學研新創 - 創新防疫科技
可消毒鼻口區域冠狀病毒之穿戴式UV-C防護眼鏡
2021-12-23
林伯剛副教授團隊/國立陽明交通大學醫學系

SARS-CoV2 (Covid-19)全球持續一波波爆發,而Covid-19從武漢株到alpha, beta, delta, lambda株…持續變種。人們以藥物,疫苗與NPI(非藥物介入措施)來控制疫情。然而疫苗保護效力不足,即使接種兩劑仍可能確診,人類面臨群體危機。此時隨時隨身之NPI防護更形重要。人們仍需穿戴口罩與防護眼罩來降低人與人之間的傳染,然而其效能仍有一定的限制。譬如最近已知即使帶口罩仍會感染delta變種SARS-CoV2。而且除了上述基本的被動防禦之外,目前尚無可穿戴式的隨身主動阻卻方法。而本創新研究,則研發一種全新的穿戴式紫外線UV-C眼罩,不僅能提供基本的飛沫阻絕能力,更能進一步提供殺滅或減弱病毒的效果。

科學上已知適當波長與能量之紫外線UV-C可殺滅病毒,包括冠狀病毒。且UV-C不會穿透角膜,真皮層,織布纖維,玻璃,或大多數之塑膠製品,安全性極高。傳統之UV-C燈源為氣體燈管,體型巨大,耗電量高,極為不易發展成隨身攜帶式裝置。UV-C LED 則體積小,耗電低。雖可發展成隨身攜帶式裝置,但因照射面積小,必須設計成陣列,故成本高,散熱要求亦高,也不易發展成攜帶式裝置。而不同發射波長之各種UV-C LED,各有其製造成本,能源效率,與殺滅病毒之效益考量。由於上述種種限制,故至今仍無穿戴式之紫外線UV-C發光二極體消毒裝置。

本穿戴式紫外線UV-C眼罩,包括一左鏡框及一右鏡框,至少各一個紫外線發光二極體光源(UV-C),設置於該左鏡框及/或該右鏡框上。以及一個電源裝置與一個控制模組,連接並控制紫外線光源,可以特定頻率進行照射。眾紫外線光源,皆瞄準至使用者的口鼻周圍區域,而對口罩及口罩前方的區域進行消毒。

因此,本裝置不僅能提供基本的飛沫阻絕能力以保護使用者的眼睛部位,更能進一步對使用者的口鼻部周圍區域提供殺滅或減弱病毒的效果。此裝置具有潛力在未戴口罩下,於病毒侵入途徑之口鼻關鍵區,殺滅或減弱病毒,從而使得不帶口罩仍保安全成為可能。

評審推薦
1. 一種新的穿戴式裝置,不僅能提供基本的飛沫阻絕能力以保護使用者的眼睛部位,更能進一步對使用者的口鼻部周圍區域 提供殺滅或減弱病毒的效果。
2. UV-C 不會穿透角膜、真皮層、織布纖維、玻璃、或大多數之塑膠製品,安全性極高。
3. 目前市面上尚無此類可穿戴主動殺滅病毒裝置防護,是本產品之創新處。
2023年度精進成果
本穿戴式裝置核心技術為適當波長與能量之UVC-LED。經進一步之研究,與參考新文獻之資料及成本考量,已確認大約270nm之低能量UVC-LED最具前景。因封裝LED晶粒之塑膠會吸收270nm之UVC,須以石英封裝。目前已解決封裝散熱與石英原料來源問題。我們用照射過不同時間長短的HCoV-229E進行細胞溶斑測試,結果顯示適當波長與能量下,經UVC-LED照射32秒,即可完全消除病毒的感染力。即使只照射4秒,也可使感染力降低100倍。我們研究開發了創新的穿戴式裝置之呼吸偵測技術,偵測吸氣與呼氣的不同,可於吸氣時打開光源,呼氣時關掉光源。大幅減少UV-C光能量,更安全,也能省電以及散熱。目前已獲得合適之UVC-LED大約250枚,足以進行小批量的生產測試及送審。本穿戴式裝置已獲得數種新型與發明專利。
團隊簡介
林伯剛
學歷 國立陽明大學醫學系畢業
現職 國立陽明交通大學醫學系副教授 / 台北榮總視網膜科主任
經歷

國立陽明交通大學醫學系副教授 / 台北榮總視網膜科主任

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