疫情中的3D打印

Golden Grape

在瘟疫中, 很多医疗相关的设备可能不够用, 生产又跟不上, 这时候用3D打印机制造一些零部件, 将现有替代品改造利用起来, 是一件好事.

但是...

不久前看到isinnova用浮潜面镜做的呼吸机面罩

我也有疑虑:

如果使用的是浮潜面镜原来的设计, 从顶部进入空气, 从下巴附近排出空气, 那么这种设计并不能提供吸气和呼气时的正压, 跟一个纸杯的区别不大.

如果是堵住原本的出气口, 并且拆除眼前到口鼻之间的单向阀, 在头顶同时接入进气口和出气口, 并且令呼吸机控制吸气和呼气压力, 那么在那个3D打印阀门的位置会出现进气和出气的短路, 即使不在那个点发生, 也会在面罩眼睛附近的区域发生气流的短路,

那么在口鼻处的气体交换就不充分, 会造成二氧化碳潴留和氧气供应量不足, 当然可以通过氧气浓度来调整, 但二氧化碳潴留仍然存在. 进一步造成呼吸性酸中毒.

带着疑虑, 我去isinnova的官网 https://isinnova.it/easy-covid19-eng/ 确认了一下:

操作视频中(https://youtu.be/w4Csqdxkrfw)是把出气口的单向阀门进行了反向. 在头顶入口处只是两根联通的管道.

屏幕快照 2020-03-27 15.37.33

这个设计大致等效于对着纸袋呼吸, 只不过纸袋另一端有个孔. 最终的结果是吸入的气体中, 达不到呼吸机设定的氧气浓度, 而呼出的二氧化碳会存留在口鼻附近. 将造成低氧和呼吸性酸中毒 .

但愿不要有医院真的疯到用这种东西.

3D打印机只能打印出一个框架, 过滤的部分仍然需要使用滤棉或者现有的口罩. 而这两种东西在真正需要的地区, 显然还是不足的.

当然, 3D打印后, 可以缩小过滤面积, 可以将一片口罩切成N块来使用, 但这样会造成呼吸阻力增大N倍, 受潮时间减少N倍, 对于需要长时间工作的一线医护仍然危险.

如果制造一个口罩就要消耗一个口罩, 显然没有意义. 为了降低呼吸阻力, 有使用较小的过滤面积, 就要使用外源的动力, 这个我已经设计过了https://thingiverse.com/thing:4141738

但是, 我无法对自制口罩的安全性进行测量, 自己使用还可以, 如果拿出来量产给其他人用, 就太危险了.

如果是在短时间使用, 那么呼吸阻力大一点也没什么, 比如旧国标里外科口罩的呼吸阻力约50pa, 而N95约350pa, 也就是说, 把一片外科口罩切成7块来使用, 也就相当于N95的阻力. 对于短时间, 比如通勤或者短时间执勤是可行的.

这种情况3D打印框架也不是必须的.

你所需要的只是一个替代大部分口罩面积的东西,

比如, 纸,

用纸是非常简单的, 按照N95半片外形画出来, 然后剪裁, 用宽胶带在纸面上贴满, 然后剪出一个大约1/4口罩大小的孔, 再剪出一片口罩继续用胶带贴上就可以了.

还可以使用的方案是直接用输液贴膜, (一种类似透明胶的东西, 更薄, 更软), 直接将一小片口罩贴在口鼻附近, 也可以达到非常好的气密效果.

当然所有这些DIY, 都难以进行检测, 难以保证安全性, 自己做来玩, 甚至自己用可以. 但给别人使用, 甚至自称是N95口罩, 哪怕是免费捐助, 我认为也是不道德的.

综上, 我认为即使在危机时刻, 工程伦理、医学伦理仍然很重要, 不应当带给人们错误的设计和错误的希望.