Sichtbares Lächeln: Die transparente Hello-Mask erlaubt auch nonverbale Kommunikation zwischen Patienten und Pflegepersonal. Visualisierung: EPFL
Transparenz, Beständigkeit, Porosität
Die «HelloMask», so heisst die Operationsmaske, soll die normalerweise von medizinischem Personal getragene dreilagige Maske ersetzen, die seit der Pandemie überall in der Öffentlichkeit zu sehen ist. Die vollständig durchsichtige Version wurde vor allem mit dem Ziel entwickelt, die Beziehung zwischen Pflegepersonal und Patienten zu verbessern.
Klaus Schönenberger, Direktor des «EssentialTech Center» der EPFL, der sich um die Bereitstellung von Technologien und humanitären Massnahmen für Entwicklungsländer kümmert, war 2015 sehr berührt, als er in Westafrika Krankenschwestern mit Ebola-Patienten arbeiten sah: «Von Kopf bis Fuss geschützt, trugen sie ein Foto von sich auf der Brust, um ihrer Beziehung zu ihren Patienten eine menschliche Note zu verleihen.» Ohne zu zögern nahm er deshalb das Projekt auf, als Thierry Pelet, künftiger CEO von HMCARE, und Sacha Sidjanski, Projektmanager der Fakultät für Biowissenschaften, ihm im darauffolgenden Jahr die Idee einer ehemaligen Geschichtenerzählerin der Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) präsentierten. Diane Baatard fand es schade, dass die kleinen, schwerkranken Zuhörerinnen und Zuhörer ihren Gesichtsausdruck beim Erzählen nicht sehen konnten.
«Im Internet findet man zwar einige Prototypen von Masken, mit welchen der untere Teil des Gesichts sichtbar ist. Doch es handelt sich hier um herkömmliche Masken, in welche eine Kunststoffschicht integriert wurde», erklärt Thierry Pelet. Diese Art von Polymer ist nicht porös genug, behindert den Atemkomfort und lässt die Maske feucht werden. Um insbesondere Transparenz, Beständigkeit und Porosität in Einklang zu bringen, waren zwei Jahre gemeinsamer Forschung an der Empa und der EPFL erforderlich. Das Ergebnis ist eine Membran aus einem speziell für diese Anwendung entwickelten Polymer. «Wir können derartige feine Membranen mit einer Porengrösse von etwa 100 Nanometern mittels so genanntem Elektrospinnen herstellen», erklärt Empa-Forscher Giuseppino Fortunato vom Labor für «Biomimetic Membranes and Textiles» in St. Gallen, der das Material gemeinsam mit Empa-Forscher Davide Barana entwickelt hat. Die Anordnung der Fasern sorgt für winzige Zwischenräume, die zwar Luft durchlassen, Viren und Bakterien aber zurückhalten.
Um einen optimalen Schutz zu garantieren, sind die neuen Masken – genau wie die derzeit verwendeten – für den einmaligen Gebrauch bestimmt. Die Frage des Recyclings oder der Verwendung eines biologisch abbaubaren Materials stellte sich bereits zu Beginn des Projekts. «Unsere Masken bestehen zu 99 % aus Biomassederivaten, und wir arbeiten weiter daran, sie vollständig umweltverträglich zu machen», sagt Thierry Pelet.
Produktion in der Schweiz
Bei der Herstellung mittels Elektrospinnen werden Polymerfilamente dank elektrischer Anziehung gedehnt. Für die Massenproduktion sind nur wenige Anpassungen erforderlich. Das neue Material wird in Form einer Rolle produziert, von der die Masken abgeschnitten und zusammengesetzt werden können. Die ursprünglich in Asien geplante Produktion der HelloMask wird möglicherweise in der Schweiz erfolgen. Nachdem die Nachfrage nach herkömmlichen chirurgischen Masken aufgrund der Pandemie stark gestiegen ist, sollten hierzulande bald entsprechende Produktionslinien vorhanden sein. Die Herstellung der HelloMask liesse sich so problemlos integrieren. Thierry Pelet verhandelt derzeit mit mehreren Unternehmen und Behörden.
Der aufgrund der Pandemie grosse Bedarf an Schutzmasken hat für HMCARE die Suche nach Investoren erleichtert. Das Hello Mask-Projekt wurde anfangs von einem Dutzend philanthropischer Stiftungen, später von der Innosuisse unterstützt und richtet sich in erster Linie an den medizinischen Bereich – auch Zahnärzte haben bereits Interesse gezeigt. Das Start-up schliesst jedoch die Vermarktung für die breite Öffentlichkeit in einem zweiten Schritt nicht aus.