很难想象一个比N95呼吸器COVID-19更加令人不安的象征。周围的面具都紧紧地脸,能够过滤空气中95%的股权,如病毒,从空气中,而其他防护设备(如外科手术口罩)无法完成的。这是一个现在的救生设备危险的短缺。因此,它代表了全球应对COVID-19极端的挑战。
脆弱的聚合物杯怎么成为21世纪最重要的卫生设备吗?这一切都始于1910年的一次鲜为人知的医生想要拯救世界的最严重的疾病之一。
第一个面具是停止气味
回到甚至further-long之前明白细菌和病毒可以浮在空中,使我们生病的人简易面具戴上面纱,克里斯托Lynteris说。Lynteris是社会人类学学系高级讲师,圣安德鲁斯大学的专家在医学面具历史。
他指出,文艺复兴时代的绘画让人们用手帕盖住鼻子,避免疾病。甚至还有绘画1720年从马赛,鼠疫的中心,显示掘墓人和人们处理尸体布在脸上,即使鼠疫是由跳蚤的叮咬传播老鼠走了。
“这并不意味着对传染,“Lynteris说练习。“这些人穿着布在嘴和鼻子,当时,他们普遍认为疾病像躲避瘟疫一样瘴气,来自地面或气体。这不是保护你从另一个人,他们相信瘟疫是atmosphere-corrupt空气。”
“恶臭会导致疾病。这[认为]持续到19世纪早期,“Lynteris说。(值得注意的是,200年后,一个法国医生名叫安东尼·巴特尔米Clot-Bey认为鸟瘟疫面具自己负责的传播瘟疫,因为它们让人们害怕,和害怕身体疾病风险更高。)
1870年代末,科学家了解细菌。瘴气从时尚的现代微生物学领域出现。然而,接下来很多像什么before-minus了令人毛骨悚然的鸟类。“我们通常认为的科学范式转换导致断裂,但所有的技术用来对付细菌的19世纪末被反复出现的瘴气的技术。”
一个光荣的手帕
医生开始戴1897年第一个口罩。他们并不比一个光荣的手帕系在一个人的脸,和他们没有设计过滤空气中的疾病,今天仍然没有口罩的地步。他们(和)被用来防止医生手术期间咳嗽或打喷嚏滴在伤口上。
这口罩和呼吸器的区别是很重要的。这是为什么卫生保健专业人士感到不安,他们被要求戴口罩吗当呼吸机不可用。面具不仅仅是由不同的材料构成;他们脸上适合松散,所以粒子可以从侧面。呼吸器形成一个密闭通道所以他们实际上过滤吸入。
第一个现代呼吸机是来自瘟疫和种族主义
“这是世界末日。难以置信。它100%的感染者死亡,没有人幸存。它杀死了它们在24至48小时内的第一个症状,”Lynteris说。“没有人遇到这样在现代,它类似于黑死病”的描述。
随之而来的是科学的军备竞赛,推断是什么导致瘟疫和阻止它。“俄罗斯和中国都想证明自己足够有价值和科学,因为这将导致主权,主张“Lynteris说。“谁应给予足够的科学控制的丰富和重要的领域。”
中国皇宫带来了吴医生名叫Lien-teh力度。他出生在槟榔屿和剑桥大学学习医学。吴是年轻的,他说糟糕的普通话。瘟疫,迅速吸引了来自世界各地的国际关注和医生,他是“完全不重要,”据Lynteris。但在进行尸检的受害者,吴认为瘟疫并不由跳蚤传播,尽可能多的怀疑,但在空气中。
扩大手术口罩他看过在西方,吴开发了一个命硬的面具从纱布和棉花,安全地裹着脸和添加几层布过滤吸入。他的发明是一个突破,但一些医生仍然怀疑它的有效性。
“有一个著名的事件。他遇到了一个著名的老手,一个法国医生(Gerald Mesny)。和吴邦国向法国医生解释他的理论,瘟疫是肺,并更容易通过空气传播,”Lynteris说。“法国人侮辱他。和在种族主义的术语说,我们期望从一个中国佬?”,为了证明这一点,[Mesny]去参加那个生病的吴鼠疫医院没有戴的面具,他死于瘟疫两天。”
其他医生在该地区迅速发展自己的面具。“有些人…完全陌生的东西,”Lynteris说。“兜帽戴眼镜,喜欢潜水面具。”
但吴的面具胜出,因为在实证测试,它保护用户免受细菌。根据Lynteris,它也是一个伟大的设计。它可能是由分发廉价和准备的材料供应。1911年1月和2月之间,掩盖生产增加了不计其数。医务人员穿着它们,士兵们穿着他们,和一些日常的人穿着它们。不仅可以帮助阻止瘟疫的蔓延;面具成为了现代医学的象征研究流行病的眼睛。
吴邦国委员长的面具迅速成为一个图标通过国际新闻报道。“面具是一个很新奇的事情。它有奇异性的影响,媒体的爱,但你想象一个有一个白色的面具的黑白照片读好,“Lynteris说。“这是一次成功的市场营销。”
N95是为产业,但及时到达医院
N95口罩是吴的后裔的设计。在第一次世界大战和第二次世界大战,科学家发明了空气过滤防毒面具,缠绕在你的整个头清洁空气供给。类似的面具,装有玻璃纤维过滤器,开始被用于采矿业,防止黑肺。
“所有的呼吸器这些巨头,气体mask-looking东西,”麦卡洛尼基说,3 m公司的职业健康安全领袖制造N95防护口罩。“你晚上洗出来,你可以穿了。”
