多功能個人呼吸道防護治療系統(tǒng)樣機制作及初步應用

一、成果基本信息

二、成果簡介

    剛剛過去的第一波新冠疫情，讓全國人民深刻地認識了什么是烈性呼吸道傳染病。也明白了口罩的防護效果——醫(yī)院里大部分醫(yī)生護士感染，整科室團滅的現(xiàn)象比比皆是，這些醫(yī)務人員可都是按照國家發(fā)布的指南帶好N95口罩的。雖然有部分醫(yī)務人員有可能是在院外感染的，但毫無疑問的是：大部分、甚至絕大部分是在醫(yī)院里感染的，連具有病毒防護專業(yè)知識、掌握病毒防護專業(yè)技能的醫(yī)務人員，都發(fā)生了大面積感染，數(shù)以億計普通民眾即使帶了口罩仍然被感染，就很正常了。據(jù)此引申出來的事實是：防護能力最高的口罩仍然防不住新冠。口罩防不住新冠病毒的原因有二：其一是口罩本身的結構決定了不能阻擋病毒濾過——口罩的纖維孔洞大于病毒直徑，無法攔住處于游離狀態(tài)的病毒，只能阻擋附著在塵埃上的病毒，這是有多項試驗報告證實的；其二是N95口罩戴著不舒服，尤其是長期佩戴者，會出現(xiàn)明顯呼吸困難，使用者會有意無意的頂開口罩呼吸，使自身處于危險中。因此，國人，尤其是身處抗疫一線的醫(yī)務人員，迫切需要一種防護能力高于N95口罩，使用時不會造成呼吸困難的個人呼吸道防護裝備。

    我國有近1億慢阻肺患者，有2000多萬支氣管擴張患者，還有相同數(shù)量的哮喘患者，這些病人的晚期階段，多數(shù)都會出現(xiàn)不同程度的呼吸功能不全，甚至嚴重呼吸衰竭，不但縮短壽命，而且在相當長的一段時間內(nèi)，生活質量低下。解決這個問題最有前途的方案、也是當前唯一可以規(guī)模化實施的方案，就是肺干細胞移植。雖然肺干細胞移植在醫(yī)療領域里進行比較長的時間了，也有很多成功的報道。但至今沒有產(chǎn)品上市——只聽樓梯響，不見人下來。原因何在？我們認為主要原因是在當前的技術條件下，移植的干細胞無法在病變的肺內(nèi)有效存活增殖——沒有技術能有效清除肺組織的感染，更沒有技術能長時間保證病變的肺組織不會再感染，也就無法保障肺干細胞移植的成功。

    “多功能個人呼吸道防護治療系統(tǒng)”（簡稱此裝置）能圓滿地解決上述兩個問題。此裝置是一種主動供氣、并能將使用者呼吸道與環(huán)境空氣隔離的機器。主動供氣就意味著使用者不需要費力呼吸，就能獲得人體所需要的空氣。這就保證了使用的舒適性。

    此裝置由氣源、帶緩沖氣囊的氣路、框架吸附過濾器、快裝上氧接口、具過濾功能的鼻罩或口鼻罩、負離子發(fā)生器等輔件構成。此裝置的氣源多采用氣泵，用氣泵做氣源的優(yōu)勢是與外界的壓差大，在設計過濾器時，可以使用任何濾材，這就保證了過濾器的高過濾性能；此裝置標配過濾器的過濾功能由吸附模塊和過濾模塊構成，病毒須先通過長度達80mm的吸附模塊，才能到達過濾模塊，過濾模塊內(nèi)僅N95口罩的濾材就有3層，相當于同時戴了3個N95口罩，幾乎沒有什么病毒強大到能躲避這兩種模塊的捕捉。我們做試驗證實此裝置的過濾能力達分子水平，過濾病毒應該沒有問題。

    市場上，有類似此裝置的產(chǎn)品銷售，代表產(chǎn)品是3M公司的丘比特系列主動供氣呼吸器。在歷時3年的新冠流行期間，新聞媒體上多次出現(xiàn)醫(yī)護人員使用此產(chǎn)品的畫面。我們的裝置曾經(jīng)在科創(chuàng)大賽中被當成3M公司的山寨版，實際上兩者完全不同，3M公司的產(chǎn)品是大流量機器，供氣量是人體正常需要量的20多倍，所以需要笨重的減壓頭盔，對病毒的防護能力弱，所以使用者需要再戴一個N95口罩，才有可能防住病毒入侵，頭盔是全包式的，戴上后不能吃東西、不能喝水，因此，不能長時間使用，通常也就戴4~6小時，無法持續(xù)性將呼吸道與環(huán)境空氣隔絕。由于是大流量供氣，所以不能附加負離子發(fā)生器和給氧裝置，因此，此產(chǎn)品只能提供清潔空氣，不能提供清新空氣。我們的裝置是小流量供氣，供氣量只有人體正常需要量的3~4倍，所以能附加負離子發(fā)生器和給氧裝置，因此，能提供有安神作用的清新富氧空氣，緩解使用者的疲勞,醫(yī)務人員使用時，能增加工作的持續(xù)性；我們的裝置有高效過濾器，能有效過濾病毒和其他有害氣體，而且過濾器能依據(jù)使用任務的不同，隨時更換或增加任務單元，保障使用者的安全；我們的裝置標配鼻罩，也可選配口鼻罩，使用鼻罩時，嘴巴在罩外，所以不影響吃東西和喝水，也基本不影響工作和生活，因此，使用者可以長時間佩戴，不會產(chǎn)生不舒服的感覺。

