Masker FFP1 dan FFP2 adalah elemen perlindungan yang tak tergantikan selama epidemi. Dirancang untuk penggunaan sekali pakai, namun selama krisis penggunaan ulang menjadi tidak terhindarkan dan mekanisme disinfectansi diperlukan. Selama pandemi SARS-CoV-2, rumah sakit, fasilitas kesehatan, dan lembaga penelitian telah menerapkan berbagai mekanisme disinfectansi untuk masker ini, biasanya melibatkan sinar ultraviolet germisida (UVGI) dan/atau panas. Namun, metode ini tidak tersedia bagi banyak bagian rentan populasi, di mana karena kekurangan, penggunaan ulang masker menjadi satu-satunya opsi. Kebutuhan akan metode disinfectansi masker wajah yang viable semakin meningkat karena bukti bahwa SARS-CoV-2 sangat stabil pada permukaan masker bedah bahkan setelah 7 hari.
Proyek ini bertujuan menciptakan perangkat portable dengan anggaran rendah yang dapat secara efektif menggunakan UVGI dan panas kering untuk membersihkan masker wajah dari virion SARS-CoV dan dapat dengan mudah direproduksi oleh orang yang membutuhkannya.
Instruksi DIY Membuat Perangkat Disinfectansi
Diagram pengaturan perangkat
Suhu harus dipelihara dalam rentang 65+/-5°C
Lampu harus menyediakan panjang gelombang UV-C
Durasi siklus disinfectansi minimal 30 menit. (rekomendasi: Tidak lebih dari 30 menit untuk rentang yang lebih aman dan menghindari degradasi masker wajah serta kehilangan fungsionalitas)
Dimensi Perangkat
Pengujian Panas Pertama
Pembuatan Sistem Pemanas
Wajan goreng berdiameter 22 sentimeter (kompatibel induksi) dengan gagang dilepas.
Tutupi wajan goreng dengan foil aluminium untuk refleksi cahaya UV-C.
Buat lubang berdiameter 20 sentimeter di tengah kotak/permukaan bawah perangkat.
Untuk mempertahankan posisi wajan goreng, gunakan empat pemegang logam seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Penting: Wajan goreng tidak boleh menyentuh kayu kotak, karena mengurangi efisiensi panas. Pilih diameter lubang yang tepat dan bentuk braket logam sesuai diagram ini:
Pembuatan Tutup Atas
Sistem UV-C
Untuk sumber UV-C pada perangkat ini, digunakan bola lampu 11 W dari kit "Sterilizer for Aquarium". Bola lampu UV-C diekstrak dan dipasang pada tutup atas di kedua ujung bola lampu seperti yang ditunjukkan pada gambar. Bola lampu dipasang dengan membuat 4 lubang pada tutup atas dan menggunakan ikat tali/kabel tie serta penglembut lunak untuk mengikat bola lampu dengan aman. Permukaan atas dilapisi aluminium untuk memantulkan radiasi UV.
Anda bebas menggunakan lampu UV-C dari sumber lain. Jika Anda tidak memiliki akses ke tabung kristal (yang digunakan dalam proyek ini), jangan menggunakan kaca sebagai pengganti karena kaca memblokir radiasi UV.
!! PERINGATAN:
Anda harus menyadari bahwa radiasi UV-C sangat berbahaya untuk mata dan kulit Anda. Cahaya UV-C harus dihidupkan HANYA ketika tutup atas perangkat tertutup dan dimatikan ketika perangkat terbuka.
Silakan periksa juga rekomendasi yang sangat relevan yang diberikan oleh Horror Coder dalam Komentar pos ini: "...Saya ingin menekankan tentang bahaya UVC yang tidak terlihat, Anda harus memeriksa bahwa kotak benar-benar tahan cahaya. Ingatlah bahwa radiasi visibel tabung germisida hanyalah sampingan dan hanya 3/4% dari total emisi, jangan percaya pada mata Anda, ada risiko besar kebocoran emisi dan Anda tidak merasakannya. Anda harus memeriksa apakah kotak tahan cahaya dengan memasukkan cahaya di dalam kotak berdaya seperti 10X daya tabung (gunakan lampu LED handuk atau sesuatu yang serupa) dan periksa kebocoran cahaya di sekitar kotak/perwakan dalam lingkungan yang benar-benar gelap. Anda harus menutup semua lubang, gunakan karet busa dan/atau beberapa batas untuk menghindari risiko kebocoran UV-C ke luar kotak, dan periksa dengan metode yang direkomendasikan di atas.
