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Eine transparente chirurgische Maske, um das Lächeln aufrechtzuerhalten

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Die vom EssentialTech Center der EPFL in Zusammenarbeit mit der Empa entwickelten vollständig transparenten Operationsmasken stehen kurz vor der industriellen Herstellung. Das kürzlich gegründete Start-up HMCARE konnte unlängst eine Million Franken sammeln.

Mit der COVID-19-Pandemie haben wir erlebt, wie seltsam es ist, mit Menschen zu sprechen, bei denen man nur die Hälfte des Gesichts sieht. Emotionen lassen sich nur schwierig entschlüsseln und die Stimme wird gedämpft. Es gibt jedoch Menschen, bei denen die Gesichtsmaske die Kommunikation zusätzlich erschwert: Kinder, ältere Menschen oder Schwerhörige zum Beispiel. Für letztere arbeitet das EssentialTech Center der EPFL in Zusammenarbeit mit der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) seit zwei Jahren an der Konzeption und Entwicklung einer transparenten Chirurgenmaske. Das Herstellungsmaterial, das hauptsächlich aus Biomasse besteht, ist nun verfügbar und vor Kurzem wurde das Start-up HMCARE gegründet. Das noch ganz junge Unternehmen konnte neulich eine Million Franken sammeln und damit zur Fabrikationsphase übergehen. Die Kontakte sind geknüpft und die Vermarktung ist für Anfang 2021 geplant.

Transparenz, Beständigkeit, Porosität und Umweltschutz in Einklang bringen

Die HelloMask, so heisst die Operationsmaske, soll die normalerweise von medizinischem Personal getragene dreilagige Maske ersetzen, die seit der Pandemie überall in der Öffentlichkeit zu sehen ist. Die vollständig durchsichtige Version wurde vor allem mit dem Ziel entwickelt, die Beziehung zwischen Pflegepersonal und Patienten zu verbessern. Klaus Schönenberger, Direktor des EssentialTech Center der EPFL, der sich um die Bereitstellung von Technologie für humanitäre Aktion und für Entwicklungsländer kümmert, war 2015 sehr berührt, als er in Westafrika Krankenschwestern mit Ebola-Patienten arbeiten sah: «Von Kopf bis Fuss geschützt, trugen sie ein Foto von sich auf der Brust, um ihrer Beziehung zu ihren Patienten eine menschliche Note zu verleihen.»

Ohne zu zögern nahm er deshalb das Projekt auf, als Thierry Pelet, zukünftiger CEO des Start-ups und Sacha Sidjanski, Projektmanager der Fakultät für Biowissenschaften, ihm im darauffolgenden Jahr die Idee einer ehemaligen Geschichtenerzählerin der HUG (Genfer Universitätsspital) präsentierten. Diane Baatard fand es schade, dass die kleinen, schwer kranken Zuhörerinnen und Zuhörer ihren Gesichtsausdruck nicht sehen konnten.

 

«Auf dem Internet findet man einige Prototypen von Masken, mit welchen der untere Teil des Gesichts sichtbar ist. Doch es handelt hier um herkömmliche Masken, in welche ein Kunststoffteil integriert wurde», erklärt Thierry Pelet. Diese Art von Polymer ist nicht porös, behindert den Atemkomfort und erzeugt einen feuchten Beschlag. Um insbesondere Transparenz, Beständigkeit und Porosität in Einklang zu bringen, waren zwei Jahre Forschung zwischen der EPFL und der Empa erforderlich. Das Ergebnis ist eine Membran aus einem speziell für diese Anwendung entwickelten Polymer. Die Anordnung der Fasern sorgt für winzige, 100 Nanometer grosse Zwischenräume, die mit denjenigen des Materials herkömmlicher Masken identisch sind, Luft durchlassen, aber Viren und Bakterien herausfiltern.

Um einen optimalen Schutz zu garantieren, sind diese Masken wie die derzeit verwendeten für den einmaligen Gebrauch bestimmt. Die Frage des Recyclings oder der Verwendung eines biologisch abbaubaren Materials stellte sich bereits zu Beginn des Projekts. «Unser Material besteht zu 99 % aus Biomassederivaten und wir arbeiten weiter daran, um sie vollständig umweltverträglich zu machen», sagt Thierry Pelet.

« Um insbesondere Transparenz, Beständigkeit und Porosität in Einklang zu bringen, waren zwei Jahre Forschung zwischen der EPFL und der Empa erforderlich. Das Ergebnis ist eine Membran aus einem speziell für diese Anwendung entwickelten Polymer. »

Die Produktion wird wahrscheinlich in der Schweiz erfolgen

Beim zur Herstellung eingesetzten Elektrospinnen handelt es sich um eine geläufige Technik: Polymerfilamente werden mittels elektrischer Kraft gedehnt. Für die Massenproduktion sind nur wenige Anpassungen erforderlich. Das neue Material wird in Form einer Rolle verfügbar sein, von welcher die Masken abgeschnitten und dann zusammengesetzt werden können. Die ursprünglich in Asien geplante Produktion der HelloMask wird möglicherweise in der Schweiz erfolgen.

Eine einfache Mittelbeschaffung

Das aufgrund des Coronavirus grosse Interesse an solchen Schutzvorrichtungen hat die Suche nach Geldern erheblich vereinfacht. «Die Finanzierungsrunde von einer Million hätte deutlich höher angesetzt werden können», bekräftigt Thierry Pelet. «Doch derzeit brauchen wir nicht mehr, deshalb haben wir abgelehnt». Das HelloMask-Projekt wurde zu Beginn von einem Dutzend philanthropischer Stiftungen und später von einem Innosuisse-Stipendium finanziert und richtet sich in erster Linie an den medizinischen Bereich – auch Zahnärzte zeigen Interesse. Das Start-up schliesst jedoch die Vermarktung für die breite Öffentlichkeit in einem zweiten Schritt nicht aus. Die Markteinführung könnte Anfang 2021 erfolgen.

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