UM プロジェクトは N95 マスクの現地製造を目指しています

Jul 06, 2023

ミシガン大学主導のプロジェクトは、新型コロナウイルス感染症パンデミックの初期に不足していた医療用N95マスクのニーズを満たすことを目的としており、マスクの素材と設計における「革新のプラットフォーム」につながる可能性がある。

機械工学科のアルバート・シー教授が共同主導するこのプロジェクトは、現地でマスクを製造するための2台のモジュール式米国製機械を作成することを目指している。

N95 マスクの中間層はメルトブローン不織布のプラスチック濾過素材でできており、静電気を帯びており、ウイルスサイズのエアロゾル粒子を阻止することができます。 シー氏によると、この層はパンデミック中に供給が不足しており、世界の供給は主に中国とドイツ製の大型機械で製造されているという。

「現在、このような大型機械を製造できるのは2カ国だけだ」とシー氏は語った。 「私たちは…現地生産を重視しているため、当社の機械はより小型で、よりモジュール化された設計になっています。」

マスク用フィルターの製造に必要な樹脂は米国で製造されていないと、UM材料科学工学部および生体医工学部のブライアン・ラブ教授は述べた。

「私たちは米国で多くの不織布を共同で製造しています。これらの樹脂はさまざまに製造されていますが、その多くには魅力的な電荷ベースのフィルターとして機能するための添加剤が含まれていません」とラブ氏は語った。 ここに機械の能力があれば、独自の樹脂を配合して、現在マスクに使用されているものを再現する不織布層を作ることができます。」

パンデミックはマスクの設計と素材の革新を促したが、人々の健康に影響を与えるためには製造能力が必要だとシー氏は述べた。 彼の研究室は、米国に本拠を置く機械会社と協力して、N95 製造機械の設計と製造を行っています。

「私たちは基本的に既存の材料の既存の設計を使用して、現地生産用の小型機械でそれが可能であることを証明しています」とShih氏は述べました。

米国疾病管理予防センターによると、N95のサブセットである外科用N95人工呼吸器は、当初、新型コロナウイルス感染症への曝露を制限するために医療従事者によって求められていた。 米国はパンデミックの初期に、人工呼吸器を含む個人用保護具（PPE）の深刻な不足に気づいた。 食品医薬品局は昨年夏、医療現場の需要はもはや需要を上回っていないと発表した。

機械が完成したら、Shih の研究室はまず、現在のメルトブロー材料と設計を使用して N95 マスクを作成できるかどうかをテストします。 その後、濾過性、快適性、顔周りの密閉性を向上させることができる新しいマスクのデザインと素材の実験を開始できるとシー氏は述べた。

この機械は、特に医療従事者にとって、N95マスクの新しい素材やデザインにおける「イノベーションのプラットフォーム」になる可能性があるとShih氏は述べた。

「第 2 段階では、新しい素材と新しいデザインのイノベーションが競争力を発揮するために統合されます。」と彼は言いました。

Shih氏によると、現在使用されている大型の機械では、N95マスクのフィルターを変更するには費用がかかるという。 新しい機械でN95マスクを製造するのにどれくらいのコストがかかるかはまだ不明だが、目標はコスト競争力を高めることだとShih氏は語った。

このプロジェクトは、将来、N95マスクが必要となる可能性が高い空気感染ウイルスを伴うパンデミックが発生した場合の、先制的な安全対策となる可能性があるとラブ氏は述べた。

「米国内に適切なマスク材料を製造する単一の生産者がいるだけで、サプライチェーンの混乱から生じる可能性のある増幅問題を基本的に最小限に抑えるのに大いに役立つだろう」とラブ氏は述べた。

このプロジェクトはアメリカ救助計画法から 300 万ドルの資金提供を受けており、フロリダに拠点を置く 2 つのメーカーが機械の製造に取り組んでいます。 ヒルズ社はメルトブローン装置を建設し、デメテック社は N95 組立装置を建設しています。 この組立機械は今夏までにヒルのメルトブロー機械を統合する予定で、シー氏は2023年末までにミシガン州にN95生産システムを移転して設置する予定だ。