    本產(chǎn)品初級驗證機于2014年開發(fā)完成，做了關鍵部件的性能測試和整機的PM2.5防護能力和毒氣防護能力人體實驗，以正品N95口罩為對照，本產(chǎn)品在PM2.5和有毒氣體的防護能力方面，全面超過N95口罩。

三、成果轉化預期：

【社會效益】

1.為社會，尤其是為醫(yī)務人員提供對病毒防護切實有效的設備，助力疫情防控。

    流行歷時3年的新冠病毒肯定不會是第一次沖擊人類社會，未來人類必將經(jīng)歷多次沖擊，依據(jù)對氣候變化的研究結果顯示，未來人類社會除了可能會再次出現(xiàn)新冠流行外，還可能會有其他病毒的流行。在本輪新冠的流行過程中，數(shù)以億計遭受感染的國人已經(jīng)深刻的認識到口罩防護的局限性，這次雖然活下來了，下次是否這么幸運就難說了，能不感染最好。因此，是時候為后續(xù)將到來的病毒沖擊做好準備了。

2.為未來可能發(fā)生的生化戰(zhàn)爭做好準備

3.為肺干細胞移植治療提供基礎保障

    干細胞移植治療作為當前醫(yī)療行業(yè)的前沿技術，廣受重視，北京、上海等發(fā)達地區(qū)的政府直接發(fā)文，將干細胞移植作為醫(yī)療領域最重要的科研攻關項目。當前，大臟器的干細胞治療多見于科研報導，鮮見于真實的市場產(chǎn)品，其主要原因在于大臟器病變的病因難以消除，干細胞在病變的臟器中，難以存活，導致移植治療失敗。本團隊開發(fā)的“具熱鏈技術的軟式支氣管鏡多功能麻醉系統(tǒng)”，能夠讓病人愉快接受支氣管鏡多次重復治療，清除病變肺部的感染；本團隊開發(fā)的“多功能個人呼吸道防護治療系統(tǒng)”，能將前述處理干凈的肺與環(huán)境空氣隔絕，避免肺再次感染。這樣的治療，能為干細胞肺移植治療，提供優(yōu)良的細胞生長環(huán)境，最大限度保證移植的干細胞能存活。肺干細胞移植治療，是數(shù)以億計慢性肺疾病患者唯一的希望。

4.其他需要口罩防護的場合

    例如高層建筑火災發(fā)生時的自救逃生、陜西榆林地區(qū)飛絮造成呼吸道過敏的防護等其他需要呼吸道防護的場合，都可以使用我們發(fā)明的這套裝置。

5.擴大內(nèi)需、拉動消費、促進就業(yè)

    僅僅通過每年幾十億只口罩的消費量，就能判斷出個人呼吸道保護的市場是一個海量市場，這個市場內(nèi)的高端產(chǎn)品，目前幾乎被進口品牌壟斷，國人消費是拉動他國的內(nèi)需，促進的是他國的就業(yè)，還不能有效解決肺干細胞治療的保障問題。如果我們的裝置能生產(chǎn)，情況就完全不同了，肺干細胞移植治療一旦成功地走出實驗室，將會創(chuàng)造巨大的新的消費熱點。

【經(jīng)濟效益】

如前所述，個人呼吸道保護產(chǎn)品市場是一個海量市場，這個市場里的口罩只能滿足一般的需求，遇到新冠流行這樣的特殊時期，口罩就不能滿足人們的消費需求，但目前又沒有防護能力更強的、能替代口罩的產(chǎn)品，這是巨大的市場空白點；在肺干細胞移植的醫(yī)療消費需求方面，市場更是一片空白，我們開發(fā)的裝置正好能填補這些空白，因此，經(jīng)濟效益未來可期。

特別聲明

1.本公告僅對成果進行推介，接受意向方咨詢與洽談，以上介紹中的內(nèi)容僅供參考。

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