Proyecto de la UM apunta a fabricar localmente respiradores N95

Jul 06, 2023

Un proyecto dirigido por la Universidad de Michigan tiene como objetivo cubrir las necesidades de respiradores médicos N95 después de una escasez al comienzo de la pandemia de COVID-19 y podría conducir a una "plataforma de innovaciones" en materiales y diseños de máscaras.

El proyecto, codirigido por Albert Shih, profesor del departamento de ingeniería mecánica, busca crear dos máquinas modulares fabricadas en Estados Unidos para fabricar las máscaras localmente.

Una capa intermedia de las mascarillas N95 está hecha de un material de filtración plástico no tejido y fundido que está cargado electrostáticamente y puede detener partículas de aerosol del tamaño de un virus. La capa fue escasa durante la pandemia y el suministro mundial se fabrica mediante grandes máquinas fabricadas principalmente en China y Alemania, dijo Shih.

"Ahora sólo dos países pueden fabricar estas grandes máquinas", afirmó Shih. "Hacemos hincapié... en la producción local, por lo que nuestras máquinas son más pequeñas y de diseño más modular".

Las resinas necesarias para producir los filtros de las máscaras no se fabrican en Estados Unidos, dijo Brian Love, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Biomédica de la UM.

"Fabricamos una gran cantidad de telas no tejidas colectivamente en los EE. UU.", dijo Love. "Se produce una variedad de estas resinas, pero muchas de ellas no tienen el aditivo para poder funcionar como un filtro atractivo basado en cargas. Si tenemos la capacidad de la máquina aquí, podemos formular nuestras propias resinas para hacer capas no tejidas que repliquen lo que se está usando en las máscaras en este momento".

La pandemia impulsó innovaciones en el diseño y los materiales de las mascarillas, pero estas deben tener capacidad de fabricación para tener un impacto en la salud de las personas, dijo Shih. Su laboratorio está trabajando con empresas de maquinaria con sede en EE. UU. para diseñar y construir máquinas para fabricar N95.

"Básicamente, estamos utilizando el diseño existente del material para demostrar que podemos hacerlo en una máquina pequeña para la producción localizada", dijo Shih.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, los trabajadores de la salud inicialmente buscaron respiradores quirúrgicos N95, un subconjunto de los N95, para limitar la exposición al COVID-19. Estados Unidos encontró una escasez crítica de equipos de protección personal, o PPE, incluidos respiradores, al comienzo de la pandemia. La Administración de Alimentos y Medicamentos anunció el verano pasado que la demanda en los entornos de atención médica ya no la superaba.

Una vez que la máquina esté construida, el laboratorio de Shih primero la probará para ver si puede crear máscaras N95 utilizando el material y el diseño actuales. Luego podrán comenzar a experimentar con nuevos diseños y materiales de mascarillas que puedan permitir una mejor filtración, comodidad y sellado alrededor de la cara, dijo Shih.

Las máquinas podrían ser “una plataforma para innovaciones” en nuevos materiales y diseños de máscaras N95, particularmente para los trabajadores de la salud, dijo Shih.

"La segunda fase es donde las innovaciones de los nuevos materiales y los nuevos diseños se unirán para ser competitivos", dijo.

Cambiar la filtración de las mascarillas N95 es costoso debido a las grandes máquinas que se utilizan actualmente, dijo Shih. Aún no está claro cuánto costará fabricar mascarillas N95 con la nueva máquina, pero el objetivo es ser competitivos en costos, dijo Shih.

El proyecto podría ser una medida de seguridad preventiva en caso de futuras pandemias que involucren virus transmitidos por el aire, cuando probablemente se necesiten máscaras N95, dijo Love.

"El simple hecho de tener un solo productor dentro de los EE. UU. que fabrique los materiales apropiados para las máscaras contribuiría en gran medida a minimizar básicamente los problemas de amplificación que podrían surgir de las interrupciones en la cadena de suministro", dijo Love.

El proyecto recibió 3 millones de dólares de financiación de la Ley del Plan de Rescate Estadounidense y dos fabricantes con sede en Florida están trabajando en la construcción de las máquinas. Hills Inc. está construyendo la máquina de fusión por soplado, mientras que la corporación DemeTECH está construyendo la máquina de ensamblaje N95. La máquina de ensamblaje integrará la máquina de soplado por fusión de Hill este verano y Shih espera transferir e instalar el sistema de producción N95 en Michigan para fines de 2023.

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