Binnenkort beschikbaar: Meer ademende, comfortabelere gezichtsmaskers

Door Kathleen Doheny

12 juli 2022 - Zittend aan zijn bureau in Sea Girt, NJ, staat John Schwind te popelen om zijn ReadiMask 365 te demonstreren. Hij houdt wat lijkt op een wit memoblaadje omhoog, pelt een beschermfolie eraf en plakt het masker eerst op zijn neus. Hij glijdt met zijn vingers over zijn gezicht, over zijn wangen en naar zijn kin.

De medische lijm van het masker kleeft direct aan het gezicht, zonder puistjes te veroorzaken, zei hij. Het laat geen lucht door en laat zijn bril niet beslaan. Het is strapless, zodat het zijn oren niet kwetst of laat uitsteken.

Dit najaar hoopt Schwind, de CEO van Global Safety First, 150.000 dollar mee naar huis te nemen als een van de twee topwinnaars van de federale Mask Innovation Challenge. Hij heeft de top 10 gehaald, maar beseft dat hij nog veel concurrentie heeft.

Nadat de uitdaging eind 2021 van start ging, werden bijna 1.500 inzendingen ontvangen, zegt Kumiko Lippold, PhD, een gezondheidswetenschapper en manager van de Mask Innovation Challenge. De uitdaging wordt geleid door Lippold en anderen bij de Division of Research, Innovation, and Ventures (DRIVe), die deel uitmaakt van de Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) van het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services.

Net als de rest van ons weet Lippold dat maskers dringend een opknapbeurt nodig hebben. Het doel van de uitdaging is het inspireren en ontwerpen van maskers die comfortabel zijn, zelfs bij langdurig dragen, en die uitstekende bescherming bieden. Het doel is niet alleen om ons door deze pandemie heen te helpen, maar ook door toekomstige pandemieën en andere noodsituaties op het gebied van de volksgezondheid. "We richten ons op het bouwen van maskers voor de volgende pandemie, de volgende bosbranden," zegt ze.

Het project is een samenwerkingsverband tussen BARDA's DRIVe, het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) en het National Institute of Standards and Technology (NIST).

Hoewel NIOSH een partner is in de uitdaging en feedback geeft aan maskerontwikkelaars, "staat de maskeruitdaging volledig los van het NIOSH-goedkeuringsproces", aldus Lippold. Bedrijven kunnen later zelf NIOSH-goedkeuring aanvragen als ze dat willen. Het agentschap certificeert alleen maskers en ademhalingstoestellen.

Voorproefje van toekomstige maskers

"We hebben echt verbazingwekkende dingen gezien," zei Lippold over de nieuwe ontwerpen. Ze wilde geen favorieten spelen, dus gaf ze een overzicht van de innovaties. Sommige ontwerpen hebben transparante materialen, of gedeeltelijk doorzichtige materialen, zodat gezichtsuitdrukkingen kunnen worden gelezen. "We hebben ook echt unieke biogebaseerde materialen gezien die zijn afgeleid van natuurlijke producten. In sommige hebben we sensoren gezien."

Eén maskermodel heeft origamivouwen, die het totale oppervlak en de ademruimte vergroten. Sommige 3D-geprinte maskers beloven een aangepaste pasvorm en houden er rekening mee of iemands neusbrug laag of hoog is.

En de finalisten zijn...

ReadiMask 365: "Ik kan dit de hele dag dragen," zei Schwind over zijn nieuwe ontwerp. Het heeft een nano-vezelfilter en is flexibel. Naast het exemplaar in de BARDA-uitdaging heeft het bedrijf andere ReadiMasks op de markt. "Het belangrijkste is comfort," zegt hij. "Op de tweede plaats komt bescherming. Als ze niet het gevoel hebben dat ze een goede afdichting hebben, hebben gebruikers geen vertrouwen in het masker."

Hij biedt verschillende maten ReadiMasks aan, van kleine maten voor vrouwen met kleinere gezichten tot extra grote, "voor NFL lijnwerkers."

ClearMask: "Wij zijn het originele heldere masker," zegt Aaron Hsu, CEO en medeoprichter van ClearMask in Baltimore. Het bedrijf begon in 2017, en het heldere ontwerp werd geïnspireerd door een medeoprichter van het bedrijf die doof is. Ze stond gepland voor een operatie en haar gebarentaaltolk kwam niet opdagen, waardoor ze in de operatiekamer moest proberen te communiceren met gemaskerde zorgverleners. Er waren toen geen transparante maskers beschikbaar, zegt Hsu.

"De mogelijkheid om met BARDA te werken en hun wijsheid te krijgen is van onschatbare waarde", zegt hij.

Hsu denkt dat maskers blijven, althans voor sommigen. "Ik denk dat een bepaald percentage van de bevolking ze hoe dan ook zal blijven dragen." Hij voorspelt dat de gezondheidszorg strenger zal worden over het dragen van maskers.

"Zelfs nu, als je een ziekenhuis binnenloopt, is het al verplicht om een masker te dragen," zegt hij, zelfs als bezoeker. De maskers van zijn bedrijf zijn gemakkelijk aan te passen en zitten vast rond het hoofd, zodat je oren geen pijn gaan doen, zegt hij.

