城大研發簡便通風系統 極速徹底過濾新冠病毒

 

新冠病毒COVID-19全球每日新增個案仍然數以十萬計,加上變種病毒持續蔓延,科研界都繼續各出奇謀,為抗疫而努力。香港城市大學(城大)研究人員最近便成功研發出一套快速通風系統,能夠在極短時間內徹底過濾隨氣流擴散的新冠病毒,而且安裝簡易和成本低,適用於醫院及廁所等地方,能有效減低病毒傳播的風險。

由城大機械工程學系助理教授Steven Wang博士設計的密封快速通風系統,采用以聚氯乙烯(polyvinyl chloride, 簡稱PVC)制成、設有抽氣口的支架,配以塑料透明小帳篷及高效濾網搭建而成,可安裝於病床上,有效阻隔及過濾病毒,避免出現交叉感染,保護醫護人員。

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通風系統正在港怡醫院病房進行測試,同時可以量度氣壓、濕度、氧氣量、二氧化碳量等指標。

王博士解釋,醫護人員為新冠病毒患者進行心肺復甦、插喉,或其他與呼吸道相關的醫療程序時,會產生大量附有病毒的氣溶膠(aerosol),病毒能隨之擴散,大大增加醫護人員受感染的風險。他們研發的系統,當中的塑料透明小帳篷附有抗病毒、超疏水的塗層,把保護罩搭建在病床上,便能將患者的飛沫阻擋,而且飛沫會經由支架上的抽氣口,被抽到高效濾網,過濾系統繼而鎖住當中的病毒,才將已淨化的空氣送回病房內。

系統有效阻止病毒隨氣溶膠擴散

研究團隊的數據顯示,快速通風系統開啟兩分鐘內,就能將密封範圍內的氣溶膠徹底抽走,而且換氣效率高達每小時26次,比負壓病房每小時12次更多。系統由8月開始於港怡醫院病房作測試,結果與研究所得之數據相符,顯示系統能有效阻止病毒隨氣溶膠擴散。

此外,搭建支架及塑料透明小帳篷的程序簡單,平均為每張病床安裝只需5分鐘,且成本只需數千美元,遠較負壓病房低廉。在一間普通6人的病房更只需連接一個中央高效濾網,而過濾器可以每隔半年更換一次。

研究人員示範為病床安裝支架及塑料透明小帳篷,只需5分鐘就完成,簡單快捷。(影片由Steven Wang博士提供)

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王博士在記者會上示範系統在2分鐘內完全抽走塑料透明小帳篷內的白煙。

王博士於9月9日舉行的記者會上說︰「一套高效、組建簡便且低成本的系統,可為醫護人員提供足夠的防疫保護;特別在疫情較嚴峻時,有助紓緩負壓病房的需求。」王博士更即席示範系統在2分鐘內完全抽走塑料透明小帳篷內的白煙。

王博士表示,假如醫院的隔離病房爆滿,部分新冠病毒患者或會被迫安置於普通病房甚至走廊,令醫護人員和其他病人徒添感染的風險。他說:「我們這套系統於這些情況下就大派用場,每個病人會有各自的支架及塑料帳篷,防止病毒交叉傳播。」

負責協助團隊在港怡醫院進行測試的香港大學麻醉學系於崇光基金教授(麻醉學)艾明高教授(Professor Michael G Irwin),亦有出席記者會,並分享系統在港怡醫院進行測試的情況。他說:“新冠病毒的體積非常微小,能存在於5微米甚至更小的粒子上,因而可於大部分室內環境中透過空氣傳播一段極長時間。而王博士這個快速通風系統就提供了一個簡單、成本低廉而且快速的解決辦法,減低病毒傳播的風險,保障醫護人員免在醫院內受感染。我們正以假人及真實病人進行測試,並探究應用於或會產生氣溶膠的醫療程序。”

另外,王博士表示有醫護人員反映希望將塑料帳篷的尺寸加大,他正考慮不同的意見再改良,以便醫護人員在受保護的情況下,可以進行插喉等較高感染風險的醫療程序,甚至適用於進行手術。他透露新一代的系統將會在過濾部分加入石墨烯或UVC燈,以殺死新冠病毒。他又指出,這個快速通風系統亦可以用於機場,在等待測試結果期間用以“隔離”懷疑感染新冠病毒者。

王博士已為這套快速通風系統申請美國專利。他領導的研究團隊稍後更會以快速通風系統的技術參加城大早前推出的大型創新創業計劃「HK Tech 300」,把技術轉化為產品,並在香港及世界各地推廣其應用。

坐廁亦可加裝小型過濾系統

另一方面,王博士亦正與港怡醫院商討合作,研究在洗手間坐廁加裝小型過濾系統。他指出,每次衝廁平均會濺出550萬顆水珠,即使多次蓋上廁板衝廁,病毒仍有機會透過氣溶膠停留在廁格中,若前一名廁格用者是新冠病毒患者,下一名用者接觸到病毒的機會便很高。他並補充指,新型冠狀病毒在塑膠表面可以存活長達72小時。

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通風系統亦能應用在廁所,可於5秒內把在衝廁過程產生的氣溶膠迅速抽走。

然而,透過這套創新的過濾系統,在衝廁過程中產生的氣溶膠,可於5秒內透過安裝在廁板上的抽氣口迅速被抽走,並由氣泵內的高效濾網過濾兼以UVC燈殺死病毒。如有剩余的水分,則可以沿接駁至渠口的管道排走,大大減低病毒散播的風險。王博士建議可將這個小型過濾系統加裝在醫院和學校等地方的公共廁所,而過濾器就每隔3至4個月更換一次便可。

王博士於病床上加裝快速通風密封系統的研究,是香港城大早前獲得創新科技署轄下創新及科技基金「公營機構試用計劃(為在香港防控2019冠狀病毒而設的項目)」資助的四個跨學科研究計劃之一。

王博士的研究團隊成員還包括博士生鄧薇王洪波。快速通風系統獲得英國劍橋大學及倫敦帝國學院的學者協助進行模擬計算,並在香港大學艾明高教授協助下,在港怡醫院進行測試。

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城大機械工程學系助理教授Steven Wang博士(右一),和香港大學麻醉學系於崇光基金教授(麻醉學)艾明高教授(右二)在記者會上,介紹了能在極短時間內徹底過濾新冠病毒的快速通風系統。旁為王博士的學生鄧薇(左二)和王洪波(左一)。

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