)?

所需物品

  1. 设备/工具
  • 一台3D打印机(我使用MakerBot Replicator和旧版打印机支持软件。因此,我无法使用大多数功能,需要解决校准问题(即调平打印床)。)
  • 一台真空模具成型机(我使用Mayku FormBox。)
  • 一把剪刀
  • 一个打孔器
  • 一个研磨机
  1. 材料
  • 3D打印材料(我使用Mayku。)
  • 食品级(非常重要!)真空模具成型材料(1张成型片材(白色)用于内层,1张浇铸片材(透明)用于外层)
  • 一次性医用外科口罩(1片可以剪成10小片或更多,即10倍供应量)
  • 弹性带(长度可调整以最适合您)
  • 鼻梁处使用的柔软材料(我尚不确定哪种效果最好)
  • 胶水(适用于塑料和软材料)
  • 美纹胶带(最好是片状而不是卷筒状,用于3D打印机的打印床)

制作步骤

  1. 从下方链接下载3D打印文件(致谢TinkerCad用户ID:alex.wh.leeJ5ZTZ 李偉康老師)。提供3种模具尺寸。(也提供源文件,您可以修改以进行定制。)

按尺寸划分的参考打印时间和所需材料(克)

质量(我可用的选项) 大号 中号 小号
平衡

5:46 小时

60.78克

待定

3:08 小时

33.58克

草稿

4:40 小时

59.93克

待定

2:34 小时

33.00克

MiniFill

6:10 小时

53.32克

待定

2:45 小时

28.52克

  1. 打印口罩模具(视频中为蓝色)。
  2. 将成型片材(视频中为白色)放在口罩模具上制作口罩内层。
  3. 用剪刀剪下内层(形状类似于模具)
  4. 将浇铸片材(视频中为透明)放在口罩模具上制作口罩外层。
  5. 用剪刀剪下外层(每侧留出额外材料以便安装弹性带 - 请参见上面的浅蓝色线和点)
  6. 用打孔器在外层打孔(最好从内侧打孔)
  7. 使用研磨机打磨所有锋利的边缘
  8. 在滤芯区域放入一小块医用外科口罩材料
  9. 将弹性带穿入孔中
  10. 在鼻梁周围粘上柔软材料
  11. 请查看这个 视频 2,了解如何佩戴和取下口罩。使用后不要触摸口罩正面也很重要。佩戴前和取下后务必进行手部卫生。对于留面部毛发的人,请考虑根据 CDC的建议3 改变您的面部发型。

如何做得更好?

关于口罩设计

当然,下载的文件可能无法完美贴合您的脸型,而这正是防护的关键。您可能需要修改源文件。但在修改之前,您需要确定自己的脸型。这可以通过使用不同角度的多张图像来创建3D模型来实现(寻找 运动恢复结构软件)。

另一种方法是使用深度学习通过单张照片创建模型(论文:通过深度神经网络进行逼真面部纹理推断,作者:Shunsuke Saito 等 https://arxiv.org/pdf/1612.00523v1.pdf)。有人愿意接受这个挑战吗?

致各位工程师,用于粘贴阀门或进行更复杂的设计。

关于滤芯

有人可能怀疑医用外科口罩的防护能力。我能够找到CKP-V28滤片,它可以过滤大于0.3微米的所有颗粒物,这与N95(美国)或P2(欧洲)的颗粒过滤等级相似。(注意:如果这个想法可行,该版本的口罩尚未经过测试或认证为个人防护设备。)

关于食品级3D打印材料

为了节省材料费用,可以使用特殊的 切割器 4 将塑料瓶回收制成耗材,或者您也可以 自制一个 5

关于批量生产

对于行业内人士,模具可以使用CNC机床用铝材制作。请利用您的技能和资源来支持这项工作。

倡议进展

日期 行动
20年3月14日 了解到“拯救口罩”倡议
20年3月15日 联系了拥有设备并能获取材料的当地创客社区
20年3月18日 设备已送达并进行了简短培训
20年3月19日 打印了模具(小号)
20年3月20日 制作了小号口罩(见附件1),并附有试用清单
截至20年3月27日 提高技能,完善试用清单,并订购更多浇铸和成型片材

备注:我与此处提及的任何产品均无任何经济利益关系。

最后说明

个人卫生(不仅仅是定期洗手)很重要 6

保持社交距离/自我隔离也很重要。

如果您没有洗手液(酒精含量超过70%)。世卫组织推荐 两种配方 7 用于小批量生产。虽然无水乙醇(96%)可能不易获得,但您可以咨询当地的配制药房(不是普通药房),他们可能能够为您配制。

{: .no_toc} ### 脚注

(点击脚注上的↩︎返回原文位置。)

脚注

  1. “可重用STEM口罩 料日產二萬口罩贈學界社福界” (翻译:可重复使用STEM口罩,预计日产2万只赠送给教育界和社会福利界)作者:香港大紀元新唐人聯合新聞頻道,2020年3月13日。视频新闻↩︎

  2. “N95 3M口罩:如何佩戴和取下” 作者:SingHealth。视频↩︎

  3. “留胡子还是不留胡子?这是个好问题!” 刊于美国疾病控制与预防中心,作者:Jaclyn Krah Cichowicz 等。2017年11月2日↩︎

  4. 塑料瓶切割器视频↩︎

  5. DIY塑料瓶切割器视频↩︎

  6. 香港大学关于个人卫生的建议。致谢:香港大学教授 Ivan Hung↩︎

  7. WHO医疗卫生手部卫生指南:首个全球患者安全挑战:清洁护理更安全。12种WHO推荐的手部消毒液配方 网站↩︎