约翰·图恩，佐治亚理工学院AVP研究通信
这是一场争分夺秒的比赛，要临时准备呼吸机、面罩、呼吸器、手术服、消毒湿巾和其他医疗设备，以帮助数十万人，预计在未来几周，医院将因一波又一波的COVID-19重症疾病而陷入困境。仅对呼吸机的需求就可能是已经不堪重负的医院所能提供的需求的四倍。
使用3D印刷零件，为生日派对的塑料衬里桌布，激光切割齿轮和类似的替换，来自两大大学的大学研究团队正在竞争，以开发“独特自己的”医疗保健装备，可以组装在哪里it’s needed from components available locally. Team members figure they have about two weeks to get the designs right and share them with anyone who can help with the needs.
“We’re trying to figure out how to get these things to scale in the time we have,” said Shannon Yee, an associate professor in Georgia Tech’s George W. Woodruff School of Mechanical Engineering who’s working on the ventilator issue with a half-dozen colleagues at Georgia Tech and other universities. “We are looking at producing things very quickly and this is where having contacts with mature manufacturing sources is going to help.”
- 佐治亚理工学院建立了快速响应网站确定个人防护装备的需求和潜在的合作。
提供面罩
艾莫利大学和佐治亚理工学院的华莱士·h·库尔特生物医学工程系是医疗需求和佐治亚理工学院广泛的技术知识之间的桥梁，佐治亚理工学院的研究人员定期与医院系统讨论他们的需求。到目前为止，洗手液、消毒湿巾、面罩、口罩和呼吸机被确定为紧急需求。利用弗劳尔斯发明工作室的资源——比如3D打印——该团队已经生产了1000个面罩，并准备再生产数千个供医院组装的套件。
为了帮助满足医护人员对个人防护设备(PPE)的需求，佐治亚理工学院设计并正在生产面罩。图中是一台激光切割机，用来制作护盾的框架。
“随着我们的供应链的重大挑战，我们需要策略为医疗保健人员提供个人防护设备（PPE），”皮埃蒙特医疗保健医疗保健医生企业首席执行官Charles Brown博士说。“我们拥有制定理念的机制，正在与格鲁吉亚技术和全球医疗创新中心（GCMI）合作，以推进我们可以使用的东西。”
佐治亚理工学院的教师、学生和GCMI致力于多种面罩的设计，并与亚特兰大儿童医疗保健中心、埃默里医疗保健中心和皮埃蒙特医院的临床医生进行了交谈，以进行评估和迭代。结果是为医院设施的特定用途设计了两种不同的设计，在医院设施中，面罩保护临床医生不受飞溅物的影响，并有助于延长旨在过滤病毒颗粒的软呼吸器的寿命。
伍德拉夫机械工程学院主席Sam Graham说:“该团队一直在努力确定材料供应商，并定义简单且可扩展的解决方案来应对这一挑战。”“我们很幸运，有合作伙伴愿意与我们合作，帮助解决医院正在经历的医疗设备短缺问题。”
为了扩展到格鲁吉亚科技校园之外的制造，该团队专注于可以通过访问制造商和注塑能力的主要制造商的个人分享和生产的简单设计。该团队计划为具有激光切割或3D打印功能的任何人提供设计。
“最初，我们只是在考虑满足亚特兰大的需求，但各地的城市需要他们，”专门从事“节俭科学” - 创建廉价的实验室设备的化学和生物分子工程学院助理教授Saad Bhamla说。“我们创建了伟大的模型，可用于创建其他人可以使用的指令的管道。面罩将在可用时为其他设备模型设置舞台。“
本集团正在利用佐治亚州理工大学与公司联系，以识别供应商的供应商，以便进入其“Apollo 13”设备的替代材料。包括Christopher Saldana，包括伍德拉夫学校的副教授Christopher Saldana，正在使用GCMI，在那些在佐治亚理工学院的制造商空间和其他地方使用设备。
伍德拉夫学院副教授Christopher Saldana说:“佐治亚理工学院机械工程团队正在努力修改开源面罩设计，以便为COVID-19所需的快速响应环境大批量生产。”“我们的团队使用一系列产品和流程优化方法修改了这些设计，包括删除某些功能和标准化工具使用。通过与跨职能和跨学科团队合作，并直接涉及医疗从业者和大批量制造商，我们将能够以所需的规模和速度应对这一努力。”
将佐治亚理工大学的专业知识共同解决挑战 - 开发合作 - 在亚特兰大儿科技术中心儿童医疗中心的儿童医疗保健的首席运营和战略官员这样的景象后面已经完成了场景。
“担任主要战略官员，我的作品是帮助弥补差距，将团队，集团团队的焦点集中起来，并做出关键的联系，”她说。“这样做需要深入了解谁在校园和私营部门的强大网络。”
该团队正在推出一个网站(www.research.gatech.edu/rapid-response）既可量化面部屏蔽和征求材料的需求。由于世界供应链无法运送传统的PPE组件，因此他们正在寻找现在可能不是该生产的一部分的替代方案。
面临的挑战是，每个人都在国际供应链上匆忙寻找设备和材料，中国、意大利和韩国等早前应对病毒的国家数月来的需求已经耗尽了这条供应链。随着美国医疗保健需求的增加，医院将不得不更有创造性地满足传统来源可能无法满足的需求。
皮埃蒙特大学质量改进执行主任、佐治亚理工学院工程专业毕业生迈克尔·奥图尔(Michael O 'Toole)说:“疫情后端的国家面临的供应链问题，是早期疫情爆发的国家不必面对的。”他说:“我们必须得到这些物资，这已经是一个迫切需要。如果我们不能从商业或政府渠道获得它们，我们将不得不自己制造它们。”
