Hvorfor det bedste materiale til en hjemmelavet coronavirus ansigtsmaske er svært at identificere

Variabler i stoffer, pasform og brugeradfærd kan påvirke, hvor godt en maske kan blokere virusspredningen

af Kerri Jansen

7. APRIL 2020

Da tilfælde af COVID-19 voksede hurtigt i USA og voksende bevis for, at den virusansvarlige, SARS-CoV-2, kan spredes af inficerede mennesker, før de udvikler symptomer, anbefalede de amerikanske centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse den 3. april, at folk bære ansigtsbeklædninger på klud på offentlige steder. Denne vejledning er et skift fra centrets tidligere holdning, hvor sunde mennesker kun havde brug for at bære masker, når de tog sig af en syg. Anbefalingen følger også nylige opfordringer fra eksperter på sociale medier og andre platforme til offentligheden om at påføre ikke-medicinske klædemasker for at hjælpe med at reducere transmissionen af ​​det nye coronavirus.

”Medlemmer af offentligheden bør bære ansigtsmasker, der ikke er medicinske, når de går ud i offentligheden i en yderligere samfundsmæssig indsats for at bremse spredningen af ​​virussen,” tweetede Tom Inglesby, direktør for Johns Hopkins Center for Health Security, den 29. marts.

STØTT JOURNALISME FOR IKKE-PROFIT SCIENCE
C&EN har gjort denne historie og al sin dækning af coronavirusepidemien frit tilgængelig under udbruddet for at holde offentligheden informeret. For at støtte os:
DONER TILMELD TILMELD

Disse eksperter håber, at foranstaltningen vil reducere hastigheden af ​​sygdomsoverførsel ved at tilføje et ekstra beskyttelseslag på steder, hvor social afstand er vanskelig, såsom købmandsforretninger, mens de forbeholder sig begrænset forsyning af beskyttelsesudstyr af medicinsk kvalitet til sundhedspersonale.

Internettet eksploderer med masksyningsmønstre og råd om, hvilke materialer der er bedst at bruge, men der er stadig mange ubesvarede spørgsmål om, hvordan nøjagtigt SARS-CoV-2 spreder sig, og hvilken fordel udbredt brug af ikke-medicinske masker kan tilbyde enkeltpersoner og offentligheden. På grund af den iboende variation i husholdningsmaterialer, maske design og maske-iført adfærd advarer eksperter om, at denne praksis ikke er erstatning for social afstand.

”Det er vigtigt at understrege, at opretholdelse af en social fodring på 6 fod stadig er vigtig for at bremse spredningen af ​​virussen,” ifølge CDC's webside om brugen af ​​ansigtsbeklædninger til klud.

At forstå, hvad en maske skal gøre for at beskytte bæreren og dem omkring dem, begynder med at forstå, hvordan SARS-CoV-2 spreder sig. Eksperter tror, ​​at folk overfører virussen til andre primært gennem åndedrætsdråber. Disse smitsomme kugler af spyt og slim, udvist ved at tale og hoste, er relativt store og bevæger sig begrænsede afstande - de har tendens til at slå sig ned på jorden og andre overflader inden for 1-2 m, selvom mindst en undersøgelse har antydet, at nysen og hosten kan drive dem længere (Indoor Air 2007, DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2007.00469.x). Forskere har endnu ikke opnået enighed om, hvorvidt SARS-CoV-2-virus også kan sprede sig gennem mindre aerosoler, som har potentialet til at sprede sig længere og dvæle i luften. I et eksperiment fandt forskere, at virussen kan forblive smitsom i aerosoler i 3 timer under kontrollerede laboratorieforhold (N. Engl. J. Med. 2020, DOI: 10.1056 / NEJMc2004973). Men denne undersøgelse har begrænsninger. Som Verdenssundhedsorganisationen bemærkede, brugte forskerne specialudstyr til at generere aerosolerne, som "ikke afspejler normale humane hosteforhold."

