Forscher aus den USA untersuchten, ob mit 3D-Druckern hergestellte Atemschutzmasken vergleichbar mit Standardmasken beim Einsatz von Atemwegserkrankungen sein können. In einer Untersuchung prüften sie ihre Theorie und unterzogen mehrere Teilnehmer einigen Tests. Wir fassen die zum Teil überraschenden Ergebnisse zusammen.

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3D-gedruckte Atemschutzmasken sind wirksamer als gängige N95-Atemschutzmasken? Diese These untersuchten Forscher aus den USA. N95-Atemschutzmasken haben sich als wirksame Möglichkeit erwiesen, die Gefahr der Übertragung von Atemwegserkrankungen wie COVID-19 zu reduzieren. Mit Beginn der Pandemie kam es zu Lieferengpässen, weshalb für viele der 3D-Druck einer Maske als geeignet schien. 3D-gedruckte Masken verursachen weniger Produktionskosten bei geringen Stückzahlen, sind schneller zu produzieren, wieder verwendbar und anpassbar. Die Forscher wollten aufgrund der Beliebtheit 3D-gedruckter Masken untersuchen, ob sich diese als Alternative lohnten. Ihre Arbeit stellten sie in einem Artikel mit dem Titel „Face Off: 3D Printed Masks as a Cost-Effective and Reusable Alternative to N95 Respirators: A Feasibility Study“ vor.

Vorgehen beim Vergleich 3D-gedruckter Masken und Standardmasken

Zuerst prüften sie, wie gut eine Maske aus dem 3D-Drucker auf verschiedene Gesichtsformen passt. Sie wählten dazu fünf gesunde Medizinstudenten aus und unterzogen diesen Fitnesstests. Für die Untersuchung wurden bei den Teilnehmern die Maße vom Nasenrücken bis zum Kinn und erneut von der Nasenspitze bis zu den Ohren gemessen. Sie wählten drei der beliebtesten Maskendesigns auf Websites wie MyMiniFactory. Anschließend druckten sie diese in 3D mit kostengünstigen Materialien wie TPU und PLA. Sie erhitzten die Masken mit einem Fön, um diese bestmöglich an die Konturen der einzelnen Gesichter anzupassen. Dann verteilten sie eine Kochsalzlösung in der Luft und führten eine Dichtsitzprüfung mit einem Partikelgenerator und einem Partikelzähler durch. Dann haben sie die Konzentrationen in den Masken gemessen.

Zum Vergleich unterzogen sie die Teilnehmer den gleichen Tests mit standardisierten N95- und KN95-Masken. Die Teilnehmer mussten sich während der Tests 50 Sekunden vorbeugen, 30 Sekunden sprechen und 30 Sekunden den Kopf hin und her schütteln und 30 Sekunden nicken.

3D-gedruckte Masken und zwei Standardmasken
Forscher aus den USA untersuchten, ob 3D-gedruckte Masken eine Alternative zu Standardmasken darstellen können (im Bild: 3D-gedruckte Masken und zwei Standardmasken)(Bild © American Journal of Medicine).

Ergebnis

Nur eine der 3D-gedruckten Masken hatte in allen Versuchen einen ausreichenden Passformfaktor von mehr als 100 und hat den Test somit bestanden. Welcher Filter eingesetzt wurde, hatte keine Auswirkungen auf die Passform. Die Standardmaske 1860S N95 schnitt nur in 60 % der Tests gut bei der Passform ab. Es zeigte sich, dass der 3D-Druck eine geeignete Alternative zu N95-Atemschutzmasken sein kann. Es ist jedoch schwierig, das richtige Modell und einen zugelassenen Filter zu finden und stellt demnach die größere Herausforderung dar als die Herstellungsmethode der Maske.

In unserer Kategorie „3D-Druck in der Coronavirus-Pandemie“ finden Sie weitere Beispiele dafür, wie der 3D-Druck während der COVID 19-Pandemie bei Lieferengpässen und anderen Problemen helfen konnte. Wir haben außerdem 15 kostenlose 3D-Druckvorlagen zur Coronavirus-Pandemie in einem Artikel vorgestellt. Abonnieren Sie unseren Newsletter und verpassen Sie keine weiteren Neuigkeit zu diesen und anderen Themen aus der Welt des 3D-Drucks.

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