Мягкая посадка: разработана маска-респиратор с памятью лица
Российские ученые разработали новый материал для респираторов и создали из него маску нестандартной формы. Предполагается, что использовать это средство индивидуальной защиты будет не так дискомфортно, как обычные медицинские маски. Благодаря равномерному давлению на лицо новый респиратор будет меньше натирать кожу, говорят разработчики. Испытавшие «оптимизированный» респиратор добровольцы утверждают, что его комфортно носить даже в течение пяти часов. Врачи отметили, что такая разработка может облегчить жизнь медиков в условиях пандемии COVID-19.
Как вторая кожа
Новый материал для респираторов типа FFP3 разработали ученые Инжинирингового центра Российского государственного университета (РГУ) им. А.Н. Косыгина. Он представляет собой пеноматериал на основе полиуретана с памятью формы (LRMF — Low recovery memory foam. Наиболее правильно это можно перевести как «низкая скорость восстановления исходной формы»). Исходник — модифицированный пенополиуретан — изобрели при поддержке космической программы NASA для снижения нагрузки на космонавтов и использовали при полетах.
Обычные маски и респираторы слегка двигаются на лице и поэтому могут натирать кожу. Человек и сам нередко пытается подвигать маску, сделать так, чтобы она сидела удобнее или на время перестала давить на нос или другие места. В итоге на лице могут образоваться язвы, волдыри, струпья, особенно после длительного ношения. Кроме того, обычно на некоторые участки кожи маска давит сильнее, и они страдают больше.
Разработка снижает травмирование биологических тканей за счет того, что давление маски на лицо распределяется максимально равномерно, утверждают ученые. Кроме того, свойства нового материала не позволят респиратору двигаться по коже, и на лице должно быть меньше повреждений.
Чтобы получить «идеальную» маску, исследователи использовали трехмерные модели головы человека. Это позволило спрогнозировать деформацию мягких тканей лица человека при той или иной конструкции маски. В итоге была подобрана такая форма прилегающей части респиратора, чтобы он равномерно давил на каждый участок кожи. Затем с помощью численного моделирования ученые сравнили давление обычного респиратора и устройства с оптимизированной формой.
— По результатам проведенного численного моделирования установлено снижение давления на самые подверженные ему участки лица на 30–40%, — рассказал руководитель Инжинирингового центра РГУ им. А.Н. Косыгина Игорь Тюрин. — Кроме того, мы получили более равномерное распределение компрессионного давления в передней области лица по сравнению с моделями-аналогами из обычных полиуретанов, традиционно использующихся в качестве прокладки во внутренней области респиратора.
Не жмет, не давит
Далее маски были изготовлены, и ученые провели испытания на добровольцах, предложив поносить в течение пяти часов обычный респиратор FFP3 и сделанный из LRMF-полиуретана с оптимизированной формой. Почти все люди, носившие обычные средства защиты, сказали, что им «некомфортно» или «очень некомфортно». Большая часть добровольцев, использовавших новый респиратор, сообщила, что им «достаточно комфортно».
— От обычного респиратора на коже оставались красные пятна, — отметил один из участников эксперимента, научный сотрудник, работающий со студентами, Матвей Шатов. — С новым материалом респиратор не впивается в кожу, и пятен не остается. Наверное, можно было бы без проблем проходить в нем до восьми часов.
Такой результат обусловлен тем, что маска хорошо «прилипает» к коже, пояснил Игорь Тюрин. Это не позволяет респиратору соскакивать, что делает работу в нем более безопасной. Кроме того, удобную, хорошо держащуюся маску не хочется поправлять руками, что тоже существенно снижает вероятность заражения. Кроме того, она принимает форму поверхности кожи и мягко деформируется, когда человек двигает мышцами лица.
— Проблема повреждения кожи респираторами действительно существует, — отметил заместитель главного врача по медицинской части Медицинского института имени Сергея Березина Михаил Черкашин. — Смены у врачей длятся по несколько часов, и в условиях пандемии всё это время обычно снимать средства индивидуальной защиты нельзя. При долгом ношении маска натирает кожу, особенно учитывая, что человек потеет. Образуются язвы, это очень больно и неприятно. Идея разработать материал и форму маски, которая будет снижать дискомфорт, безусловно, отличная, ее можно только поощрить. Впрочем, я не уверен, что когда-нибудь удастся решить эту проблему полностью, так как пока с ней не справились даже крупные производители респираторов. К тому же следует учесть, что дискомфорт причиняется в том числе за счет давления креплений маски на уши и затылок.
Однако даже небольшое снижение дискомфорта станет поддержкой для медиков, вынужденных рисковать не только здоровьем, но и даже внешностью ради спасения жизней.
