Как белорусы разрабатывают устройство, которое может помочь врачам во время коронавируса

Команда инженеров из Беларуси за несколько дней разработала прототип устройства, которое обеззараживает фильтры медицинских респираторов. Они надеются, что их проект попадет на Kickstarter и они смогут собрать средства на создание окончательной модели и тестирование в лаборатории. 42.TUT.BY поговорил с одним из авторов идеи — Максимом Автоненко.

Максим Автоненко и Аркадий Матвиенко — идейные вдохновители проекта. Они вместе учатся в MBA БГУ, и однажды Аркадий рассказал Максиму, что его отец, который работает в госпитале в Канаде, попросил придумать что-либо, чтобы решить нехватку респираторов в условиях пандемии.

На тот момент у Максима было свободное время. Он планировал улететь в отпуск, но по понятным причинам рейс отменили. Так что он взялся за предложенную задачу.

— После мозгового штурма мы сначала решили, что нужно сделать устройство, которое будет стерилизовать одноразовые респираторы. Но потом категорически отмели эту идею, потому что людям не понравится, если им попадет чужой респиратор, да и администрировать это довольно сложно, — вспоминает Максим. — Так что мы подумали еще и пришли к выводу, что если у каждого сотрудника будет свой многоразовый респиратор и он станет менять только фильтры, будет гораздо эффективнее.

Но носить медицинские респираторы без смены фильтра можно от 4 до 8 часов, при этом смена врача длится 12 часов, а многие работают и дольше в текущей обстановке. Поэтому мы и придумали вместо крышки предфильтра использовать устройство, которое будет стерилизовать как воздух, подходящий к фильтру, так и сам фильтр.

Кроме того, теоретически оно может продлить «время жизни» фильтра и его не придется снимать, менять и тем самым повышать риск инфицирования во время смены. Наше устройство может работать не только от аккумуляторной батареи, но и от пауэрбанка или любого другого внешнего источника питания на протяжении 24 часов и более.

Разработка получила название UV-C Filter Sterilizer — она предназначена для фильтров респираторов типа 3 М. И планируется разработать модели как минимум для десяти наиболее распространенных фильтров других производителей.

В чем суть разработки

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 200−280 нм — коротковолновая, бактерицидная радиация. Эта спектральная область поглощается в стратосфере, поэтому появившиеся на поверхности Земли микроорганизмы не выработали от нее естественной защиты.

Проще говоря, ультрафиолетовый свет может поддерживать стабильно низкие микробные нагрузки на разных поверхностях. В частности, не так давно Stanford Medicine выпустила исследование методов стерилизации сухим горячим воздухом, паром и УФ-стерилизацией и как они влияют на производительность масок N95. И ультрафиолет показал хороший результат на тестируемых моделях.

Идея разработки белорусов состоит в том, ультрафиолетовый стерилизатор заменит заводскую пылезащитную крышку предварительного фильтра респиратора и станет подавать УФ-свет на внешнюю поверхность фильтра.

Впервые эта мысль прозвучала в прошлый вторник. За реализацией Максим обратился к команде из минской компании НП ООО «Иноватех». Ребята уже помогали ему ранее с прототипом его предыдущего проекта WiselyEat — электронными столовыми приборами, которые не только следят за темпом принятия пищи, но и могут распознавать продукты, измерять их вес и КБЖУ в режиме реального времени. Этот проект выиграл осенью 2019 года денежный грант, который и позволил Максиму заняться новой разработкой.

Сейчас над проектом работают инженер по радиоэлектронике, инженер-оптик, инженер-конструктор, 3D-дизайнер, руководитель проекта с сертификацией PMP. А также два медицинских работника — жена Аркадия и его мать, которая работает медсестрой в Канаде: они помогают советами с практической точки зрения и корректируют возникающие идеи.

— Да, мы изучали данные, насколько УФ-лампа эффективна против вирусов, бактерий, плесени и «старых» коронавирусов. Есть исследования на тему SARS и MERS. Ультрафиолет работает, но вопрос в том, как сделать, чтобы он не попадал при этом на человека, потому что он вреден для кожи и глаз, — поясняет Максим. — На нашем макете можно увидеть открытые большие ячейки, через которые заметен свет, но это лишь потому, что мы сделали макет очень быстро, просто для визуализации проекта. Итоговая модель, конечно, будет с закрытыми ячейками, чтобы ультрафиолет не покидал пределы прибора и работал только внутри, с воздухом, который находится в фильтре.

Однако эта концепция имеет только теоретическую базу, и команде необходимо провести реальные тесты, чтобы подтвердить эффективность их разработки при продлении срока службы фильтра. А на это нужны большие деньги.

— К сожалению, пока у нас нет средств на испытания. Мы сейчас в процессе заказа у московского дистрибьютора 100-милливаттных ультрафиолетовых LED-диодов, излучение которых не ионизирует воздух с образованием озона. Когда они приедут, мы соберем реальный прототип, — говорит Максим. — И параллельно я ищу лаборатории, которые согласятся бесплатно провести испытания. Или, может, найдется спонсор, который заплатит за эти тесты.

Чтобы собрать средства, в пятницу команда составила проект для Kickstarter — сайт для привлечения денежных средств на реализацию творческих, научных и производственных проектов. Через пару дней площадка должна озвучить свое решение.

Если проект все же отправится на краудфандинг, команда сможет собрать средства на инженерные расходы, разработку нескольких прототипов, оплату труда сотрудников и проведение тестов.

Максим уже вложил в прототип около трех тысяч долларов, оставшихся от гранта, — они ушли на предоплату диодов, закупку полумасок 3 М со стандартными фильтрами, под которые инженер-конструктор проектировал 3D-модель устройства, материалы, 3D-печать и другое. В будущем ему еще предстоит оплатить часы работы команды.

— Комьюнити MBA БГУ дало мне контакты людей, которые могут оказать помощь. Поэтому все сейчас в процессе. К сожалению, мой отпуск уже закончился, так что буду заниматься проектом по вечерам или ночам. Но работы продолжаются. Например, ребята из НП ООО «Иноватех» сейчас заканчивают расчеты параметров питания и «перемоделируют» кейс, чтобы устройство держалось не на двойном скотче, а защелкивалось, — поясняет Максим. — Если не удастся попасть на Kickstarter, у меня есть три-четыре запасных плана. Например, моя знакомая из США может открыть сбор пожертвований через Facebook (в Беларуси такой опции нет — там ограниченный список стран). Или же переведу свой текст презентации для Kickstarter с английского и попрошу помощи у наших властей. Искренне верю, что какой-нибудь из моих планов сработает.