Demnächst erhältlich: Atmungsaktivere, komfortablere Gesichtsmasken
Von Kathleen Doheny
12. Juli 2022 - John Schwind sitzt an seinem Schreibtisch in Sea Girt, NJ, und ist eifrig dabei, seine ReadiMask 365 zu demonstrieren. Er hält etwas hoch, das wie ein weißes Blatt Notizpapier aussieht, zieht eine Schutzfolie ab und klebt sich die Maske zunächst auf die Nase. Er gleitet mit den Fingern über das Gesicht, die Wangen und das Kinn, verschließt die Maske und demonstriert dann, wie einfach es ist, mit der Maske zu sprechen.
Der medizinische Klebstoff der Maske haftet direkt auf dem Gesicht, ohne Ausbrüche zu verursachen, sagt er. Sie lässt keine Luft entweichen und beschlägt seine Brille nicht. Sie ist trägerlos, so dass sie seine Ohren nicht verletzt oder sie abstehen lässt.
In diesem Herbst hofft Schwind, der CEO von Global Safety First, als einer der beiden Gewinner des Bundeswettbewerbs für Maskeninnovation 150.000 Dollar mit nach Hause nehmen zu können. Er hat es unter die Top 10 geschafft, aber er weiß, dass er noch eine Menge Konkurrenz hat.
Nach dem Start des Wettbewerbs Ende 2021 gingen fast 1.500 Bewerbungen ein, sagt Dr. Kumiko Lippold, Gesundheitswissenschaftlerin und Managerin des Mask Innovation Challenge. Lippold und andere Mitarbeiter der Division of Research, Innovation, and Ventures (DRIVe), die Teil der Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) des US-Gesundheitsministeriums ist, leiten den Wettbewerb.
Wie jeder von uns weiß auch Lippold, dass Masken dringend eine Überarbeitung brauchen. Das Ziel des Wettbewerbs ist es, Masken zu entwerfen, die auch bei langem Tragen bequem sind und einen hervorragenden Schutz bieten. Das Ziel ist nicht nur, diese Pandemie zu überstehen, sondern auch künftige Pandemien und andere Notfälle im Gesundheitswesen. "Wir konzentrieren uns darauf, Masken für die nächste Pandemie und die nächsten Waldbrände zu entwickeln", sagt sie.
Das Projekt ist eine Partnerschaft zwischen BARDA's DRIVe, dem National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) und dem National Institute of Standards and Technology (NIST).
Das NIOSH ist zwar ein Partner, der den Maskenentwicklern Feedback gibt, aber der Maskenwettbewerb ist völlig unabhängig vom NIOSH-Zulassungsverfahren", so Lippold. Die Unternehmen können die NIOSH-Zulassung später selbst beantragen, wenn sie dies wünschen. Die Behörde zertifiziert nur Masken und Atemschutzgeräte.
Vorschau auf künftige Masken
"Wir haben einige wirklich erstaunliche Dinge gesehen", sagte Lippold über die neuen Designs. Sie wollte keine Favoriten ausspielen, sondern gab einen Überblick über die Innovationen. Einige Entwürfe haben transparente oder teilweise durchsichtige Materialien, so dass man die Mimik lesen kann. "Wir haben auch wirklich einzigartige biobasierte Materialien gesehen, die aus natürlichen Produkten gewonnen werden. In einigen haben wir Sensoren gesehen."
Ein Maskenmodell hat Origami-Falten, die die Gesamtoberfläche und die Atemfläche vergrößern. Einige 3D-gedruckte Masken versprechen eine individuelle Passform und berücksichtigen, ob der Nasenrücken einer Person niedrig oder hoch ist.
Und die Finalisten sind ...
ReadiMask 365: "Die kann ich den ganzen Tag lang tragen", sagt Schwind über sein neues Design. Sie hat einen Nanofaserfilter und ist flexibel. Neben der Maske für den BARDA-Wettbewerb hat das Unternehmen noch weitere ReadiMasks auf dem Markt. "Das Wichtigste ist der Tragekomfort", sagt er. "An zweiter Stelle steht der Schutz. Wenn sie nicht das Gefühl haben, dass sie gut abdichten, haben die Benutzer kein Vertrauen in die Maske."
Er bietet ReadiMasks in verschiedenen Größen an, von kleinen Größen für Frauen mit kleineren Gesichtern bis hin zu extragroßen Masken "für NFL-Lineman".
ClearMask: "Wir sind die Original-Klarsichtmaske", sagt Aaron Hsu, CEO und Mitbegründer von ClearMask in Baltimore. Das Unternehmen wurde 2017 gegründet, und das klare Design wurde von einer Mitbegründerin des Unternehmens inspiriert, die taub ist. Sie sollte operiert werden und ihr Gebärdensprachdolmetscher erschien nicht, sodass sie versuchen musste, im Operationssaal mit maskierten Ärzten zu kommunizieren. Damals gab es noch keine durchsichtigen Masken, sagt Hsu.
"Die Zusammenarbeit mit der BARDA und ihr Wissen sind von unschätzbarem Wert", sagt er.
Hsu glaubt, dass die Masken bleiben werden, zumindest für einige. "Ich denke, ein gewisser Prozentsatz der Bevölkerung wird sie trotzdem weiterhin tragen. Er sagt voraus, dass das Tragen von Masken im Gesundheitswesen strenger werden wird.
"Schon jetzt kann es sein, dass man beim Betreten eines Krankenhauses eine Maske tragen muss", sagt er, selbst wenn man nur ein Besucher ist. Die Masken seines Unternehmens lassen sich leicht anpassen und sind um den Kopf herum befestigt, so dass die Ohren nicht wund werden, sagt er.
