在个人防护装备(PPE)短缺的情况下，将一根呼吸管插入病人的喉咙，对医生和护士来说是暴露于SARS-CoV-2的主要风险，因为病毒颗粒会被释放到空气中。
来自匹兹堡大学、UPMC和美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的研究人员创建了一个单独的生物控制单元(IBU)，以确保一线医护人员在提供救生护理时的安全。9月3日发表在《急诊医学年鉴》(Annals of Emergency Medicine)上的一项研究描述了这种设备。
这项研究的作者包括本杰明·席林，他是皮特大学生物工程学的博士前研究员;Richard K. Mellon教授，机械工程和材料科学在皮特斯旺森工程学院;范德比尔特大学医学中心的罗伯特。Filtech的Nicholas Karlowsky;还有UPMC的Lucas Dvoracek, Jason Chang和J. Peter Rubin。
为了尽量减少与医护人员的接触，早期的尝试包括在病人的头部和肩膀上放置一个有机玻璃插管盒。临床医生将他们的手穿过盒子上的两个大洞，给病人插管。虽然这种装置可能包含最坏的飞溅物，但它不能阻止气溶胶泄漏出去。
IBU的设计目的是用真空将被污染的空气吸出盒子，并在传染性颗粒渗入房间之前将它们困在一个过滤器里。
模拟COVID-19患者，研究人员将一个人体模型放入IBU和一个商用插管盒中。在它的口附近，他们用管道输送一种油性气溶胶，这种气溶胶在空气中形成微小的水滴，大小与呼吸中传播COVID-19的SARS-CoV-2颗粒相似。
IBU捕获了超过99.99%的模拟病毒大小的气溶胶，阻止它们逃逸到环境中。相比之下，在被动插管箱外，观察到的最大气溶胶浓度比箱内高出3倍以上。
“拥有一种不起作用的保护形式比什么都没有更危险，因为它可能会造成一种虚假的安全感，”该研究的主要作者之一、最近刚在UPMC完成住院医师培训的整形外科医生施莱克说。
由于担心有机玻璃盒可能会通过空气传播病毒，美国食品和药物管理局最近撤销了对这些密封盒的紧急使用授权(EUA)。几个月前，制造商及其同事为IBU提交了EUA申请，并准备生产用于销售的设备。
“它有意整合了医学世界以外的部分，”施塔利说。“因此，与其他形式的个人防护装备不同，在COVID-19激增期间，需求不太可能超过供应。”
除了在插管期间保护供方外，IBU还可以对醒着的COVID-19患者提供负压隔离，为稀缺的负压医院隔离室提供替代，并帮助在军舰上隔离患者。
“在床边隔离COVID-19患者的能力是阻止病毒在医疗设施、军用船舶和飞机上传播的关键，”该研究的共同第一作者、陆军研究实验室的研究科学家Cameron Good说。
与IBUs类似的设备最初由纽约市贾维茨中心野战医院的军事人员在实践中使用，当时当地医院在第一波大流行期间出现了COVID-19患者泛滥。
一旦EUA获得批准，医院和军事单位将能够使用IBU保护护理COVID-19患者的医护人员。
这项研究的其他作者包括匹兹堡大学的Benjamin Schilling和Heng Ban;范德比尔特大学医学中心的罗伯特。Filtech的Nicholas Karlowsky;还有UPMC的Lucas Dvoracek, Jason Chang和J. Peter Rubin。
这项工作得到了匹兹堡大学医学创新中心的支持。
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