Naukowcy Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie stworzyli aż 11 rozwiązań, których głównym celem jest poprawa bezpieczeństwa, jak również zmniejszenie rozprzestrzeniania się wirusów. Ich pomysły realnie przyczyniają się do spadku zakażeń i powrotu do normalnego trybu życia.

Trudny czas pandemii nie oszczędza nikogo – pod górkę mają służby, urzędy czy przedsiębiorcy, którzy zostali postawieni w sytuacji niezwykłej trudnej do przewidzenia. To ciągłe pytanie samego siebie: czy dziś będę miał z czego zapłacić pracownikom? Czy zbliża się kolejny lockdown?

Choć na te pytania odpowiedzi nie znamy, to dzięki pracy m.in. naukowców ZUT możemy lepiej przygotować się na różne warianty.

W ramach projektu „Odpowiedzialny społecznie Proto_lab” zrealizowano11 rozwiązań, których część jest właśnie testowana w jednostkach sektora publicznego m.in. w szpitalach i urzędach. To pozwoli na dopracowanie technologii zgodnie z oczekiwaniami i uwagami użytkowników.

Praktycznie wszystkie technologie mogą zostać wykorzystane również w czasie, kiedy pandemia będzie w osłabieniu w przemyśle chemicznym, maszynowym czy medycznym. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie może zaoferować do licencjonowania rozwiązania kompleksowe i komplementarne – zarówno jeżeli chodzi o sprzęt, jak i technologie produkcji czy metody analityczne.

Dezynfekcja na najwyższym poziomie

Jedną z propozycji naukowców Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki jest superszybka drukarka 3D, w szczególności do produkcji sprzętu ochronnego to technologia usprawniająca dotychczas znane rozwiązania z zakresu druku 3D poprzez zwiększenie prędkości i dokładności druku. To wszystko możliwe jest dzięki przeprowadzonej optymalizacji elementów składowych oraz wprowadzeniu nowocześniejszego sterowania, wzorowanego na technologiach obróbki CNC.

Druga oferta to system kontroli dostępu do budynków użyteczności publicznej, który pozwala na zautomatyzowanie dostępu i jest ukierunkowany na wychwycenie osób z objawami chorobowymi i przeprowadzenie odpowiedniej dezynfekcji. Całość ma formę bramki z blokadą przejścia, a automatyczny pomiar temperatury, oraz automatyczne spryskiwacze dostosowujące się do wzrostu i dokonywujące dezynfekcji osoby dopuszczonej do wejścia, zmniejszają prawdopodobieństwo rozprzestrzenienia wirusa.

W dezynfekcji może pomoc również semi-automatyczny robot wyposażony w zbiornik do przechowywania płynu dezynfekującego, który jest rozpylany za pomocą specjalnych dysz.A wbudowana kamera termowizyjna umożliwia monitorowanie temperatury osób będących w jej zasięgu. Robot porusza się autonomicznie, ale może być też sterowany za pomocą zdalnego kontrolera lub dostępu przez Internet.

Coś dla służb ratowniczych

Dwie kolejne propozycje Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki skierowane są bezpośrednio dla tych, którzy stoją w pierwszej linii w walce o zdrowie drugiego człowieka. Urządzenie wspierające wentylację człowieka w przypadku niewydolności oddechowej/VentiAidEvo ma za zadanie odciążyć pracowników medycznych w czasie ratowania życia i umożliwić udzielenia pomocy przez niewykwalifikowany personel. VentiAid zasilane jest napięciem 12 V i wyposażone w prostą instrukcję zintegrowaną z urządzeniem, co umożliwia wykorzystywanie go w środkach komunikacji masowej do czasu przyjazdu wykwalifikowanych służb medycznych.

Z kolei AmbuRespi to akumulatorowe, automatyczne urządzenie wspomagające proces resuscytacji pacjentów z niewydolnością oddechową, uciskające worek rozprężny. Znajdzie ono zastosowanie w sytuacjach, gdy mamy do czynienia z dużą liczbą rannych, którzy wymagają resuscytacji. Urządzenie zasilane bateriami pozwala na udzielenia pomocy większej liczbie pacjentów w tym samym czasie przez jedną osobę.

Robot zamiast człowieka, czyli jak ograniczyć transmisję wirusa

Wydział Informatyki ZUT zaprojektował automat do wytwarzania przyłbic ochronnych – APO2020. Urządzenie to może pracować w trybach półautomatycznym lub automatycznym i wykorzystuje łatwo dostępne półfabrykaty. Co ważne, człowiek nie bierze udziału w procesach montażu. Urządzenie to powiązanie nowatorskiej konstrukcji z systemem sterowania czasu rzeczywistego, co umożliwia swobodne przeprogramowanie oraz zdalne zarządzanie procesem produkcyjnym. Jeden operator może obsługiwać nawet kilka maszyn, co ogranicza ryzyko zakażenia wśród pracowników w porównaniu do klasycznego procesu składania przyłbic.

Maseczka pod lupę i tańsze testy

Jedną z metod, która może skutecznie zapobiegać transmisji koronawirusa, jest noszenie osłon na usta i nos. Na rynku dostępne są różnego typu maseczki wykonane z różnego rodzaju materiałów. System oceny skuteczności materiałów filtracyjnych stosowanych w ograniczaniu transmisji COVID-19 – rozwiązanie zaproponowane przez Wydział Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej – pozwoli wskazać, które z maseczek są najnieskuteczniejsze.

Opracowane stanowisko umożliwia zbadanie zdolności filtracyjnej maseczek, ocenę faktycznej ochrony przed czynnikami biologicznymi i określenie dopuszczalnego, maksymalnego czasu użytkowania maseczki. Pomoże również w ocenie różnych materiałów pod kątem możliwości ich wykorzystania do produkcji środków ochrony osobistej czy szybkie i skuteczne testowanie środków ochrony osobistej.

