城大研发简便通风系统 极速彻底过滤新冠病毒

 

新冠病毒COVID-19全球每日新增个案仍然数以十万计,加上变种病毒持续蔓延,科研界都继续各出奇谋,为抗疫而努力。香港城市大学(城大)研究人员最近便成功研发出一套快速通风系统,能够在极短时间内彻底过滤随气流扩散的新冠病毒,而且安装简易和成本低,适用于医院及厕所等地方,能有效减低病毒传播的风险。

由城大机械工程学系助理教授Steven Wang博士设计的密封快速通风系统,采用以聚氯乙烯(polyvinyl chloride, 简称PVC)制成、设有抽气口的支架,配以塑料透明小帐篷及高效滤网搭建而成,可安装于病床上,有效阻隔及过滤病毒,避免出现交叉感染,保护医护人员。

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通风系统正在港怡医院病房进行测试,同时可以量度气压、湿度、氧气量、二氧化碳量等指标。

王博士解释,医护人员为新冠病毒患者进行心肺复甦、插喉,或其他与呼吸道相关的医疗程序时,会产生大量附有病毒的气溶胶(aerosol),病毒能随之扩散,大大增加医护人员受感染的风险。他们研发的系统,当中的塑料透明小帐篷附有抗病毒、超疏水的涂层,把保护罩搭建在病床上,便能将患者的飞沫阻挡,而且飞沫会经由支架上的抽气口,被抽到高效滤网,过滤系统继而锁住当中的病毒,才将已净化的空气送回病房内。

系统有效阻止病毒随气溶胶扩散

研究团队的数据显示,快速通风系统开启两分钟内,就能将密封范围内的气溶胶彻底抽走,而且换气效率高达每小时26次,比负压病房每小时12次更多。系统由8月开始于港怡医院病房作测试,结果与研究所得之数据相符,显示系统能有效阻止病毒随气溶胶扩散。

此外,搭建支架及塑料透明小帐篷的程序简单,平均为每张病床安装只需5分钟,且成本只需数千美元,远较负压病房低廉。在一间普通6人的病房更只需连接一个中央高效滤网,而过滤器可以每隔半年更换一次。

研究人员示范为病床安装支架及塑料透明小帐篷,只需5分钟就完成,简单快捷。(影片由Steven Wang博士提供)

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王博士在记者会上示范系统在2分钟内完全抽走塑料透明小帐篷内的白烟。

王博士于9月9日举行的记者会上说︰“一套高效、组建简便且低成本的系统,可为医护人员提供足够的防疫保护;特别在疫情较严峻时,有助纾缓负压病房的需求。”王博士更即席示范系统在2分钟内完全抽走塑料透明小帐篷内的白烟。

王博士表示,假如医院的隔离病房爆满,部分新冠病毒患者或会被迫安置于普通病房甚至走廊,令医护人员和其他病人徒添感染的风险。他说:“我们这套系统于这些情况下就大派用场,每个病人会有各自的支架及塑料帐篷,防止病毒交叉传播。”

负责协助团队在港怡医院进行测试的香港大学麻醉学系于崇光基金教授(麻醉学)艾明高教授Professor Michael G Irwin),亦有出席记者会,并分享系统在港怡医院进行测试的情况。他说:“新冠病毒的体积非常微小,能存在于5微米甚至更小的粒子上,因而可于大部分室内环境中透过空气传播一段极长时间。而王博士这个快速通风系统就提供了一个简单、成本低廉而且快速的解决办法,减低病毒传播的风险,保障医护人员免在医院内受感染。我们正以假人及真实病人进行测试,并探究应用于或会产生气溶胶的医疗程序。”

另外,王博士表示有医护人员反映希望将塑料帐篷的尺寸加大,他正考虑不同的意见再改良,以便医护人员在受保护的情况下,可以进行插喉等较高感染风险的医疗程序,甚至适用于进行手术。他透露新一代的系统将会在过滤部分加入石墨烯或UVC灯,以杀死新冠病毒。他又指出,这个快速通风系统亦可以用于机场,在等待测试结果期间用以“隔离”怀疑感染新冠病毒者。

王博士已为这套快速通风系统申请美国专利。他领导的研究团队稍后更会以快速通风系统的技术参加城大早前推出的大型创新创业计划“HK Tech 300”,把技术转化为产品,并在香港及世界各地推广其应用。

坐厕亦可加装小型过滤系统

另一方面,王博士亦正与港怡医院商讨合作,研究在洗手间坐厕加装小型过滤系统。他指出,每次冲厕平均会溅出550万颗水珠,即使多次盖上厕板冲厕,病毒仍有机会透过气溶胶停留在厕格中,若前一名厕格用者是新冠病毒患者,下一名用者接触到病毒的机会便很高。他并补充指,新型冠状病毒在塑胶表面可以存活长达72小时。

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通风系统亦能应用在厕所,可于5秒内把在冲厕过程产生的气溶胶迅速抽走。

然而,透过这套创新的过滤系统,在冲厕过程中产生的气溶胶,可于5秒内透过安装在厕板上的抽气口迅速被抽走,并由气泵内的高效滤网过滤兼以UVC灯杀死病毒。如有剩余的水分,则可以沿接驳至渠口的管道排走,大大减低病毒散播的风险。王博士建议可将这个小型过滤系统加装在医院和学校等地方的公共厕所,而过滤器就每隔3至4个月更换一次便可。

王博士于病床上加装快速通风密封系统的研究,是香港城大早前获得创新科技署辖下创新及科技基金“公营机构试用计划(为在香港防控2019冠状病毒而设的项目)”资助的四个跨学科研究计划之一。

王博士的研究团队成员还包括博士生邓薇王洪波。快速通风系统获得英国剑桥大学及伦敦帝国学院的学者协助进行模拟计算,并在香港大学艾明高教授协助下,在港怡医院进行测试。

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城大机械工程学系助理教授Steven Wang博士(右一),和香港大学麻醉学系于崇光基金教授(麻醉学)艾明高教授(右二)在记者会上,介绍了能在极短时间内彻底过滤新冠病毒的快速通风系统。旁为王博士的学生邓薇(左二)和王洪波(左一)。

 

本文已于 “香港城大研创” 微信公众号发布。
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