4C Air: Die transparente BreSafe-Maske ist halbtransparent und besteht aus einem Nanomaterial, das ein hohes Maß an Filterung und Atmungsaktivität bei gewisser Transparenz bietet.
Air99: Die auf Origami-Prinzipien basierende Arigami-Maske soll Passform, Atmungsaktivität und Ästhetik gegenüber bestehenden Masken verbessern. "Airgami passt besser, funktioniert besser und sieht besser aus", sagt Min Xiao, eine Sprecherin des Unternehmens. "Sie fällt nicht von der Nase oder fällt auf den Mund, und die Brille beschlägt weniger, sagt sie. Die Stimme ist weniger gedämpft. Außerdem ist sie wiederverwendbar, abspülbar und kann hitzedesinfiziert werden. Sie kommt im November 2020 auf den Markt.
Air Flo Labs: Wie bei den anderen Entwürfen des Unternehmens wurden auch bei der Flo Mask Pro mehr als 100 3D-Gesichtsscans von vielen verschiedenen Ethnien durchgeführt, um eine bessere Passform zu erzielen, sagt Kevin Ngo, der Entwickler der Maske. Für die Masken für Erwachsene werden zwei Nasensteggrößen angeboten. Außerdem können die Benutzer zwischen einem Pro-Filter mit 99 % Filterung und einem Everyday-Filter wählen, der wesentlich atmungsaktiver als andere Masken sein soll. "Unsere Silikondichtung ist unglaublich weich und sanft zur Haut", sagt Ngo. "Außerdem bieten wir Vertiefungen für Brillen an, die ein Beschlagen verhindern." Das Unternehmen hat im Mai mit der Auslieferung begonnen; mehrere Tausend Masken sind bereits im Einsatz, so Ngo.
Georgetown-Universität: Die intelligente Maske dieses Teams besteht aus Metallschäumen, die gereinigt und wiederverwendet werden können.
Levi Strauss & Co.: Die Form der Maske kann von jeder einfachen Bekleidungsfabrik hergestellt werden. Ziel ist es, die Bekleidungslieferkette als weitere Quelle für kostengünstige, leistungsstarke Masken zu aktivieren.
Matregenix: Diese Maske aus einer transparenten Nanofaser ermöglicht eine einfachere Kommunikation bei gleichzeitig hoher Filtrationsleistung.
SEAL Lab: Die SINEW-Maske steht für Smart, Individualized, Near-Face, Extended Wear. Die Maske nutzt eine Technologie, um die Schwächen herkömmlicher Atemschutzmasken zu überwinden, und das bei gleichem Schutzniveau. Sie kommt nicht mit der Gesichtshaut des Trägers in Berührung.
StaySafeNow: Ein Team der Harvard-Universität hat Crystal Guard entwickelt, eine wiederverwendbare, kostengünstige durchsichtige Maske. Die Entwickler sagen, dass sie vor allem für Angestellte im Gesundheitswesen, Lehrer und andere Personen, die bei ihrer Arbeit kommunizieren müssen, nützlich sein soll.
Bye-Bye N95?
"Aus unserer Sicht war es nicht unser Ziel, mit der Maske die N95-Atemschutzmaske zu ersetzen", sagt Lippold. N95-Masken, die von NIOSH zertifiziert sind, sind wertvoll und schützen Menschen in Hochrisikosituationen. "Mit dem Maskenwettbewerb wollten wir der Öffentlichkeit eine vergleichbare Alternative bieten, die ihrem spezifischen Risikoniveau gerecht wird. Die Arbeit im Gesundheitswesen birgt ein anderes Risiko als ein Einkauf im Supermarkt.
"Eine häufige Beschwerde über die N95 ist, dass sie sehr unangenehm ist. Das ist ein großes Hindernis für die Einhaltung der Vorschriften, "und wir wollten diese Lücke schließen. Wir haben [die Beiträge] nicht direkt mit einer N95 verglichen", sagt sie, obwohl ihre Tests denen der NIOSH ähnlich waren. Einige der Finalisten haben angekündigt, die NIOSH-Zulassung anzustreben, sagt sie.
In der Zwischenzeit sind einige der Masken der Finalisten im Handel erhältlich. Air Flo Labs beispielsweise bietet seine Flo Mask Pro online zum Verkauf an und weist darauf hin, dass die BARDA dem Unternehmen die Veröffentlichung der Testergebnisse von NIOSH und NIST erlaubt hat.
Von 1.500 auf 10 kommen
In der ersten Phase des Wettbewerbs war es das Ziel, ein möglichst breites Publikum anzusprechen", so Lippold. In der zweiten Phase wurde die Messlatte ein wenig höher gelegt. Anstatt nur Ideen auf Papier einzureichen, mussten die Unternehmen Prototypen für Labortests einreichen. "Wir erhielten etwa 80 Einsendungen", sagt sie.
Diese 80 wurden auf 10 Finalisten reduziert. Die Teams schickten ihre Prototypen ein, die dann von Experten, unter anderem von NIOSH und NIST, bewertet wurden, wobei sie sich manchmal mehrere Exemplare der Masken ansahen. Die Experten untersuchten, wie gut die Masken die Luft filtern, wie atembar sie sind und andere Daten. Nachdem die Rückmeldungen an die Maskenhersteller weitergeleitet worden waren, begannen diese mit der Neugestaltung. "Die Wissenschaftler können diese Daten nutzen, um die Prototypen zu verbessern", sagt Lippold.
Die letzte Testrunde wird im September stattfinden, und die Gewinner werden im Herbst bekannt gegeben. Dank dieser Gelegenheit konnten die Unternehmen ihre Produkte testen lassen, was ihnen sonst vielleicht nicht möglich gewesen wäre, sagt sie.
