用古老的知识对抗流行病

| 2021年5月14日

南加州大学范德比分校2021bob国际首页登录届生物医学工程专业大四学生梅丽莎·班克斯正在研究自我消毒的镀铜口罩,以保护我们免受危险病毒的侵害。

生物医学工程系大四毕业生梅丽莎·班克斯(Melissa Banks)正在研究铜涂层,以提高口罩的有效性。图像/梅丽莎银行

生物医学工程系大四毕业生梅丽莎·班克斯(Melissa Banks)正在研究铜涂层,以提高口罩的有效性。图像/梅丽莎银行

梅丽莎·班克斯喜欢上了铜。

受到这种材料天然抗病毒特性的启发,南加州大学维特比工程学院的毕业生一直在将其应用于她的研究项目——一种可以重复使用的口罩铜涂bob国际首页登录层,提高它们的有效性,减少浪费。

随着美国逐渐从COVID-19大流行中走出来,很明显,口罩可能仍然是我们未来生活的一部分,而我们将继续管理病毒变体,并为未来大流行的可能性做好计划。

在大流行的早期,随着关键的个人防护装备(PPE)短缺在世界各地出现,南加州大学维特比分校院长扬尼斯·约索斯帮助建立了美国国家工程院bob国际首页登录COVID-19行动呼吁.该倡议是一个研究孵化器,工程专业的学生和专业人士可以为大流行最紧迫的问题制定解决方案。

班克斯是一名生物医学工程专业的学生,这一举措促使他考虑如何利用铜来大幅改善我们的个人防护装备库存,从而避免这种危险的短缺再次发生。她的提案被选为行动号召孵化器的一部分。

“铜对我来说一直很有趣,因为我们从古埃及开始就一直在使用它。这是《埃德温·史密斯莎草纸》(一种古老的医学文本)的一部分,当时人们甚至知道铜具有抗菌性能。”

“大约在同一时期的印度,许多父母意识到,如果他们把饮用水放在铜壶里,他们的孩子生病的频率就会降低。它有助于降低婴儿死亡率,”她说。

班克斯说,她对一个可以自己完成的项目感兴趣,这个项目不需要很多复杂的设备和资源,在家工作期间很难获得这些设备和资源。她认为最紧迫的问题之一是可以延长口罩在临床环境中安全使用的时间。

班克斯说:“所以即使我们只延长一周的使用时间,然后为了安全起见,你把它们扔掉,这与大流行开始时是一个巨大的增长,当时疾病预防控制中心说,在每次与感染患者接触后都要扔掉这些口罩。”

在大流行期间,医护人员佩戴口罩的黄金标准是N95。面具的独特结构给班克斯带来了一些挑战,她想办法延长它的保质期。

班克斯说,n95是通过熔化和吹制的过程形成的,以形成织物,以及像磁铁一样的静电荷,既过滤又吸引病毒。

班克斯说:“我知道,如果没有一些主要的设备,我没有能力制作这种类型的口罩,但我可以配制一种浸铜涂层,这种涂层可以在他们使用的塑料上工作。显然,将涂层粘附在塑料上是很棘手的,同时确保它靠近你的嘴是安全的,这是另一个挑战。”

她采取了许多方法来让铜涂层分布在面具上。第一个是调查在塑料上制造一个粗糙的表面是否会让铜配方渗透到口罩中——考虑到N95材料的微妙性质,这是一个困难的问题。

班克斯说:“接下来的问题是要让颗粒足够小,这样我们就可以得到良好的粘附,因为颗粒可以进入边界层。”

班克斯来自肯塔基州,她说,当她第一次被接受加入行动呼吁项目时,她是该项目中为数不多的独立学生研究员之一。

“那里有哥伦比亚大学,还有博士实验室团队,说实话,我觉得有点措手不及。我也想要一个团队!”

她很快就能与BME的同学Sameeksha Agrawal以及生物医学工程系的Gerald Loeb教授配对,后者提供了支持和建议。

梅丽莎银行

梅丽莎·班克斯和Sameeksha Agrawal展示了他们的面具项目NAE的行动呼吁

班克斯说,虽然她仍处于项目的早期阶段,但她希望继续在南加州大学攻读生物医学工程系的硕士学位时,继续研究铜涂层配方。

班克斯最初来到南加州大学时拥有营养学背景,专注于营养生物化学。她对工程方法应对医学挑战的兴趣来自于她在肯塔基州开始她的透析工作生涯之后,她注意到诊所需要保持非常冷的温度,以阻止细菌传播,这对正在接受治疗的患者来说是不舒服的。

“在我之前的所有人都取得了惊人的进步,但与此同时,还有改进的空间。如果我们能够帮助他们,我们能够努力减少这些诊所和透析机本身的细菌增殖,我认为我们可以改善患者的条件。”

这段经历让班克斯意识到,虽然她热爱医疗保健,但她想在医疗保健环境中开发设备。她说,她的最终目标是研究女性健康领域的医疗设备应用。

“尽管我在维特比只待了两年,但我感觉自己和刚来的时候完全不同了,因为我的第一个学位已经转了学分。但接受工程教育就像学习三种新语言,以不同的方式看待世界,”班克斯说。

“这真的改变了我的一切,”她说。

2021年5月14日出版

最后更新于2021年5月14日

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