دستگاه‌های فیلتراسیون می‌توانند ملاقات‌های دندانپزشکی را در طول همه‌گیری COVID-19 ایمن‌تر کنند

در یک مطالعه جدید با استفاده از تصویربرداری هولوگرافی سه بعدی، محققان شهرهای دوقلو دانشگاه مینه‌سوتا اثربخشی سه دستگاه فیلتراسیون را آزمایش کردند که می‌تواند انتشار ذرات معلق در هوا را در طی جرم‌گیری اولتراسونیک، یک روش معمول تمیز کردن دندان، کاهش دهد. این یافته ها می تواند ایمنی بهداشتی در مطب های دندانپزشکی را در طول همه گیری COVID-19 افزایش دهد.

محققان دریافتند که دو دستگاه – یک تخلیه کننده با حجم بالا و یک استخراج کننده موضعی خارج دهان – در کاهش انتشار آئروسل بسیار موفق بودند. این یکی از اولین مطالعاتی است که از تکنیک های تصویربرداری مهندسی پیشرفته برای نقشه برداری از اندازه، توزیع و کاهش آئروسل ها در مطب های دندانپزشکی استفاده می کند.

این مقاله اخیرا در نشریه مجله انجمن دندانپزشکی آمریکا، یک نشریه علمی معتبر از بزرگترین سازمان دندانپزشکی جهان.

تیم تحقیقاتی دانشگاه مینه سوتا توسط پروفسور دیوید پوی کالج علوم و مهندسی و استادیار جیارونگ هونگ در دپارتمان مهندسی مکانیک با کمک پروفسور پل اولین، معاون امور بالینی دانشکده دندانپزشکی دانشگاه رهبری می‌شد.

در آگوست 2020، سازمان بهداشت جهانی به شهروندان توصیه کرد که به دلیل مقادیر بالای آئروسل‌های کووید-19 – ذرات ریز منتشر شده در هنگام بازدم – که می‌تواند توسط بیماران آلوده در طول عمل‌های دندان‌پزشکی ایجاد شود، از رفتن به ملاقات‌های غیرضروری دندانپزشک خودداری کنند. مطب‌های دندان‌پزشکی مینه‌سوتا پس از لغو دستور اجرایی فرماندار از بازگشت بیماران استقبال کردند، اما اطلاعات محدودی در مورد تعداد آئروسل‌هایی که واقعاً در طی مراحل دندان‌پزشکی تولید می‌شوند و اینکه آیا این آئروسل‌ها عفونی هستند وجود دارد.

موارد مستند انتقال COVID-19 در مطب های دندانپزشکی تقریباً وجود ندارد و دانشگاه مینه سوتا از مارس 2020 بیش از 100000 قرار ملاقات داشته است بدون اینکه به بیماران یا از بیماران منتقل شود. اما تا همین اواخر، کلینیک‌های دندانپزشکی به دلیل فاصله‌گذاری اجتماعی و دوره‌های انتظار بین قرار ملاقات‌ها، همچنان با ظرفیت کاهش یافته مراقبت‌ها را ارائه می‌کردند تا زمانی برای فیلتر کردن آئروسل‌ها وجود داشته باشد.

اولین گفت: «این تأثیر بسیار زیادی دارد، نه تنها از نظر اقتصادی، بلکه از نظر میزان مراقبتی که ما می توانیم ارائه دهیم. “ما به طور قابل توجهی تعداد بیمارانی را که می‌توانیم در یک روز به آنها کمک کنیم کاهش می‌دادیم. برای ما به عنوان دندانپزشک مهم است که آئروسل‌هایی را که ایجاد می‌کنیم و اینکه آیا آنها مکانیزمی برای انتقال ویروس‌ها و موارد دیگر هستند، درک کنیم. چگونه می‌توانیم آن را کاهش دهیم؟ اما اکنون که جریان هوا و تولید آئروسل را درک کرده‌ایم، کلینیک‌های ما با استفاده از فرآیندها و روش‌های کاهش با ظرفیت کامل بازگشته‌اند.”

در این مطالعه، محققان به طور خاص به تولید آئروسل در هنگام جرم گیری اولتراسونیک، که شامل استفاده از ابزاری با سرعت بالا و ارتعاشی برای برداشتن جرم دندان، نوعی پلاک دندانی، از دندان های بیمار است، پرداختند. محققان با استفاده از یک آدمک دندانی و دندان‌های ترموپلاستیک – و با انجام این روش توسط متخصصان بهداشتی واقعی دندان – از تصویربرداری هولوگرافیک برای ترسیم اندازه و توزیع ذرات معلق در هوا استفاده کردند.

