Chociaż maski z tkaniny zostały powszechnie przyjęte, wiele osób wciąż ma pytania na ich temat. (Usplash/Vera Davidova)
Maski na twarz ograniczyć rozprzestrzenianie się wirusów przenoszony z wydzielinami oddechowymi. Chociaż maski z tkaniny są niedoskonałe, powszechne stosowanie niedoskonałych masek może potencjalnie spowodować dużą różnicę w przenoszeniu wirusa.
Zaczęliśmy czytać badania dotyczące masek materiałowych i osłon twarzy na początku pandemii, szukając sposobów ochrony naszych wrażliwych pacjentów dializowanych i nasz personel dializacyjny. Znaleźliśmy łącznie 25 badań, zalecał używanie masek i podsumował nasze ustalenia w recenzowanej publikacji. Stworzyliśmy również opartą na dowodach witrynę internetową o prostym języku (www.clothmasks.ca), aby ułatwić użytkownikom poruszanie się po tym obszarze.
Chociaż stosowanie masek zostało powszechnie przyjęte, wiele osób wciąż ma pytania na ich temat.
Widzę spacje w tkaninie. Jak może zatrzymać cząsteczki?
Wirus wywołujący COVID-19 to ok 0.1 mikrometra średnicy. (Mikrometr (µm) to jedna tysięczna milimetra.) Otwory w tkaninie są widoczne gołym okiem i mogą być średnicy od 200 do XNUMX mikrometrów. To sprzeczne z intuicją, że tkanina może być przydatna w tym otoczeniu – porównuje się to do stawiania ogrodzenia z siatki, aby powstrzymać komary. Jednak ta analogia jest błędna pod wieloma względami.
Zgodnie z nauką o aerozolach, ilekroć ciecz unosi się w powietrzu, jest to technicznie aerozol, ale w innych dyscyplinach słowo „kropla” oznacza gruboziarnistą cząsteczkę o wielkości pięciu mikrometrów lub większą, a „aerozol” rezerwuje się dla drobnych cząstek mniejszych niż pięć mikrometrów efektywnej średnicy.
Kiedy oddychamy, mówimy, jemy, kaszlemy, kichamy lub śpiewamy, emitujemy cząsteczki w poprzek zakres rozmiarów, zarówno grubych, jak i drobnych, oraz wirus jest w tych cząsteczkach. Chociaż w tkaninie są przerwy między nitkami, nici są zwykle szersze niż szczeliny.
Również na tym poziomie mikroskopowym nić ma grubość lub głębokość, więc szczelina jest bardziej tunelem niż oknem. Mikrofilamenty z pękniętych lub nieregularnych nici projekt w lukę. Cząsteczka nie jest jak komar, który może przekierować się, aby ominąć przeszkody. Cząstka z pędem wpadnie na włókno, mimo że strumień powietrza jest wokół niej skierowany, jak piłka uderzająca w ścianę — nazywa się to uderzeniem.
Ale na poziomie mikroskopowym w grę wchodzą dwa dodatkowe procesy. Cząsteczki również wypadają z powietrza — nazywa się to sedymentacją. Niektóre cząstki poruszają się losowo i ten przypadkowy ruch powoduje ich kontakt z włóknami — nazywa się to dyfuzją. Wreszcie, tkaniny można używać w wielu warstwach, dodając drugą i trzecią rękawicę, aby cząstka mogła przebiec, zanim dotrze na drugą stronę.
Nie chodzi o to, że niektóre cząsteczki mogą przeniknąć przez tkaninę, ale o to, że niektóre są blokowane.
Jakie są najlepsze materiały na maseczki z tkaniny?
Na podstawie naszego podsumowanie 25 różnych badań, tkana bawełna, co najmniej 100 nitek na cal; flanela z mieszanki bawełny lub polibawełny, co najmniej 90 nitek na cal; materiał na ściereczkę; i ciężki, dobrej jakości bawełniany materiał na T-shirty spisały się dobrze. To zalecenie opiera się na dostępnych opublikowanych danych, które nie obejmują wszystkich możliwych materiałów masek: na przykład nie znaleźliśmy wielu informacji na temat materiałów syntetycznych, więc nie wiemy, jak się porównują.
