Controllo qualità e sviluppo dei materiali

La microstruttura delle maschere di protezione (qui l'immagine al microscopio elettronico a scansione del livello medio di una maschera chirurgica con rappresentazione schematica di un virus Corona) svolge un ruolo importante per il comfort e l'efficacia filtrante. © Fraunhofer IMWS

Supporti intercambiabili per maschere respiratorie sono stati prodotti dal Fraunhofer IMWS nel progetto »ProSchutz«. © Fraunhofer IMWS

Il Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS supporta con la sua competenza sui materiali nella lotta contro la pandemia di COVID-19. L'istituto lavora attualmente insieme ad altri nove istituti Fraunhofer in tutta la Germania allo sviluppo di tessuti protettivi innovativi. Si perseguono approcci innovativi per l’efficacia protettiva, contemporaneamente si mira a ottimizzare il comfort di indossamento. Già in primavera, la struttura di ricerca aveva supportato cliniche e il centro di crisi della città di Halle (Saale).

»È per noi una priorità urgente contribuire con le nostre competenze e capacità alla gestione della pandemia di COVID-19. Fin dall’insorgenza dei primi casi di coronavirus, supportiamo lo sviluppo di materiali protettivi adeguati, per aiutare soprattutto le persone più a rischio e ridurre così gli effetti della crisi«, afferma il Prof. Matthias Petzold, responsabile ad interim dell’IMWS del Fraunhofer.

L’istituto specializzato in ricerca sui materiali, con circa 300 dipendenti, si impegna con diversi progetti e soluzioni. Già durante la prima ondata di infezioni in primavera, i ricercatori dell’IMWS del Fraunhofer hanno esaminato varie maschere di stoffa, prodotte come protezioni semiprofessionali per bocca e naso in tessiture locali. L’istituto ha inoltre sviluppato e prodotto filtri intercambiabili per maschere respiratorie, distribuiti tramite un partner di cooperazione. In questi filtri di plastica si possono inserire tessuti con diverse capacità di filtrazione, riutilizzabili. In collaborazione con l’Università di Halle e l’Università di Merseburg, gli esperti dell’IMWS del Fraunhofer hanno studiato come le attrezzature di protezione per il personale medico, come le maschere antiprofusione, possano essere prodotte tramite stampa 3D.

La collaborazione più stretta è stata con l’ospedale St. Elisabeth e St. Barbara di Halle, per determinare il fabbisogno reale in clinica e testare già in uso approcci innovativi. »Soprattutto nella fase acuta iniziale della pandemia, quando c’era carenza di dispositivi di protezione come maschere chirurgiche o tute usa e getta, abbiamo sviluppato molte idee buone e le abbiamo messe in atto con flessibilità. Sono nati anche molti spunti per ulteriori sviluppi promettenti, che vogliamo continuare a perseguire insieme«, afferma il Dr. Sven Seeger, primario della clinica di ostetricia dell’ospedale.

Discussioni approfondite all’interno di questa collaborazione e con altri partner hanno evidenziato che, per la protezione contro le infezioni del personale medico e delle persone vulnerabili, in tempi di pandemia è necessario un equipaggiamento di protezione ottimizzato, che offra sia un elevato comfort di indossamento (basso resistenza respiratoria, lunga durata di utilizzo) sia un’alta barriera contro agenti patogeni. Questo bisogno l’IMWS del Fraunhofer intende affrontarlo con un progetto avviato a novembre insieme ad altri istituti Fraunhofer, nel quale vengono sviluppati e valutati nuovi tessuti protettivi antivirali.

»Vogliamo creare le basi per soluzioni migliori, soprattutto per proteggere i gruppi professionali e a rischio più esposti attualmente, ma anche per eventuali future situazioni di pandemia. In particolare, portiamo la nostra competenza nella valutazione dei materiali«, afferma il Dr. Christian Schmelzer, responsabile del settore »Materiali biologici e macromolecolari« presso l’IMWS del Fraunhofer. »In tempi molto rapidi, abbiamo sviluppato molte competenze aggiuntive per nuove domande di diagnosi dei materiali e abbiamo anche constatato che i metodi di prova finora consolidati non sono sempre adatti per una caratterizzazione rapida, funzionale e orientata all’uso dei materiali durante una pandemia. Oltre a migliorare i materiali, sviluppiamo anche nuovi metodi.« Tra questi, la valutazione dei metodi di sterilizzazione, nuove tecniche di modifica dei materiali tramite rivestimenti o l’impiego di misurazioni di diffusione laser, microscopia acustica e microscopia a fluorescenza 3D per valutare la funzionalità ottimale e i requisiti di sicurezza e salute delle protezioni tessili.

All’interno del programma »Fraunhofer vs. Corona«, oltre all’IMWS del Fraunhofer, numerosi altri istituti Fraunhofer in tutta la Germania stanno sviluppando con il loro know-how tecnologico misure di aiuto per affrontare la pandemia.