هانگ که آزمایشگاهش در تصویربرداری سه بعدی از ذرات و جریان تخصص دارد، توضیح داد: «این تکنیک به ما امکان می دهد ذرات معلق موجود در هوا یا مایعات را مشاهده کنیم. “اگر به میکروسکوپ معمولی نگاه کنید، یک ذره را روی یک اسلاید قرار می دهید و باید از یک میکروسکوپ استفاده کنید و به صورت دستی روی جسم فوکوس کنید تا آن ذره را ببینید. تصویربرداری هولوگرافی به ما امکان می دهد مستقیماً ذرات را در حالی که در حال حرکت هستند ببینیم. هوا.”

سپس، محققان سه دستگاه را آزمایش کردند که هدف آن فیلتر کردن ذرات معلق در هوا از هوا بود. اینها شامل یک اجکتور بزاق، یک تخلیه کننده با حجم بالا (HVE) – هر دو ابزاری که دندانپزشکان در حال حاضر به طور مرتب برای خارج کردن بزاق بعد از شستشو از آنها استفاده می کنند – و یک استخراج کننده موضعی خارج از دهان (ELE)، یک مکانیسم خلاء ساخته شده توسط شرکت Donaldson، یک همکار در صنعت است. مرکز تحقیقات فیلتراسیون دانشگاه

آنها دریافتند که ELE و HVE در فیلتر کردن ذرات مؤثرتر بودند و میزان ذرات معلق در هوا را به ترتیب 96 و 88 درصد کاهش دادند. محققان همچنین دریافتند که استفاده از ترکیبی از دستگاه های مختلف لزوما منجر به حذف بهتر ذرات نمی شود. به عنوان مثال، استفاده از ELE به تنهایی کارآمدتر از ترکیب آن با اجکتور بزاق یا HVE است. و موقعیت دستگاه های مکنده نیز اهمیت دارد.

محققان امیدوارند که یافته های آنها بتواند متخصصان دندانپزشکی را در مورد استراتژی هایی که می توانند برای جلوگیری از انتشار COVID-19 در مطب خود استفاده کنند، راهنمایی کند.

” مجله انجمن دندانپزشکی آمریکا پوی، که همچنین استاد دانشگاه Regents و کرسی LM Fingerson/TSI در مهندسی مکانیک است، گفت: “بدیهی است که یک مجله بسیار مهم برای جامعه دندانپزشکی است.” می تواند برای کنترل انتشار احتمالی و کمک به کاهش اسپری ناشی از عمل های دندانی استفاده شود.”

این مطالعه همچنین راه را برای بررسی بیشتر این موضوع هموار می کند. محققان مهندسی در حال حاضر با دانشکده دندانپزشکی روی پروژه متفاوتی کار می کنند که تولید آئروسل را از یک ابزار دندانپزشکی دیگر، یک قطعه دستی با سرعت بالا، اندازه گیری می کند. آنها همچنین قصد دارند با دقت بیشتری نحوه حرکت آئروسل ها در کلینیک های دندانپزشکی را مدل کنند تا دستورالعمل های بهتری برای مدت زمانی که دندانپزشکان می توانند بین جلسات ملاقات با بیمار بگذارند ارائه دهند.

علاوه بر Pui، Hong و Olin، سایر همکاران دانشگاه مینه‌سوتا در این تحقیق شامل دانشمند تحقیقات ارشد مهندسی مکانیک Qisheng Ou و دانشجوی فارغ‌التحصیل رافائل Grazzini Placucci هستند که هر دو در طراحی و اجرای آزمایش‌ها کمک کردند. Siyao Shao، محقق مهندسی مکانیک؛ استادان جودی دانیلسون و گری اندرسون در گروه علوم رشد و جراحی. پروفسور پل ژاردین در گروه علوم تشخیصی و بیولوژیکی؛ و مدیر تولید آزمایشگاه دندانپزشکی جان مدن در دپارتمان علوم ترمیمی. همکاران صنعتی در شرکت دونالدسون عبارتند از Qinghui Yuan، مدیر مدل‌سازی و علم داده، و تیموتی گراف، معاون رئیس شرکت.