4C Air: Het BreSafe transparante masker is semi-transparant en is gemaakt van een nanomateriaal dat een hoog niveau van filtratie en ademend vermogen biedt met enige transparantie.

Air99: Het Arigami masker is gebaseerd op origamiprincipes en is bedoeld om de pasvorm, het ademend vermogen en de esthetiek te verbeteren ten opzichte van bestaande maskers. "Airgami past beter, werkt beter en ziet er beter uit", zegt Min Xiao, een woordvoerder van het bedrijf. "Het valt niet van de neus of klapt niet op de mond, en brillen beslaan minder, zegt ze. Stemmen worden minder gedempt." Het is ook herbruikbaar, afspoelbaar en kan met hitte worden gedesinfecteerd, zegt ze. Het ging op de markt in november 2020.

Air Flo Labs: Flo Mask Pro, net als de andere ontwerpen van het bedrijf, voerde meer dan 100 3D-gezichtsscans uit over vele etniciteiten om een betere pasvorm te produceren, zegt Kevin Ngo, de maker ervan. Voor de maskers voor volwassenen worden twee maten neusbruggen aangeboden. En gebruikers kunnen kiezen voor een Pro Filter, met 99% filtratie, of een Everyday, die veel beter ademt dan andere maskers. "Onze siliconen pakking is ongelooflijk zacht en zacht voor de huid," zegt Ngo. "Bovendien bieden we inkepingen voor brillen, die beslaan voorkomen." Het bedrijf begon in mei met de verzending; enkele duizenden maskers zijn nu in gebruik, aldus Ngo.

Georgetown University: Het slimme masker van dit team is gemaakt van metaalschuim dat kan worden gereinigd en hergebruikt.

Levi Strauss & Co: De vorm van het masker kan worden gemaakt door elke basis kledingfabriek. Het doel is de kledingketen te activeren als een andere bron van goedkope, hoogwaardige maskers.

Matregenix: Dit masker, gemaakt van een transparante nanovezel, maakt een vlottere communicatie mogelijk en heeft een hoge filtratie.

SEAL Lab: Het SINEW-masker staat voor Smart, Individualized, Near-Face, Extended Wear. Het masker gebruikt technologie om de gebreken van traditionele ademhalingstoestellen te ondervangen, met dezelfde mate van bescherming. Het maakt geen contact met de gezichtshuid van de drager.

StaySafeNow: Een team van Harvard University ontwikkelde Crystal Guard, een herbruikbaar, kosteneffectief doorzichtig masker. De ontwikkelaars zeggen dat het vooral nuttig is voor essentiële werkers, leraren en anderen die moeten communiceren om hun werk te doen.

Dag N95?

"Vanuit ons perspectief was ons doel met de maskeruitdaging niet om het N95-ademhalingstoestel te vervangen," zegt Lippold. N95-maskers, die door NIOSH worden gecertificeerd, zijn waardevol en beschermen mensen in risicovolle omgevingen. "Met de maskeruitdaging wilden we het publiek een vergelijkbaar alternatief bieden dat echt voldoet aan hun specifieke risiconiveau." Werken in de gezondheidszorg houdt een ander risico in, zegt ze, dan naar de kruidenier gaan.

"Een veelgehoorde klacht over de N95 is dat ze erg oncomfortabel zijn." Het is een grote belemmering voor naleving, "en we wilden die kloof aanpakken. We hebben [de inzendingen] niet rechtstreeks vergeleken met een N95," zegt ze, hoewel hun tests vergelijkbaar waren met die van NIOSH. Een aantal finalisten zegt dat ze NIOSH-goedkeuring zullen nastreven, zegt ze.

Ondertussen zijn sommige maskers van de finalisten te koop. Air Flo Labs, bijvoorbeeld, heeft zijn Flo Mask Pro online te koop, met de opmerking dat BARDA het heeft toegestaan de testresultaten van NIOSH en NIST vrij te geven.

Van 1.500 naar 10

In de eerste fase van de uitdaging, aldus Lippold, "was het doel een zo breed mogelijk publiek te bereiken." In de tweede fase werd de lat iets hoger gelegd. In plaats van alleen ideeën op papier in te dienen, moesten bedrijven prototypes indienen voor laboratoriumtests. "We kregen ongeveer 80 inzendingen", zegt ze.

Die 80 werden teruggebracht tot 10 finalisten. De teams stuurden prototypes op en deskundigen, waaronder die van NIOSH en NIST, beoordeelden ze, waarbij ze soms meerdere exemplaren van de maskers bekeken. Deskundigen keken naar hoe goed de maskers de lucht filterden, hoe ademend ze waren en andere gegevens. Zodra de feedback aan de maskerfabrikanten was gegeven, begonnen ze aan een herontwerpperiode. "Wetenschappers kunnen deze gegevens gebruiken om de prototypes te verbeteren", aldus Lippold.

De laatste testronde vindt plaats in september en de winnaars worden in het najaar bekendgemaakt. Dankzij deze kans konden bedrijven hun producten laten testen die ze anders misschien niet hadden gekregen, zegt ze.