Menutupi Permukaan dengan Foil Aluminium
Sebelum memasang tabung UV-C dan rak kawat, tutupi sisi dan permukaan atas kotak dengan foil aluminium, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Tujuannya adalah memantulkan cahaya UV-C pada sisi samping, sehingga meningkatkan efektivitas.
Tips: Tape dua sisi dapat digunakan untuk menjaga foil aluminium tetap pada permukaannya, dan tepi dapat dilapisi dengan tape dukt.
Pembuatan Rak Kawat - Tempat Penempatan Masker Wajah
Masker wajah akan ditempatkan di atas rak kawat. Rak kawat dibuat menggunakan kawat tembaga tipis pada jarak 30 mm antar kawat. Rak kawat berada 120 mm di atas permukaan bawah. Rak kawat diikat dengan melewatkan kawat melalui lubang kecil yang dibuat pada permukaan depan dan belakang kotak.
Pengaturan Arduino & Sensor
Ringkasan Arduino
Daftar Bahan
Arduino UNO Rev3
Grove base shield V2
Grove Infrared Temperature sensor
Grove Light Sensor(P)
Push Button
Piezo speaker
Quad Alphanumeric Display - Putih 0.54" Digit dengan I2C Backpack
Wall Adapter Power Supply 12VDC
Sensor Suhu dan Cahaya
Lihat juga: Benchmarking sensor suhu untuk Arduino
Kontrol Arduino
INIT: Pada status ini, layar LED menunjukkan suhu, tetapi Anda harus menunggu sampai mencapai ambang batas (70°C) untuk memulai hitungan siklus pada status COUNT.
COUNT: Menit yang berlalu dari 30 hingga 0 ditampilkan pada layar LED, di samping suhu. Jika suhu terlalu rendah, atau jika lampu UV mati, status akan berubah ke ERR.
END: Ini adalah status normal di akhir waktu yang berlalu. Speaker akan memberikan peringatan. Tekan tombol untuk kembali ke INIT.
ERR: Ini adalah status error, akan diaktifkan jika suhu terlalu rendah atau jika lampu UV mati. Speaker akan memberikan peringatan. Tekan tombol untuk kembali ke INIT.
Alarma
Ada beberapa kondisi alarm - jika alarm ON, ada urutan nada spesifik pada speaker dan pesan ditampilkan pada layar LED.
Kondisi alarm: 1) Jika sistem dalam status ERR (lampu UV mati/hilang atau suhu terlalu rendah) 2) Jika suhu terlalu tinggi (lebih dari 75°C)
Letakkan kotak di atas kompor induksi (atau resistif) Anda.
Nyalakan daya untuk Arduino.
Tutup kotak dan mulai memanas pada 70~80% daya kompor induksi Anda.
Tunggu sampai mencapai suhu 60°C. Sekarang kurangi daya kompor induksi menjadi 30%.
Sekarang Anda dapat membuka perangkat, letakkan masker di dalam dan tutup perangkat.
Tekan tombol untuk memulai => waktu yang tersisa harus ditampilkan (30 menit).
Dari sekarang Anda hanya perlu menunggu waktu berkurang menjadi 00 menit, akan ada sinyal pada speaker.
Untuk memulai ulang ke status awal untuk siklus baru, cukup tekan tombol.
Catatan: Ketika timer sedang menghitung waktu yang berlalu (status COUNT), titik kecil antara layar Timer dan Suhu akan berkedip dengan ritme 1 detik.
Siklus Suhu
Pematihan Virus dengan Panas
Kemampuan untuk menghilangkan mikroorganisme melalui panas lembap biasanya di bawah 100°C dikenal sejak zaman Pasteur. Pada perangkat ini, kami menerapkan panas kering, yang dilaporkan efektif untuk menghilangkan infektivitas SARS-CoV. Uji menunjukkan pematihan virus yang signifikan pada 56°C selama 30-90 menit, hampir pematihan lengkap pada 65°C selama 20-60 menit, dan pematihan lengkap pada 75°C selama 30-45 menit. Selain itu, studi terbaru menunjukkan bahwa SARS-CoV-2 kehilangan semua infektivitas yang terdeteksi setelah diinkubasi pada 56°C selama 30 menit, atau 70°C selama 5 menit.
Berdasarkan bukti ini dan pertimbangan tambahan mengenai efek metode disinfectansi ini pada fungsionalitas masker wajah —yang akan dijelaskan pada bagian selanjutnya—, kami memutuskan untuk menetapkan paparan panas protokol yang akan digunakan dengan perangkat pada 65 °C selama 30 menit.
