Ochranné masky proti virům lze vyrobit s domácí 3D tiskárnou

03. dubna 2020

Týmy na dvou předních českých technických univerzitách vytvořily návod, podle kterého lze vyrobit ochranné polomasky s pomocí domácí 3D tiskárny a doplnit o další běžně dostupné věci pro zvýšení účinnosti.

Polomasky s rukavicí nebo prezervativem

Za prvním návodem stojí tým zaměstnanců a studentů VUT. “Originální polomaska je určena pro širokou veřejnost a lze ji snadno vytisknout i na běžných 3D tiskárnách s technologií FDM (modelování z termoplastu). Problematické možnosti zatěsnění celé plochy výtisku v důsledku jeho poréznosti byly vyřešeny originálním způsobem,” uvádí autoři projektu právě s odkazem na netradiční řešení těsnění. Pro to doporučují zvolit jednu jednorázovou rukavice z pružného materiálu. Ideální je velikost L, ale lze využít i jiné dostupné rozměry. Lze také použít jednorázové latexové rukavice, případně pevnější nitrilové rukavice. Druhou variantu doporučují autoři pro osoby s alergií na latex. V případě nedostupnosti rukavic lze využít i prezervativ. 

Tělo a držák masky je pak třeba vytisknout na domácí 3D tiskárně. Při volbě filtru lze opět lehce improvizovat z toho, co je v domácnosti nebo dílně dostupné. Použít lze například kabinový filtr automobilu, HEPA filtr vysavače, filtry pro čističky vzduchu apod.

Výhody tohoto nápadu spočívají právě v překrytí těla masky rukavicí. Do styku s pokožkou obličeje se dostává pouze materiál jednorázové rukavice. Materiál rukavice kompletně chrání tělo masky před kontaminací vnějším prostředím a rukavici lze snadno dezinfikovat či vyměnit za novou.

Jak sami autoři z VUT upozorňují, takto vyrobená maska je určena pro neprofesionální použití jako náhrada netěsnících roušek a nedostupných respirátorů. “Polomaska neobsahuje výdechový ventilek. Vydechovaný vzduch prochází filtrem. Během používání se tak na filtračním médiu hromadí vlhkost a podobně jako u roušek či respirátorů bez ventilu zde vzniká prostředí, ve kterém by se mohly množit bakterie. Filtr je nutné po použití vysušit a dezinfikovat, nebo vyměnit za nový,” píší ve svém návodu, který je dostupný na stránkách VUT.

Maska s nanofiltrem

Podobnou cestou se vydali také experti z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze (FEL). Ti na vytvoření postupu pro domácí 3D tisk ochranných masek spolupracovali také s firmami Y Soft a Vytisknu.com. „V rámci projektu zkoumáme a testujeme možnosti tisku ochranných masek na domácích 3D tiskárnách, které jsou založené na technologii FFF, tedy tisku z roztaveného plastového vlákna,“ uvedl Tomáš Tichý, vedoucí projektu z Fakulty elektrotechnické na ČVUT.

Do vytištěné masky se vkládá účinný, ale zároveň levný filtr z nanovláken. Cílem je poskytnout všem vlastníkům 3D tiskáren ověřený postup na výrobu ochranné masky s vyměnitelným filtrem a na její následné bezpečné používání.

Autoři masky převzali volně dostupný model „COVID-19 MASK“ z internetové databáze modelů pro 3D tisk Thingiverse, který původně vytvořila španělská firma La Factoría 3D. Na tomto modelu byly provedeny výše zmíněné biologické testy a zároveň se ve spolupráci s firmou Y Soft vytvořila jeho upravená verze, aby bylo možné do masky jednoduše vkládat látkový filtr. Ten je tvořen speciální látkou z nanovláken s certifikací podle standardů Nelson Laboratories, Inc., jejíž nákup sponzoruje firma Y Soft. Filtr je koncipován jako jednorázový, textilie by měla být dostupná ve velkém množství. Výhodou tohoto filtru je zachycení virových částic současně při nádechu i výdechu, a tím pádem je bezpečný pro uživatele i jeho okolí. Aktuálně probíhá jednání o možnosti distribuce nanotextilie. 

Tým spolupracuje s Ústavem imunologie a mikrobiologie 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy, se kterým testoval možnosti dezinfekce povrchů tištěných masek. Povrch částí tištěných metodou FFF se vyznačuje členitostí a pórovitostí, která vzniká vrstvením materiálu. Na takovém povrchu je nebezpečí ulpívání infekčních částic, které by mohly ohrozit uživatele masky. Jak ale prokázaly testy, stačí vhodná kombinace materiálu, nastavení tiskárny, případně aplikace povrchové vrstvy, a lze masku účinně dezinfikovat běžnými prostředky. Zprávu z tohoto testu si můžete otevřít zde. 

Kromě společnosti Y Soft navázal tým ČVUT také spolupráci s iniciativou Vytisknu.com, která pomůže při vývoji, výrobě i distribuci. Zapojené firmy budou v kooperaci vyrábět více než 100 ks masek denně a dodávat je zdravotnickému personálu. Postarají se i o distribuci nanotextilie na výdejní místa. Pro informace o distribuci zřídila firma Vytisknu e-mailovou adresu: covid@vytisknu.com.

Ucelený návod, jak si ochrannou masku doma vytisknout a kde pořídit nanovlákenný filtr, bude k dispozici v blízké době. Zatím si můžete stáhnout upravený digitální model a místo nanovlákenného filtru použít kus bavlněné látky, případně materiál z lékařské roušky, což doporučuje MUDr. Emil Pavlík, CSc., z Ústavu imunologie a mikrobiologie 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy, který realizoval dosavadní testování. Jako tiskový materiál lze doporučit použití PET-G nebo ASA s nastavením výšky vrstvy 150 μm. Masku lze dezinfikovat například isopropylalkoholem. Při použití dezinfekce, jež není vhodná pro přímé použití na kůži (což je i čistý isopropylalkohol), je zapotřebí nechat ji úplně odpařit z výtisku a je vhodné i aplikovat zvlhčovací mast na místo styku plastu s pokožkou. Filtrační materiál je nutné brát jako jednorázový a po jeho použití s ním zacházet jako s nebezpečným biologickým odpadem.

Zdroje: www.vutbr.cz, TZ ČVUT FEL

FOTO: VUT