دستگاه ذخیره سازی واکسن بی سیم قابل حمل

دستگاه ذخیره‌سازی واکسن غیرفعال (PVSD) ظرف بسیار پیشرفته‌ای است که نبوغ و فناوری عایق را ترکیب می‌کند تا امدادگران را برای تحویل واکسن‌ها به سخت‌ترین نقاط جهان تقویت کند. این دستگاه فشرده که به عنوان نمونه اولیه ای طراحی شده است که مدل های قبلی دستگاه های حمل و نقل واکسن را بهبود می بخشد، با تمام مراحل لازم توسعه داده شد: برنامه ریزی دقیق، شبیه سازی و آزمایش.

عناصر بزرگترین چالش را ایجاد می کنند

برای بهینه‌سازی دستگاه ذخیره‌سازی واکسن غیرفعال (PVSD)، مهندسان شرکت Intellectual Ventures ، به عنوان بخشی از برنامه جهانی خوب ، به مدل‌سازی سیستم حرارتی و خلاء با COMSOL Multiphysics همراه با آزمایش روی آوردند.

در مراحل اولیه توسعه، آنها با طراحی مشابه یک دوار برودتی – یک ظرف خلاء تخصصی که معمولاً در این زمینه استفاده می شود، شروع کردند. دوارهای معمولی می توانند یخ را برای چند روز قبل از ذوب شدن ذخیره کنند، که تقریباً زمان کافی برای سفرهای طولانی به مقاصد دوردست نیست. سفر از یک نقطه مبدا به مناطقی که مردم به واکسیناسیون نیاز دارند، بسته به مکان آنها ممکن است هفته ها طول بکشد. زمان سفر طولانی در ترکیب با آب و هوای شدید چالش های بزرگی را برای متخصصان شاغل در جامعه پزشکی ایجاد می کند. PVSD ها برای ایجاد محیط کنترل شده با دمای مورد نیاز برای نگهداری واکسن به عایق با کارایی بالا نیاز دارند. هر لایه از دستگاه می تواند بر عملکرد کلی تأثیر بگذارد و به گونه ای طراحی شده است که به استحکام عایق آن بیفزاید.

عکس دستگاه ذخیره واکسن غیرفعال
دستگاه ذخیره‌سازی واکسن غیرفعال می‌تواند واکسن‌ها را در یک محفظه با دمای کنترل شده و حمل و نقل آسان برای مدت طولانی‌تر از همیشه نگه دارد.

پوسته PVSD از عایق چند لایه ساخته شده است که مشابه موادی است که برای تنظیم دما در فضاپیماها استفاده می شود. این طرح به ویژه برای مناطقی از جهان که به شدت گرم می شوند ضروری است زیرا واکسن ها باید در محدوده دمایی خنک و باریک (بین 0 تا 10 درجه سانتی گراد) باقی بمانند. عایق چند لایه از چندین لایه آلومینیوم بازتابنده، یک فاصله‌گیر با رسانایی کم و فضای خلاء نارسانا تشکیل شده است.
مدل Multiphysics COMSOL دستگاه ذخیره‌سازی واکسن غیرفعال
هنگام مدل‌سازی PVSD، تیم Intellectual Ventures پدیده‌های فیزیک و متغیرهای طراحی از جمله انتقال حرارت، خروج گاز و زمان نگهداری را در نظر گرفت.

چرا واکسن ها باید خنک بمانند؟

واکسن‌ها نیاز به ذخیره‌سازی زنجیره سرد دارند ، که مستلزم نگهداری مناسب از لحظه تولید تا زمان تزریق به بیمار است. واکسن‌های ویروس زنده می‌توانند به محض خروج از فضای کنترل‌شده با دمای خود به سرعت خراب شوند و واکسن‌های غیرفعال می‌توانند قدرت خود را در اثر نوسانات بسیار کوتاه دما از دست بدهند. هر سال، دوزهای بی‌شماری از واکسن‌ها دور ریخته می‌شوند یا بی‌فایده می‌شوند، زیرا به‌درستی نگهداری و نگهداری نشده‌اند.

طرحی که واقعا سرما را در خود نگه می دارد

برای آزمایش‌های تجربی، محققان از یک اتاقک محیطی برای بازسازی شرایط شدید بیرون استفاده کردند. علاوه بر ارزیابی تجربی، مدل‌های چندفیزیکی با استفاده از ماژول جریان مولکولی و ماژول انتقال حرارت با COMSOL Multiphysics برای بهینه‌سازی طراحی PVSD با توجه به عملکرد حرارتی و زمان نگه‌داری پیاده‌سازی شدند. قسمت بیرونی دستگاه که از فلز تشکیل شده است از ورود هوا جلوگیری می کند و به حفظ دمای خنک داخل کمک می کند. لاستیک اضافه شده برای محافظت از محتویات در طول سفرهای پر از دست انداز، شوک را جذب می کند. در داخل PVSD یک پوسته عایق کوچک (تصویر زیر) وجود دارد که حاوی چندین محفظه است که واکسن های نجات دهنده در آن ذخیره می شوند.

عکسی از پوسته داخلی PVSD که در آن لکه های واکسن دیده می شود
پوسته داخلی PVSD ویال‌های واکسن فردی را در خود جای می‌دهد که کمک‌کنندگان به راحتی می‌توانند بدون ایجاد اختلال در فضای خلاء یا محیط کنترل‌شده به آن دسترسی داشته باشند.

با شکستن موانع جغرافیایی برای امدادگران، زندگی بسیاری از PVSD ها و محموله های مهم آنها تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.