Protokol Germisida pada Masker Wajah
Sampai saat ini, kami telah menyajikan bukti mengenai disinfectansi virus pada sampel yang berbeda dari masker wajah yang kami maksudkan untuk diterapkan disinfectansinya. Oleh karena itu, di sini kami menyajikan beberapa laporan tentang disinfectansi virus pada jenis masker yang sama yang kami maksudkan gunakan.
Disinfectansi masker wajah telah terbukti efektif melawan virus influenza menggunakan UVGI pada ~1 J/cm2, UVGI pada ~18 J/cm2, atau panas lembap pada 65±5 °C selama 3 jam. Tidak ada studi tentang disinfectansi masker dengan coronavirus, tetapi karena virus influenza juga merupakan virus ssRNA, efek serupa dapat diharapkan.
Pelajari Lebih Lanjut tentang:
UVGI. Efek germisida cahaya UVC. Efek detrimental disinfectansi fisik pada masker wajah.
Metode yang Direkomendasikan untuk Membersihkan Masker Wajah
Sangat penting untuk menetapkan prosedur yang baik untuk proses membersihkan masker yang digunakan. Pertanyaan utamanya tentang Personalisasi, menghitung jumlah siklus disinfectansi, metode kemasan masker wajah yang sudah dibersihkan. Kami merekomendasikan untuk mengambil inspirasi dari makalah ini "N95 Filtering Facepiece Respirator Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI) Process for Decontamination and Reuse" yang diterbitkan oleh Nebraska Medicine.
Kesimpulan
Mengutamakan bukti yang terkumpul dan detail teknis perangkat, kami memutuskan untuk menetapkan protokol disinfectansi pada 30 menit sinar UVC dan panas kering pada 65±5 °C. Waktu ini harus dihitung dengan mempertimbangkan waktu yang dibutuhkan perangkat untuk mencapai suhu dan intensitas cahaya yang diperlukan. Entah UVC atau panas saja dengan spesifikasi ini seharusnya cukup untuk menghilangkan hampir semua infektivitas SARS-CoV-2, dan tindakan bersamaan keduanya seharusnya meningkatkan efektivitas metode ke tingkat yang lebih aman lagi.
Pertimbangan Keamanan
Radiasi UVC berbahaya untuk kulit dan mata. Bola lampu UVC harus dihidupkan hanya ketika kotak tertutup.
Hati-hati dengan bagian logam kotak yang bisa panas setelah pemanasan dan dapat membakar kulit.
Penafian
Berdasarkan bukti ilmiah yang tersedia, protokol disinfectansi kemungkinan besar akan menghilangkan hampir semua infektivitas SARS-CoV, dan pasti akan membuat masker jauh lebih aman untuk digunakan ulang daripada tanpa disinfectansi apa pun. Namun, Needlab dan anggota yang bekerja pada proyek ini tidak bertanggung jawab atas penggunaan perangkat ini. Ini dirancang dengan niat baik dan sejauh pengetahuan serta kemampuan kami, tetapi hal berikut harus dinyatakan:
Belum ada pengujian laboratorium yang tepat yang dilakukan dalam hal pematihan SARS-CoV-2 dengan perangkat ini, dan efek aktual pada kapasitas filtirasi masker wajah tidak dapat dengan percaya diri dievaluasi sebelumnya. Penggunaan perangkat dan panduan ini adalah keputusan bebas.
Langkah Selanjutnya
Kami sekarang bekerja pada V2 dengan banyak perbaikan:
Meningkatkan dimensi untuk memasukkan lebih banyak masker di dalam
Menyediakan file untuk baik CNC milling maupun Laser cutter sebagai dua kemungkinan
Menawarkan 3 pilihan untuk sistem pemanas: induksi, piring listrik sederhana, radiansi inframerah (termasuk regulasi suhu PID).
Menggunakan layar LCD 2x16 untuk HMI
Beberapa mode siklus: Panas + UV-C, Panas saja, UV-C saja
Centers for Disease Control and Prevention. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services C for DC and P. CDC - Recommended Guidance for Extended Use and Limited Reuse of N95 Filtering Facepiece Respirators in Healthcare Settings - NIOSH Workplace Safety and Health Topic [Internet]. 2019 [cited 2020 Apr 2]. Available from: https://www.cdc.gov/niosh/topics/hcwcontrols/recommendedguidanceextuse.html
Chin A, Chu J, Perera M, Hui K, Yen H-L, Chan M, et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions. medRxiv. 2020 Mar 27;2020.03.15.20036673.
Tseng C-C, Li C-S. Inactivation of Viruses on Surfaces by Ultraviolet Germicidal Irradiation. J Occup Environ Hyg [Internet]. 2007 Apr 23 [cited 2020 Apr 2];4(6):400–5. Available from: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15459620701329012