通过重大努力，进入本地采购设备的设计，需要对医疗器械原型和批准的专业知识。这是来自校友和本地公司的网络和GCMI，一个乔治亚州技术附属组织，与世界各地的设备制造商合作，将设计转化为能够有效快速和成本生产的设备。
“现在的目标是开发可以在本地源地源的解决方案，我们现在可以生产，”GCMI的首席执行官Tiffany Wilson说。“我们正在与佐治亚理工学院和其他人合作，我们如何建议修改设计以优化当前环境。我们正在帮助确保设计在临床上验证，并以其目的是可扩展性。“
除了与医疗设备的经验之外，GCMI还在帮助源材料和组件，并与FDA的监管机构合作，帮助降低响应的风险。
威尔逊说:“FDA对一些标准和新指导方针进行了修改，以加快生产，开放供应链，让更多的口罩和口罩进入市场。”“我们仍然需要关注控制和风险缓解策略的水平。我们将紧跟这些变化。”
其他不足之处研究
虽然面部盾是球队正在开发的最成熟的项目，但研究人员也在寻找医学界的其他需求。其中包括呼吸机，消毒擦拭巾和呼吸器。
Apollo 13项目的一个例子可能是呼吸机，用于帮助危重病人呼吸。传统设备制造商尽可能快地工作，但这可能不够快。为了实现全球可扩展的临时呼吸机，需要最大限度地减少零件的数量和关于机械简单的思考。
克兰菲尔德大学(Cranfield University)竞争创新设计中心的负责人利昂·威廉姆斯(Leon Williams)正在与佐治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员合作，基于袋阀面罩(BVM)——也被称为急救袋——医院已经可以使用的手持机械复苏设备，创造一种临时呼吸机。
通过激光切割齿轮和其他部件组成的系统，初步构想将使用一个简单的三伏电机来压缩袋子，并将空气推入危重病人的肺部。其中一个挑战是延长塑料袋的寿命，因为它们不是为长期使用而设计的。
佐治亚理工学院(Georgia Tech)和埃默里大学(Emory University)华莱士·h·库尔特(Wallace H. Coulter)生物医学工程系主任苏珊·马格里斯(Susan Margulies)说:“我们需要了解目前正在使用的呼吸机的所有情况。”“通过了解所有东西的工作原理，我们可以使用我们能得到的组件来修改设计。”
与面罩一样，该集团希望将其计划广泛推广给其他集团进行迭代和生产。伍德拉夫机械工程学院(Woodruff School of Mechanical Engineering)的研究副主席德维什·兰詹(Devesh Ranjan)说:“这里有很多活动将推动这一进程。”他正在协调乔治亚理工学院校园里的几个快速反应项目。
另一个被确认的需求是消毒湿巾，它看起来是一种足够简单的产品:一种非织造材料和一种基于酒精或漂白剂的溶液。材料和解决方案似乎是可用的;问题是如何找到装它们的工业尺寸的容器。
“我们一直在商业上寻找湿巾的容器，”格雷厄姆说。“我们发现的是问题是容器，但我们正在寻找其他解决方案。”他正在与化学和生物分子工程学院主席的大卫谢尔合作，识别潜在供应商。
呼吸器，棉签和防护服
保护冠状病毒的医疗保健工人需要一种特殊类型的呼吸器，软脸面膜，可从空气中去除病毒颗粒。由于病毒颗粒如此小，直径数百纳米，因此该保护需要高效的过滤材料，直到最近在中国大多数生产。
“The filters are not being produced at the rates that are needed, so we have been thinking about what we can put together that approximates an N95 filter that’s needed to protect healthcare workers,” said Ryan Lively, an associate professor in the School of Chemical and Biomolecular Engineering. “We need to make something that can be produced out of homemade goods, then verify that it can do the filtering needed.”
活泼一直在尝试替代方案，例如用于HVAC系统制造的高效过滤材料，这些材料可以在织物袋内缝制。他说：“存在杂志，显示不像N95仍然有效地仍然有效地抑制病毒颗粒仍然有效的过滤材料。”
如果这些工作需要，莱弗利可以在他的实验室产生有限的数量。他说:“我们估计，利用我们用于研究的试点生产线，我们每周可以生产700个口罩，并将其用于生产疏水纤维介质。”“这不会解决问题，但有助于满足一个非常关键的需求。”
用于COVID-19检测的棉签和用于保护医护人员的防护服也短缺。可再生生物制品研究所(Renewable Bioproducts Institute)所长卡森·梅雷迪斯(Carson Meredith)正在乔治亚理工学院(Georgia Tech)跨学科研究所的众多制造商中寻找替代来源。
他说:“我们的想法是将一种用于不同功能的基本材料转化为我们需要的产品。”其中一个例子是制作宴会桌布的材料——一面是塑料，防止溢出，另一面是纸，用来做节日图案。“我们正在研究生产这些东西的机器是否能迅速变成一件临时长袍。”
研究团队每天通过电话举行会议，以互相更新，并在完成的内容和分享想法上进行更新。他们遵循国际懈怠频道来了解其他类似的团体在美国和世界各地正在做什么。
他们知道他们的原型生产设备不能满足世界的需求，所以他们与其他可能有能力的人分享计划。最终，主要制造商将赶上来，但这可能需要几个月的时间——对于预期的COVID-19感染曲线来说，可能太长了。
“我们能做的最好的事情是广泛分享这些信息，试图想出使用可以在当地采购的部件的解决方案，”Yee说，他指的是呼吸机项目。“使用电机的简单解决方案可以让人们去任何地方，可以3d打印的结构和可以用锯子手工切割的材料可能会让我们度过难关。”
提交：破坏危机：通过Covid-19工程，成型•注塑成型部件