Hjemmelavede og andre ikke-medicinske stofmasker fungerer som kirurgiske masker, der er designet til at minimere spredningen af ​​bærerens bakterier til omgivende mennesker og overflader ved at blokere luftvejsemissioner fra bæreren. Åndedrætsemissioner inkluderer spyt- og slimdråber samt aerosoler. Disse masker, ofte lavet af papir eller andre ikke-vævede materialer, passer løst omkring ansigtet og tillader luft at sive ind rundt om kanterne, når brugeren indånder. Som et resultat betragtes de ikke som pålidelig beskyttelse mod inhalation af virussen.

I modsætning hertil er tætmonterede N95-masker designet til at beskytte bæreren ved at fange infektiøse partikler i komplekse lag af ekstremt fine polypropylenfibre. Disse fibre er også elektrostatisk ladede for at give ekstra "klæbrighed" og samtidig bevare åndbarheden. N95-masker, som, hvis de anvendes korrekt, kan filtrere mindst 95% af små luftbårne partikler, er kritiske for sikkerheden for sundhedspersonale, der regelmæssigt støder på inficerede mennesker.

Evnen til at blokere luftvejsemissioner - som tøjmasker og kirurgiske masker kan - er vigtig på grund af voksende beviser for, at mennesker, der er inficeret med SARS-CoV-2, men som har milde symptomer eller er asymptomatiske, uforvarende kan sprede virussen.

"En af udfordringerne med virussen, der forårsager COVID-19, er, at nogle gange kan folk have meget milde symptomer, som de måske ikke engang bemærker, men de er faktisk meget smitsomme," siger Laura Zimmermann, direktøren for klinisk forebyggende medicin til Rush University Medical Group i Chicago. "Og så kaster de aktivt virussen ud og kan potentielt inficere andre."

Zimmermann siger, at medlemmer af Chicagos sundhedsvæsen har diskuteret potentialet til at distribuere stofmasker til syge patienter snarere end kirurgiske masker for at bevare PPE-forsyninger. ”Tøjmasken kan virkelig hjælpe, hvis nogen har en form for infektion, og du forsøger at grundlæggende indeholde dråberne,” siger hun.

I en nylig meddelelse rapporterer et internationalt team af forskere, at kirurgiske masker kan reducere mængden af ​​virus, der frigives i luften betydeligt af mennesker med luftvejssygdomme, herunder infektioner af andre coronavirus (Nat. Med.2020, DOI: 10.1038 / s41591-020 -0843-2).

Nogle eksperter, der tilskynder til udbredt brug af ikke-medicinske masker, påpeger, at nogle lande, der med succes har kontrolleret deres udbrud, også har brugt denne praksis. ”Ansigtsmasker bruges i vid udstrækning af offentligheden i nogle lande, der med succes har styret deres udbrud, herunder Sydkorea og Hong Kong,” ifølge en rapport fra den 29. marts om det amerikanske coronavirus-svar fra American Enterprise Institute.

Linsey Marr, en ekspert i transmission af luftbåren sygdom ved Virginia Polytechnic Institute og State University, siger, at hendes tankegang har udviklet sig i de seneste uger, og hun mener ikke længere kun syge mennesker skal bære masker. Selvom nogle ansigtsmasker kan hjælpe med at reducere bærerens eksponering for vira, siger hun, ville det primære mål være at reducere spredningen af ​​SARS-CoV-2 fra inficerede individer.

”Hvis alle bærer masker, spredes mindre virus gennem luften og på overflader, og risikoen for transmission skal være lavere,” skrev hun i en e-mail til C&EN forud for CDC's nye anbefaling.