这设备挽救了生命,但它是繁重的,很大原因是过滤器。玻璃纤维需要大量的努力呼吸,和完整的头附件热穿。到了1950年代,科学家开始了解吸入石棉的危险,但人们使用石棉不愿穿笨重的口罩。想象在建设工作在85度高温下,头上裹着橡胶保护自己免受一种无形的威胁。
大约在同一时间,装修前编辑房子漂亮杂志命名萨拉特恩布尔的小开始与3 m的giftwrap部门咨询。僵硬的丝带,该公司已开发出一种技术将融化的聚合物和鼓风成细小纤维的织物。特恩布尔意识到更大的潜力这一过程,不过,她开始试验材料肩垫,利用连接在时尚产业的建议。然后在1958年,她在3 m只是题为:“为什么”,解释了为什么3 m的无纺布产品应该进入这个行业更大的方式。她提出了100多个产品创意的技术,和被分配到设计型文胸。
50年代后期,但艰难了特恩布尔,他花了很多时间参观生病的家人在医院。她失去了三个亲人。悲伤是一种新发明的:一个“泡沫”医用口罩,3 m在1961年发行,的,是的,灵感来自杯文胸。当3 m得知它不能阻止病原体,面具被重新命名为“灰尘”面具。
当然,很难建立标准甚至不存在的东西然而,医学或工作场所的安全。到了1970年代,矿山局和国家职业安全与卫生研究所联手创建第一个标准,他们称之为“单一使用呼吸器。尘埃“第一次性N95口罩,我们知道它是由3 m,并批准5月25日,1972年。特恩布尔(自己咨询这条线到1980年代对许多其他企业客户包括通用磨坊,福特,康宁公司和露华浓)。代替玻璃纤维,该公司转化,技术已经使硬礼物丝带发展成一个合适的过滤器。在显微镜下,“他们看起来像有人扔了一堆棍棒和他们之间有巨大的空间,”麦卡洛说。
颗粒、硅或病毒是否飞到这迷宫棒,他们被困。你穿一个N95呼吸器的时间越长,就越有效过滤粒子。更多的粒子只是帮助过滤更多的粒子。但随着时间的推移,呼吸变得更加困难,因为这些漏洞之间的纤维颗粒堵塞住了,这就是为什么一个N95呼吸器不能穿了超过8个小时在一个尘土飞扬的环境中。它不会停止过滤;它只是阻止你呼吸舒适。
然而,事实是,这些物理障碍只是一个次要N95口罩过滤粒子。N95口罩可以工作的主要原因是由于一个看不见的,电荷潜伏在里面。这费用是通过开发的一个关键人物的贡献:彼得·蔡博士。
蔡是台湾已经退役美国材料科学家,他度过了他的职业生涯作为一个田纳西大学研究员。在1980年代,他的实验室开发了一种超细纤维技术,喷的3 m和Turnball已工作多年。
在那之前,所有口罩过滤机械。这意味着作为一个粒子飞通过前面提到的迷宫,它常常触及纤维沿途和卡住。“我们发现,如果我们可以把费用成纤维,然后除了机械力静力,“蔡说。与静态的吸引,一个粒子可能被拉向滤波器由于同样的原理,让你把一个气球在冬天你的毛衣。
1992年,蔡的实验室开发过程添加材料的静电电荷。3 m公司很快就授权蔡的过程田纳西大学现在著名N95口罩。
如果没有静电电荷,n95不会近以及他们所做的工作。蔡轮廓,N95口罩孔隙大小大约在20微米(这使它透气),而SARS-CoV-2病毒只有0.02到0.08微米。静电电荷解决了这么大的差距,增加的效率10倍的面具。换句话说,N95口罩可以工作的原因主要是由于电荷潜伏在里面,而不是材料结构本身。不过,蔡指出N95走到市场在1990年代封闭开发。
说:“我的发明并不特殊,蔡,“但这是一个特殊的时间。”
呼吸机被用于工业应用几十年之前需要呼吸器绕了一圈回到临床设置在1990年代崛起的抗药性肺结核。与它的传播艾滋病毒有很多在免疫功能低下的患者,但结核感染许多卫生保健工作者。停止其空中传播,N95标准更新医疗设置,帮助肺结核患者和医生开始穿的时候。即使仍然,口罩也很少使用在医院这一天,因为只有像COVID-19爆发,需要如此多的保护。
Lynteris和许多其他人指出,呼吸器从未真正消失在中国的意义。吴邦国继续发现中国版的疾控中心,差点赢得诺贝尔奖,在许多传记(包括他自己的自传)。最近,在SARS爆发期间,中国人穿的面部保护以防止疾病的传播。当污染了像北京这样的城市,他们戴着呼吸器过滤污染。
N95呼吸器并不完美。它不是用来密封很好地面对孩子或者那些面部毛发,如果它不密封,它不像宣传工作。此外,穿在高风险的N95变异手术室没有呼气阀,所以他们可以特别热穿。
但N95呼吸器进化了数百年,以应对多重危机。在COVID-19进化只会持续到大流行。麦卡洛说,3 m是N95呼吸器不断重新评估,调整从过滤器人体工程学。“我妈妈会说他们看起来几乎相同的[1972年],但我们希望他们看起来简单的题目容易使用而且直观,”麦卡洛说。“我们总是改善技术。我们有成千上万的科学家在3 m公司工作。”