12. Juli 2022 – John Schwind sitzt an seinem Schreibtisch in Sea Girt, New Jersey und freut sich darauf, seine ReadiMask 365 vorzuführen. Er hält etwas hoch, das wie ein weißes Blatt Notizpapier aussieht, zieht eine Schutzfolie ab und klebt die Maske zuerst darauf seine Nase. Er gleitet mit seinen Fingern über sein Gesicht, über seine Wangen und zu seinem Kinn, versiegelt die Maske und demonstriert dann, wie einfach es ist, damit zu sprechen.
Der medizinische Klebstoff der Maske haftet direkt am Gesicht, ohne Ausbrüche zu verursachen, sagte er. Es lässt keine Luft entweichen und beschlägt seine Brille nicht. Es ist trägerlos, so dass es seinen Ohren nicht weh tut oder sie abstehen lässt.
In diesem Herbst hofft Schwind, der CEO von Global Safety First, als einer der beiden Top-Gewinner der föderalen Mask Innovation Challenge 150.000 US-Dollar mit nach Hause zu nehmen. Er hat es in die Top 10 geschafft, erkennt aber, dass er immer noch eine Menge Konkurrenz hat.
Nach dem Start der Challenge Ende 2021 gingen fast 1.500 Einreichungen ein, sagt Kumiko Lippold, PhD, Gesundheitswissenschaftlerin und Managerin der Mask Innovation Challenge. Die Herausforderung wird von Lippold und anderen in der Division of Research, Innovation, and Ventures (DRIVe) durchgeführt, die Teil der Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) des US-Gesundheitsministeriums ist.
Wie wir alle weiß auch Lippold, dass Masken dringend eine Überarbeitung brauchen. Der Sinn der Herausforderung besteht darin, Masken zu inspirieren und zu entwerfen, die auch bei langem Tragen bequem sind und einen hervorragenden Schutz bieten. Das Ziel ist nicht nur, uns durch diese Pandemie zu bringen, sondern auch durch zukünftige Pandemien und andere Notfälle im Bereich der öffentlichen Gesundheit. „Wir konzentrieren uns darauf, Masken für die nächste Pandemie, die nächsten Waldbrände zu bauen“, sagt sie.
Das Projekt ist eine Partnerschaft zwischen DRIVe von BARDA, dem National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) und dem National Institute of Standards and Technology (NIST).
Während NIOSH ein Partner der Herausforderung ist und den Maskenentwicklern Feedback gibt, „ist die Maskenherausforderung völlig unabhängig vom NIOSH-Zulassungsprozess“, sagt Lippold. Unternehmen können die NIOSH-Zulassung dann später selbst anstreben, wenn sie dies wünschen. Die Agentur zertifiziert nur Masken und Atemschutzgeräte.
Vorschau auf kommende Masken
„Wir haben einige wirklich erstaunliche Dinge gesehen“, sagte Lippold über die neuen Designs. Sie wollte keine Favoriten spielen, also gab sie einen Überblick über Neuerungen. Einige Designs haben transparente Materialien oder teilweise durchsichtige Materialien, sodass Gesichtsausdrücke gelesen werden können. „Wir haben auch wirklich einzigartige biobasierte Materialien gesehen, die aus Naturprodukten gewonnen werden. Wir haben in einigen Sensoren gesehen.“
Ein Maskenmodell hat Origami-Falten, die die Gesamtoberfläche und den Atembereich 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: „Das kann ich den ganzen Tag tragen“, sagt Schwind über sein neues Design. Es hat einen Nanofaserfilter und ist flexibel. Neben der in der BARDA-Herausforderung hat das Unternehmen weitere ReadiMasks auf dem Markt. „Das Wichtigste ist der Komfort“, sagt er. „An zweiter Stelle steht der Schutz. Wenn sie das Gefühl haben, keine gute Abdichtung zu haben, haben die Benutzer kein Vertrauen in die Maske.“
Er bietet verschiedene Größen von ReadiMasks an, von kleinen Größen für Frauen mit kleineren Gesichtern bis hin zu extra großen „für NFL-Linemen“.
Klare Maske: „Wir sind die ursprüngliche klare Maske“, sagt Aaron Hsu, CEO und Mitbegründer von ClearMask in Baltimore. Das Unternehmen startete 2017 und das klare Design wurde von einem gehörlosen Firmenmitgründer inspiriert. Sie sollte operiert werden, und ihr Gebärdensprachdolmetscher erschien nicht, sodass sie versuchen musste, im Operationssaal mit maskierten Gesundheitsdienstleistern zu kommunizieren. Damals gab es noch keine transparenten Masken, sagt Hsu.
„Es ist von unschätzbarem Wert, mit BARDA zusammenarbeiten zu können und ihr Wissen zu erhalten“, sagt er.
Hsu glaubt, dass Masken zumindest für einige von Dauer sind. „Ich denke, ein gewisser Prozentsatz der Bevölkerung wird sie trotzdem tragen.“ Er prognostiziert, dass die Einstellungen des Gesundheitswesens beim Tragen von Masken strenger werden.
„Sogar jetzt, wenn Sie ein Krankenhaus betreten, müssen Sie möglicherweise eine Maske tragen“, sagt er, sogar als Besucher. Die Masken seiner Firma lassen sich leicht anpassen und werden um den Kopf befestigt, damit Ihre Ohren nicht wund werden, sagt er.
