Le projet UM vise à fabriquer localement des respirateurs N95

Jul 06, 2023

Un projet dirigé par l'Université du Michigan vise à répondre aux besoins en respirateurs médicaux N95 après une pénurie au début de la pandémie de COVID-19 et pourrait conduire à une « plate-forme d'innovations » dans les matériaux et la conception des masques.

Le projet, codirigé par Albert Shih, professeur au département de génie mécanique, vise à créer deux machines modulaires fabriquées aux États-Unis pour fabriquer les masques localement.

Une couche intermédiaire des masques N95 est constituée d’un matériau de filtration en plastique non tissé soufflé par fusion qui est chargé électrostatiquement et peut arrêter les particules d’aérosol de la taille d’un virus. Cette couche était rare pendant la pandémie et l'approvisionnement mondial est fabriqué par de grandes machines fabriquées principalement en Chine et en Allemagne, a déclaré Shih.

"Seuls deux pays peuvent fabriquer ces grosses machines à l'heure actuelle", a déclaré Shih. "Nous mettons l'accent sur la production locale, c'est pourquoi nos machines sont plus petites et de conception plus modulaire."

Les résines nécessaires à la production des filtres pour les masques ne sont pas fabriquées aux États-Unis, a déclaré Brian Love, professeur au Département de science et d'ingénierie des matériaux et de génie biomédical de l'UM.

"Nous fabriquons collectivement beaucoup de non-tissés aux États-Unis, a déclaré Love. "Il existe une gamme de ces résines qui sont produites, mais beaucoup d'entre elles ne contiennent pas l'additif nécessaire pour pouvoir fonctionner comme un filtre attrayant basé sur une charge. Si nous avons la capacité de la machine ici, nous pouvons formuler nos propres résines pour fabriquer des couches non tissées qui reproduisent ce qui est actuellement utilisé dans les masques. »

La pandémie a stimulé l'innovation dans la conception et les matériaux des masques, mais ceux-ci doivent disposer de capacités de fabrication pour avoir un impact sur la santé de la population, a déclaré Shih. Son laboratoire travaille avec des sociétés de machines basées aux États-Unis pour concevoir et construire les machines de fabrication du N95.

"Nous utilisons essentiellement la conception matérielle existante pour prouver que nous pouvons le faire avec une petite machine pour une production localisée", a déclaré Shih.

Les respirateurs chirurgicaux N95, un sous-ensemble des N95, ont été initialement recherchés par les agents de santé pour limiter l'exposition au COVID-19, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Les États-Unis ont constaté une pénurie critique d’équipements de protection individuelle, ou EPI, y compris les respirateurs, au début de la pandémie. La Food and Drug Administration a annoncé l’été dernier que la demande dans les établissements de soins de santé ne dépassait plus la demande.

Une fois la machine construite, le laboratoire de Shih la testera d'abord pour voir si elle peut créer des masques N95 en utilisant le matériau et la conception actuels de fusion-soufflage. Ils peuvent alors commencer à expérimenter de nouveaux modèles et matériaux de masques susceptibles de permettre une meilleure filtration, un meilleur confort et une meilleure étanchéité autour du visage, a déclaré Shih.

Les machines pourraient constituer « une plate-forme d’innovation » dans les nouveaux matériaux et conceptions de masques N95, en particulier pour les travailleurs de la santé, a déclaré Shih.

"La deuxième phase est celle où les innovations en matière de nouveaux matériaux et de nouvelles conceptions se réuniront pour être compétitives", a-t-il déclaré.

Changer la filtration des masques N95 coûte cher avec les grosses machines actuellement utilisées, a déclaré Shih. On ne sait toujours pas combien coûtera la fabrication des masques N95 avec la nouvelle machine, mais l'objectif est d'être compétitif en termes de coûts, a déclaré Shih.

Le projet pourrait constituer une mesure de sécurité préventive en cas de futures pandémies impliquant des virus aéroportés, lorsque des masques N95 seront probablement nécessaires, a déclaré Love.

"Le simple fait d'avoir un seul producteur aux États-Unis qui fabriquait des matériaux de masques appropriés contribuerait grandement à minimiser les problèmes d'amplification qui pourraient provenir de perturbations dans la chaîne d'approvisionnement", a déclaré Love.

Le projet a reçu un financement de 3 millions de dollars de l'American Rescue Plan Act, et deux fabricants basés en Floride travaillent à la construction des machines. Hills Inc. construit la machine de fusion-soufflage tandis que la société DemeTECH construit la machine d'assemblage N95. La machine d'assemblage intégrera la machine de fusion-soufflage de Hill d'ici cet été et Shih prévoit de transférer et d'installer le système de production N95 dans le Michigan d'ici la fin 2023.