Men folk, der overvejer at lave deres egen maske, står over for mange muligheder inden for design og stofvalg, og det er måske ikke let at bestemme, hvilke muligheder der er mest effektive. Neal Langerman, en kemikaliesikkerhedsekspert, der i øjeblikket rådgiver virksomheder om koronavirusbeskyttelsesforanstaltninger, bemærker, at permeabiliteten af ​​husholdningsmaterialer kan variere meget og på uforudsigelige måder, hvilket gør det svært at bestemme, hvilket materiale der er bedst til en hjemmelavet ansigtsmaske. Hvor tæt et materiale er vævet kan være en faktor såvel som den anvendte fibertype. For eksempel kan naturlige fibre svulme op, når de udsættes for fugt fra en persons vejrtrækning, og ændre stoffets ydeevne på uforudsigelige måder. Der er også en iboende kompromis mellem størrelsen på porerne i stoffet og åndbarheden - de mindst porøse materialer vil også være sværere at trække vejret igennem. Producenten af ​​Gore-Tex, et let, mikroporøst materiale, der almindeligvis bruges til udendørs tøj, modtog en strøm af forespørgsler om, hvorvidt materialet effektivt ville filtrere SARS-CoV-2. Virksomheden udgav en erklæring, der advarede mod at bruge materialet til hjemmelavede ansigtsmasker på grund af utilstrækkelig luftstrøm.

”Vanskeligheden er, at forskellige stoffer har forskellige specifikationer, og der ser ud til at være så mange muligheder på markedet,” tweetede Yang Wang, en aerosolforsker ved Missouri University of Science and Technology. Wang er blandt forskerne, der indsamler foreløbige data om filtrering af ikke-medicinske materialer i lyset af det aktuelle udbrud.

Forskere har tidligere rejst ideen om at bruge improviserede masker til at imødegå en hurtigt spredende virussygdom, og adskillige eksisterende undersøgelser har vurderet filtreringseffektiviteten af ​​forskellige husholdningsmaterialer. En undersøgelse af almindeligt tilgængelige stoffer, herunder flere typer T-shirts, sweatshirts, håndklæder og endda en lommekvadrat, fandt, at materialerne var blokeret mellem 10% og 60% af aerosolpartikler, der svarer i størrelse til luftvejsemissioner, hvilket er i tråd med filtreringseffektiviteten af ​​nogle kirurgiske masker og støvmasker (Ann. Occup. Hyg. 2010, DOI: 10.1093 / annhyg / meq044). Hvilket improviseret materiale, der filtrerede partikler bedst, varierede afhængigt af testpartiklernes størrelse og hastighed. Undersøgelser bemærker også, at en masks pasform og hvordan den bæres drastisk kan påvirke dens effektivitet, noget der er vanskeligt at replikere under laboratorieforhold.

CDC anbefaler at bruge flere lag stof til at dække ansigtet. I en video demonstrerer den amerikanske kirurg general Jerome Adams, hvordan man laver en sådan maske af genstande, der findes rundt om i hjemmet, såsom en gammel T-shirt.

På trods af variationen i hjemmelavet maskeeffektivitet er der noget bevis for, at selv en delvis reduktion i partikelspredning kan hjælpe med at reducere hastigheden af ​​sygdomsoverførsel over en befolkning. I en undersøgelse fra 2008 fandt forskere i Holland, at selvom improviserede masker ikke var så effektive som personlige åndedrætsværn, “vil enhver form for generel maskebrug sandsynligvis mindske viral eksponering og infektionsrisiko på et befolkningsniveau på trods af ukompliceret pasform og ufuldkommen tilslutning ”(PLOS One 2008, DOI: 10.1371 / journal.pone.0002618).

Langerman siger, at hans primære bekymring i forhold til offentligheden, der bærer masker, er, at som med enhver personlig beskyttelsesmiddel kan brug af ansigtsmaske give bæreren en falsk følelse af sikkerhed, og de kan være mindre strenge med andre forholdsregler. Eksperter har gentaget vigtigheden af ​​at opretholde en fysisk afstand på 1,83 m eller længere væk fra andre mennesker, uanset om de udviser symptomer eller ej. Langerman advarer mod at lægge for meget tillid til hjemmelavede stofmasker for at beskytte sig selv eller andre.

”Det er, hvad dette kommer ned på,” siger han. ”Hvis en person skal lave sit eget åndedrætsværn, forstår de fuldt ud risiciene i deres valg, så de i det mindste ved, hvad kompromiserne er, som de har valgt? Jeg er ikke sikker på, at svaret på det vil være ja. ”


Indlægstid: Dec-30-2020