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Surgical helmets can be converted into efficient disinfectable powered air-purifying respirators - 25/05/22

Doi : 10.1016/j.ajic.2021.12.002 
Max Joachim Temmesfeld, MD a, b, †, ⁎ , Agnieszka Anna Gorzkowska-Sobas, PhD c, Kenny Hedlund, MsC d, Martin Øhlund Øyen, MsC e, Lars Kanten f, Peter Grant, MD, PhD g, h, Rune B. Jakobsen, MD, PhD a, b
a Institute of Health and Society, University of Oslo, Oslo, Norway 
b Department of Orthopedics, Akershus University Hospital, Lørenskog, Norway 
c Norwegian Defence Research Establishment (FFI), Kjeller, Norway 
d Camfil Tech Center, Trosa, Sweden 
e Fieldmade AS, Lillestrøm, Norway 
f Department of Sterile Supplies, Akershus University Hospital, Lørenskog, Norway 
g Department of Orthopaedics, Institute of Clinical Sciences Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg, Gotehnburg, Sweden 
h Lovisenberg Diaconal Hospital, Nydalen, Oslo, Norway 

⁎Address correspondence to: Max Joachim Temmesfeld, MD, Department of Orthopedics, Akershus University Hospital, Sykehusveien 25, 1478 Lørenskog, Norway.Institute of Clinical MedicineUniversity of OsloSykehusveien 25Lørenskog1478Norway

Highlights

•
Powered air-purifying respirators (PAPRs) are not designed for the use in hospital settings, certainly not the operating room.
•
The disinfection of PAPRs is challenging.
•
Surgical helmets are readily available, but do not provide respiratory protection.
•
A 3D-printed filter adaptor renders surgical helmets into PAPRs for the use in the operating room.
•
The surgical helmet PAPR provides 430 times better protection than FFP3.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Background

Filtering facepiece respirators often fail to provide sufficient protection due to a poor fit. Powered air-purifying respirators (PAPRs) are not designed for healthcare personnel, and are challenging to disinfect. Surgical helmets (SH) are available in many United States hospitals but do not provide respiratory protection. Several modifications to SH have been suggested, but none are sufficiently compliant with safety and efficiency standards. The purpose of this investigation was the development of a filter adaptor, which converts SHs into efficient, safe, and disinfectable PAPRs.

Methods

Four critical features were investigated close to regulatory requirements: total inward leakage of particles, CO2 concentrations, intra-helmet differential pressure, and automated disinfection.

Results

The average total inward leakage in the 2 independent tests were 0.005% and 0.01%. CO2 concentrations were lower than in the original SH. The modification generates a positive differential pressure. The filter's performance was not compromised after 50 cycles in a sterilization machine.

Discussion

The modified SH provides several hundred times better protection than FFP-3 masks.

Conclusions

Surgical helmets can be modified into safe, efficient, and disinfectable PAPRs, suitable for HCP and the operating room in particular. They can play a role in the preparedness for upcoming events requiring efficient respiratory protection.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Key words : 3D printing, Respiratory protection, COVID-19, Emergency Prepardeness, Total Inward Leakage, Orthopedic Surgery


Plan


 Funding/support: This project won the "Corona Idea Award" with a limited grant from the South-Eastern Norway Regional Health Authorities technology transfer office, Inven2 AS, in 2020. The Norwegian Hospital Procurement Trust and the South-Eastern Norway Regional Health Authority funded the Norwegian Defence Research Establishment (FFI) for the CO2 and TIL testing in the aerosol chamber.
 Conflicts of interest: The first author owns the intellectual property (IP) rights of the device described in this paper with a patent-pending.
 Ethics approval and consent to participate: This investigation has been approved by the research board of the department of orthopedics at our institution [02.04.2020]. This investigation does not fall under the Norwegian law of “medical and health-related research” (“Lov om medisinsk og helsefaglig Forskning”). Therefore, ethical committee approval does not apply in the Norwegian jurisdiction.


© 2021  The Authors. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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Vol 50 - N° 6

P. 624-630 - juin 2022 Retour au numéro
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