Kolejną propozycją jest technologia wytwarzania cząstek magnetycznej krzemionki z odpadowego materiału magnetycznego. Magnetyczna krzemionka wykorzystywana jest w testach genetycznych wykonywanych techniką rtPCR (real-time PCR), które wykrywają obecność materiału genetycznego (RNA) wirusa w pobranych od pacjenta próbkach.

Łatwy dostęp do substratów wchodzących w skład testów diagnostycznych pozwoli na zwiększenie dostępności świadczenia usług związanych z testowaniem pacjentów. Tym samym znacznie spadną ceny testów diagnostycznych.

Tworzenie barier antywirusowych

Codziennie dotykamy wielu przedmiotów – poręcze, klamki, długopisy, przyciski na terminalach – a to sprzyja rozprzestrzenianiu się wirusów. By zmniejszyć to ryzyko, naukowcy z Katedry Inżynierii Materiałów Katalitycznych i Sorpcyjnych we współpracy z Katedrą Inżynierii Chemicznej i Procesowej opracowali technologię, której celem jest wielomiesięczne i efektywne zabezpieczenia różnego rodzaju materiałów przed drobnoustrojami.

Takie bariery mogą być stosowane na powierzchniach różnych materiałów, jak np. szkło, metal, tworzywo sztuczne, papier czy tkaniny.

W projekcie przedstawiono koncepcję długopisów pokrytych warstwami metali naniesionych megnetronowo posiadających przeciwdrobnoustrojową trwałą warstwę zewnętrzną. Długopisy – jako przedmioty codziennego użytku – są powszechnie wykorzystanie w instytucjach publicznych (np. w trakcie rejestracji osób wchodzących do budynków czy wypełniania formularzy osobowych). Do ich odkażania używa się roztworów alkoholi, które rozpyla się w sposób przypadkowy, co nie zapewnia dezynfekcji całej powierzchni i może być przyczyną rozprzestrzeniania się drobnoustrojów i wirusów na kolejnych użytkowników. Długopis wyprodukowany przez naukowców z ZUT pomaga przerwać łańcuch infekcji wirusa SarsCoV-2, co sprzyja zwiększeniu bezpieczeństwa epidemilogicznego w instytucjach publicznych.

Wykorzystywane do pokrywania długopisów metale, w szczególności miedź i srebro, nie wywołują zjawiska oporności bakterii, a więc w przyszłości te rozwiązania mogą pomóc w zwalczaniu bakterii wieloopornych MRO (ang. Multi-Resistant Organisms) lub lekoopornych ARB (ang Antibiotic Resistant Bacteria), które stanowią obecnie jeden z najpoważniejszych problemów zdrowia publicznego.

Swoją cegiełkę dołożyło też Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych, który proponuje metodę produkcji granulatu tworzywa sztucznego o właściwościach antymikrobiologicznych w tym antywirusowych z wykorzystaniem naturalnych związków bioaktywnych, przeznaczony do tworzenia m.in. folii w procesach przetwórstwa termoplastycznego. Umożliwia on formowanie elementów i przedmiotów, wykorzystywanych w życiu codziennym, zwłaszcza w szpitalach i przychodniach, gdzie występuje wysokie ryzyko narażenia na kontaminację komórkami bakteryjnymi, wirusami lub bezpośredni kontakt z nosicielami (mała architektura, meble, opakowania itp.). Poza termoformowalnym granulatem, zespół opracował też powłoki, które można nanosić metodą natryskową lub typowymi metodami zadruku, aby zachować wysoką aktywność antymikrobiologiczną. Dzięki właściwościom antymikrobiologicznym przedmiotów otrzymanych z aktywnego granulatu lub przedmiotów pokrytych warstwą ochronną, nie będzie konieczna częsta dezynfekcja z zastosowaniem metod chemicznych i fizycznych, które powodują zasadnicze skrócenie czasu przydatności do użycia wielu wyrobów wykonanych z tworzyw sztucznych.

Ostatnim stworzonym rozwiązaniem jest jeszcze jeden pomysł naukowców Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej: technologia wytwarzania przeciwbakteryjnego i przeciwwirusowego filtra na bazie modyfikowanej bionanocelulozy (BNC), otrzymywanej z ekologicznych i biodegradowalnych materiałów. Ta technologia pozwala wytwarzać filtr, który jest biodegradowalny, przeciwbakteryjny i przeciwwirusowy i zapewnia ochronę na trzech poziomach: filtracji, absorbcji, inaktywacji czynnika zakaźnego. Warto zwrócić uwagę na to, że do produkcji wykorzystywane są surowce odpadowe z przemysłu rolno-spożywczego, czyli materiały powszechnie dostępne. Wykorzystanie pożywki hodowlanej na bazie soku z bulw ziemniaka wskazuje na ekologiczny charakter opracowanego rozwiązania.

Powyżej opisane technologie zostały stworzone z myślą o aktywnym zwalczaniu pandemii koronawirusa, a w perspektywie lepszą ochroną przed zarażeniem. Zainteresowani wdrożeniem wyników badań lub zaangażowaniem w dalszy ich rozwój mogą zapoznać się ze szczegółową ofertą na stronie: https://innowacje.zut.edu.pl/covid19. ZUT zachęca również do bezpośredniego kontaktu z dedykowanymi pracownikami Regionalnego Centrum Innowacji i Transferu Technologii ZUT.

Projekt Odpowiedzialny społecznie Proto_lab jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego 2014-2020