4C Luft: Die transparente BreSafe-Maske ist halbtransparent und besteht aus einem Nanomaterial, das ein hohes Maß an Filtration und Atmungsaktivität bei etwas Transparenz bietet.
Air99: Basierend auf Origami-Prinzipien soll die Arigami-Maske die Passform, Atmungsaktivität und Ästhetik gegenüber bestehenden Masken verbessern. „Airgami passt besser, funktioniert besser und sieht besser aus“, sagt Min Xiao, ein Sprecher des Unternehmens. „Es fällt nicht von der Nase oder auf den Mund, und die Brille beschlägt weniger“, sagt sie. Stimmen sind weniger gedämpft.“ Es ist auch wiederverwendbar, abspülbar und kann durch Hitze desinfiziert werden, sagt sie. Es kam im November 2020 auf den Markt.
Air Flo Labs: Flo Mask Pro hat, wie die anderen Designs des Unternehmens, über 100 3D-Gesichtsscans über viele Ethnien hinweg durchgeführt, um eine bessere Passform zu erzielen, sagt Kevin Ngo, sein Schöpfer. Für die Erwachsenenmasken werden zwei Nasensteggrößen angeboten. Und Benutzer können einen Pro Filter mit 99% Filtration oder einen Everyday wählen, der viel atmungsaktiver sein soll als andere Masken. „Unsere Silikondichtung ist unglaublich weich und sanft zur Haut“, sagt Ngo. „Außerdem bieten wir Einkerbungen für Gläser an, die ein Beschlagen verhindern.“ Das Unternehmen begann im Mai mit dem Versand; Mehrere tausend Masken seien jetzt im Einsatz, sagte 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 Hochleistungsmasken zu aktivieren.
Matregenix: Diese Maske aus transparenter Nanofaser ermöglicht eine einfachere Kommunikation bei gleichzeitig hoher Filterung.
SEAL-Labor: Die SINEW-Maske steht für Smart, Individualized, Near-Face, Extended Wear. Die Maske verwendete Technologie, um die Mängel herkömmlicher Atemschutzmasken bei gleichem Schutzgrad zu überwinden. Es kommt nicht mit der Gesichtshaut des Trägers in Kontakt.
StaySafeNow: Ein Team der Harvard University hat Crystal Guard entwickelt, eine wiederverwendbare, kostengünstige durchsichtige Maske. Seine Entwickler sagen, dass es besonders nützlich für wichtige Arbeiter, Lehrer und andere sein soll, die kommunizieren müssen, um ihre Arbeit zu erledigen.
Auf Wiedersehen N95?
„Aus unserer Sicht war unser Ziel mit der Masken-Challenge nicht, die Atemschutzmaske N95 zu ersetzen“, sagt Lippold. NIOSH-zertifizierte N95-Masken sind wertvoll und schützen Menschen in Umgebungen mit hohem Risiko. „Mit der Masken-Challenge war unser Ziel wirklich, der Öffentlichkeit eine vergleichbare Alternative zu bieten, die ihrem spezifischen Risikoniveau wirklich gerecht wird.“ Die Arbeit in einer Gesundheitseinrichtung birgt ein anderes Risiko, sagt sie, als in den Lebensmittelladen zu gehen.
„Eine häufige Beschwerde bei N95 ist, dass sie sehr unbequem sind.“ Dies ist ein großes Hindernis für die Einhaltung von Vorschriften, „und wir wollten diese Lücke schließen. Wir haben nicht direkt verglichen [the entries] zu einem N95“, sagt sie, obwohl ihre Tests denen von NIOSH ähnlich waren. Eine Reihe von Finalisten sagen, dass sie die NIOSH-Zulassung anstreben, sagt sie.
Inzwischen stehen einige der Masken der Finalisten zum Verkauf. Air Flo Labs bietet beispielsweise seine Flo Mask Pro online zum Verkauf an und stellt fest, dass BARDA ihm erlaubt hat, die Testergebnisse von NIOSH und NIST zu veröffentlichen.
Von 1.500 auf 10
In der ersten Phase der Herausforderung, sagt Lippold, „war es das Ziel, ein möglichst breites Publikum anzusprechen.“ Mit der zweiten Phase wurde die Messlatte etwas höher gelegt. Anstatt Ideen nur auf Papier einzureichen, mussten Unternehmen Prototypen für Labortests einreichen. „Wir haben ungefähr 80 Einsendungen erhalten“, sagt sie.
Diese 80 wurden auf 10 Finalisten reduziert. Teams hatten Prototypen geschickt, und Experten, einschließlich derjenigen von NIOSH und NIST, bewerteten sie, wobei sie sich manchmal mehrere Kopien der Masken ansahen. Experten untersuchten, wie gut die Masken die Luft filterten, wie atmungsaktiv sie waren und andere Daten. Nachdem den Maskenfirmen das Feedback gegeben worden war, traten sie in eine Umgestaltungsphase ein. „Wissenschaftler können diese Daten nehmen und diese Prototypen im Grunde besser machen“, sagt Lippold.
Die letzte Testrunde findet im September statt und die Gewinner werden im Herbst bekannt gegeben. Die Gelegenheit ermöglichte es Unternehmen, ihre Produkte Tests zu unterziehen, die sie sonst möglicherweise nicht hätten erhalten können, sagt sie.