Biopolymeerien käyttö kirurgisten kasvomaskien suodatuskerroksessa
Marttila, Veera (2021)
2021
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-02-22
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202102021878
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202102021878
Tiivistelmä
Kirurginen kasvomaski on nenä-suusuojain, jonka tehtävä on suojata potilasta ja käyttäjää lääkinnällisten toimenpiteiden aikana. Kirurgisen kasvomaskin ominaisuuksia määrittelee eurooppalainen standardi EN-14683:2019. Kirurgisten kasvomaskien käyttö lisääntyi merkittävästi vuonna 2020 globaalin pandemian vuoksi. Lisääntynyt kasvomaskien käyttö kasvatti maskeista syntyviä jätemääriä. Uusiutuvien luonnonvarojen käyttö kirurgisissa kasvomaskeissa saattaisi vähentää kasvomaskien käytöstä syntyvää ympäristön kuormitusta.
Tässä työssä tutkitaan kirurgisia kasvomaskeja ja niiden valmistuksessa käytettävien materiaalien ominaisuuksia. Työn tavoite on selvittää, voidaanko biopolymeereillä korvata synteettiset polymeerit kirurgisen kasvomaskin suodatuskerroksen materiaalina, sekä pohtia, miksi biopolymeerejä ei vielä käytetä kaupallisesti tässä sovelluksessa. Tämä työ on kirjallisuuskatsaus aiheeseen. Työssä keskitytään kirurgisen kasvomaskin suodatuskerrokseen, suodatusmekanismeihin ja -ominaisuuksiin. Suodatuskerros tekee suurimman osan kirurgisen kasvomaskin suodatuksesta. Suodatuskyky on yksi tärkeimmistä ominaisuuksista kirurgisen kasvomaskin toimivuuden kannalta.
Tutkimuksen tuloksissa todetaan, että biopolymeerien käyttö kirurgisissa kasvomaskeissa on tulevaisuudessa mahdollista. Useat biopohjaiset polymeerit, kuten biopohjainen polypropeeni, sopivat ominaisuuksiltaan kirurgisiin kasvomaskeihin. Biopohjaisia polymeerejä käytettäessä voidaan saada ominaisuuksiltaan täysin samanlainen lopputuote kuin synteettisillä polymeereillä. Biopohjaisten polymeerien haasteena on pienet tuotantomäärät ja kalliimpi hinta verrattuna öljypohjaisiin polymeereihin. Toinen vaihtoehto on käyttää luonnon polymeerejä kirurgisen maskin suodatuskerroksessa. Tutkimus luonnon polymeerien käytöstä ilmansuodatuksessa on alkutekijöissä, jolloin kaupallistaminen vaatii vielä aikaa ja lisätutkimuksia. Kuitenkin jo tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että luonnon polymeereistä valmistetut nanosuodattimet tarjoavat öljypohjaisiin vaihtoehtoihin verrattaessa monipuolisempia suodatusominaisuuksia ja tehokkaampia suodattimia. Luonnon polymeerien haasteena vähäisen tutkimuksen lisäksi on niiden heikot mekaaniset ominaisuudet, jotka hankaloittavat materiaalin prosessoimista.
Tässä työssä tutkitaan kirurgisia kasvomaskeja ja niiden valmistuksessa käytettävien materiaalien ominaisuuksia. Työn tavoite on selvittää, voidaanko biopolymeereillä korvata synteettiset polymeerit kirurgisen kasvomaskin suodatuskerroksen materiaalina, sekä pohtia, miksi biopolymeerejä ei vielä käytetä kaupallisesti tässä sovelluksessa. Tämä työ on kirjallisuuskatsaus aiheeseen. Työssä keskitytään kirurgisen kasvomaskin suodatuskerrokseen, suodatusmekanismeihin ja -ominaisuuksiin. Suodatuskerros tekee suurimman osan kirurgisen kasvomaskin suodatuksesta. Suodatuskyky on yksi tärkeimmistä ominaisuuksista kirurgisen kasvomaskin toimivuuden kannalta.
Tutkimuksen tuloksissa todetaan, että biopolymeerien käyttö kirurgisissa kasvomaskeissa on tulevaisuudessa mahdollista. Useat biopohjaiset polymeerit, kuten biopohjainen polypropeeni, sopivat ominaisuuksiltaan kirurgisiin kasvomaskeihin. Biopohjaisia polymeerejä käytettäessä voidaan saada ominaisuuksiltaan täysin samanlainen lopputuote kuin synteettisillä polymeereillä. Biopohjaisten polymeerien haasteena on pienet tuotantomäärät ja kalliimpi hinta verrattuna öljypohjaisiin polymeereihin. Toinen vaihtoehto on käyttää luonnon polymeerejä kirurgisen maskin suodatuskerroksessa. Tutkimus luonnon polymeerien käytöstä ilmansuodatuksessa on alkutekijöissä, jolloin kaupallistaminen vaatii vielä aikaa ja lisätutkimuksia. Kuitenkin jo tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että luonnon polymeereistä valmistetut nanosuodattimet tarjoavat öljypohjaisiin vaihtoehtoihin verrattaessa monipuolisempia suodatusominaisuuksia ja tehokkaampia suodattimia. Luonnon polymeerien haasteena vähäisen tutkimuksen lisäksi on niiden heikot mekaaniset ominaisuudet, jotka hankaloittavat materiaalin prosessoimista.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [9001]