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Covid-19: 3D-gedruckte Gesichtsmasken für Massenscreening

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Die Wissenschaftler entwickeln eine Gesichtsmaske, die mit 3D-Drucken hergestellt wird und große Gruppen von Menschen in dreißig Minuten auf das Coronavirus testen kann.

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Der einzigartige Ansatz könnte dazu beitragen, den Ausbruch der Krankheit einzudämmen und ein Massenscreening zu ermöglichen, bei dem festgestellt wird, ob eine Person infektiös ist oder nicht, noch bevor Symptome auftreten

Diese kostengünstige Maske, die demnächst an der Universität von Leicester in Großbritannien getestet wird, wurde ursprünglich für die schnelle Diagnose von Tuberkulose (TB) entwickelt. Forscher sagen, dass das Gerät das Potenzial hat, jedes Jahr Millionen von Leben auf der ganzen Welt durch die Früherkennung einer Reihe von schweren Atemwegsinfektionen und -krankheiten zu retten.

Es wird eine einfache Entenschnabel-Gesichtsmaske verwendet, die mit Hilfe von gedruckten 3D-Streifen angepasst wird, die ausgeatmete Mikroben einfangen kann, während die Maske 30 Minuten lang getragen wird. Die Verwendung der Maske zum Screening auf das Coronavirus könnte es ermöglichen, sehr große Gruppen auf einmal zu untersuchen, was möglicherweise dazu beitragen könnte, die Ausbreitung des Virus einzudämmen und lange Aufenthalte in Quarantäne zu verhindern. Die derzeitige Diagnose umfasst Abstriche von Hals und Nase sowie tiefere Atemwegsproben. Die Proben werden zur Untersuchung, die bis zu 72 Stunden dauern kann, an sichere Labors geschickt.

Mike Barer, Professor für klinische Mikrobiologie an der Universität Leicester, sagte:

"Das Coronavirus wird über den Mund, den Rachen und das Atmungssystem von infizierten Personen verbreitet. Dieser neue Ansatz ist aufregend, weil er uns helfen könnte, festzustellen, ob eine Person infektiös ist oder nicht, noch bevor Symptome des Virus aufgetreten sind

Er fügte hinzu:

"Die Messung der Menge des ausgeatmeten Virus mit Hilfe des Maskenprobenverfahrens ermöglicht uns den Vergleich der Virusmenge, die von verschiedenen Personen ausgeatmet wird, und könnte uns helfen, die Kontrollbemühungen auf die Verhinderung der Verbreitung zu konzentrieren. Die Maske kann in jedem Standard-Virusdiagnoselabor leicht verarbeitet werden. Eine erfolgreiche Entwicklung dieses Ansatzes könnte transformativ sein"

Die Universität Leicester hat dem Team im Rahmen der weltweiten Bemühungen um die Bewältigung des Coronavirus-Ausbruchs einen Forschungszuschuss von 20.000 £ (22.800 €) gewährt. Die Versuche werden an der Universität Leicester in Partnerschaft mit dem britischen National Health Service und, wenn möglich, mit internationalen Partnern durchgeführt. Sie werden zunächst auf Patienten mit anderen Atemwegsvirusinfektionen abzielen und die Masken mit den Ergebnissen von Standard-Rachenabstrichen vergleichen. Bei Erfolg hofft das Team, innerhalb weniger Wochen mit Studien mit Covid-19-Infektionen zu beginnen.

Kostengünstige Masken

Die Materialien für jede Maske kosten derzeit weniger als 2,50 €, wobei die Einsätze individuell in 3D gedruckt werden. Bei industrieller Herstellung würden die Muster-Masken nur Cents kosten. Die Technologie, die von den TB-Diensten des NHS in Leicester verwendet wird, soll in sechs Monaten in zwei weiteren britischen Krankenhäusern eingeführt werden. Die Masken ermöglichen Tests zu Hause und werden besonders nützlich sein, wenn es darum geht, schwer erreichbare Gemeinden an Orten wie Indien, Südafrika und Bangladesch, wo die Tuberkulose weit verbreitet ist, zu unterstützen.

TB wird in der Regel durch eine Blutuntersuchung, eine Röntgenaufnahme der Brust, eine Schleimprobe und in einigen Fällen durch eine Bronchoskopie diagnostiziert. Oftmals ist die Infektion bei Vorliegen dieser Symptome bereits seit einigen Wochen im Körper und die Person kann viele andere infiziert haben. Im Gegensatz zu einem Bluttest, der nicht zwischen aktiver und schlafender TB unterscheiden kann, ermöglicht die neue Maske einen schnellen Nachweis von Bakterien.

Das Gerät ist einfach und leicht zu bedienen und erfordert keine invasive Untersuchung zur Entnahme von Sputumproben aus dem tiefen Inneren der Lunge, wie sie derzeit bei der TB-Diagnose verwendet wird. Die Forscher arbeiteten zusammen mit einem Team der Universität von Pretoria in Südafrika, um 24 Personen mit bestätigter TB während eines Zeitraums von 24 Stunden zu beproben. Die Studie zeigte, dass 86,5 Prozent der Patienten, die durch die Verwendung der Maske positiv auf TB getestet wurden, im Vergleich zu nur 20,5 Prozent mit Sputum. In einer weiteren Studie mit 20 Patienten mit TB-Symptomen wurden vier Patienten mit negativem Sputum mit der Maske positiv getestet. Das Vorhandensein von TB wurde erst sechs Wochen später in ihrem Sputum festgestellt.

Die Studie ergab auch, dass die infektiöse TB ausgeatmet und verbreitet wurde, während die Patienten schliefen, was zeigt, dass ein Husten zur Verbreitung der Infektion möglicherweise nicht erforderlich ist. Professor Barer fügte hinzu:

"Dies ist das erste Mal, dass die Ausatmung potenzieller TB-Patienten auf so schnelle und einfache Weise erfasst werden kann. Diese bahnbrechende Forschung bietet die Möglichkeit, durch die Früherkennung einer behandelbaren Krankheit, die sich weltweit verändert, jedes Jahr Tausende von Leben zu retten. Die Tatsache, dass die Maske eine kostengünstige und präzisere Möglichkeit darstellt, lebende TB zu erkennen, bevor sie im Auswurf auftritt, hat enorme Auswirkungen auf die Früherkennung der Krankheit und den früheren Zugang der Patienten zur Behandlung"

Tuberkulose ist die weltweit größte infektiöse Todesursache, von der jährlich bis zu 323.000 Menschen in Europa und über 10 Millionen Menschen weltweit betroffen sind.

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