Chociaż wirus SARS-CoV-2 jest mniejszy niż przestrzenie między nitkami wielu rodzajów tkanin, noszenie maseczki z tkaniny nie przypomina próby powstrzymania komara płotem z siatki. (Pixabay)
Każde badanie, które dotyczyło nakładania warstw, wykazało, że ma to znaczenie, dlatego zalecamy, aby maski były wykonane z co najmniej dwóch warstw; trzy lub cztery mogą być jeszcze lepsze. Znaleźliśmy dowody na istnienie wielu warstw tych samych tkanin i kanapek z różnych materiałów. Nie znaleźliśmy dobrych dowodów na przydatne poziomy filtracji w przypadku filtrów jednorazowych, takich jak filtry do kawy, dlatego sugerujemy ich nieużywanie.
Na przykład, dwuwarstwowa maseczka t-shirtowa z obszytym brzegiem — co zapobiega rozciąganiu — zapobiegło przedostawaniu się 79% bakterii z jamy ustnej do środowiska podczas kaszlu. W tym samym eksperymencie nowoczesna jednorazowa maska medyczna działała w tym samym zakresie na poziomie 85%.
Dwa badania masek chirurgicznych z lat 1960. i 1970. XX wieku rozróżniały cząstki grube (czasami nazywane kropelkami) i drobne cząstki (czasami nazywane aerozolami). A czterowarstwowa maseczka bawełniana oraz maskę wykonaną z a kanapka z bawełny i flaneli zarówno bakterie w jamie ustnej w cząstkach różnej wielkości, które docierają do środowiska podczas mówienia o 99 procent, jak i bakterie w jamie ustnej w drobnych cząstkach o ok 89 procent.
To wszystko jest dobrym dowodem na to, że materiałowe nakrycia twarzy mogą zapobiegać przedostawaniu się wydzielin z dróg oddechowych do środowiska. Każda gruba lub drobna cząsteczka uwięziona w masce nie może zawisnąć w powietrzu ani spaść na powierzchnię i ją zanieczyścić. „Moja maska chroni ciebie, twoja maska chroni mnie”: jeśli wiele osób zakrywa twarz, spodziewamy się spadku prawdopodobieństwa transmisji.
Czy maseczka z tkaniny może chronić osobę, która ją nosi?
Znaleźliśmy cztery badania filtracji do wewnątrz, z których wszystkie wykazały przydatne poziomy filtracji, wszystkie z wykorzystaniem tej samej powszechnie akceptowanej technologii, która mierzy cząsteczki soli w zakresie drobnych cząstek (0.02 do 1.0 mikrometra). A badanie jednowarstwowych maseczek z ręcznika kuchennego i badanie maseczek dwuwarstwowych wykonanych z materiału T-shirt oba wykazywały co najmniej 50-procentową ochronę przed drobnymi cząstkami. Dwie maski z tkaniny z nieznanych materiałów losowo zakupione od ulicznych sprzedawców działały równie dobrze. Dla porównania, w dwóch z tych badań – przy użyciu dokładnie tych samych metod – sprawdzono, jak dobrze działają nowoczesne jednorazowe maski medyczne podczas testów na ochotnikach: filtrowały one około 80 procent drobnych cząstek.
Trzech naukowców z University of Pittsburgh stworzyło złożone maski osiem warstw wstępnie skurczonych, wysokiej jakości bawełnianych T-shirtów dopasowane do ich własnych twarzy: każda z nich filtrowała ponad 90 procent drobnych cząstek wielkości aerozolu do wewnątrz, stanowiąc dowód słuszności koncepcji zaprojektowania lepszych masek materiałowych.
Wiele obecnie używanych masek materiałowych prawdopodobnie zapewnia użyteczny poziom filtracji dla osoby, która je nosi. (Pixabay)
An eksperyment na zwierzętach z bakteriami gruźlicy dostarcza dalszych informacji. Gruźlica jest zwykle uważana za chorobę „przenoszoną drogą powietrzną”, to znaczy taką, której przenoszenie jest ważne przez aerozole lub drobne cząsteczki. Opiekując się pacjentami chorymi na gruźlicę, pracownicy służby zdrowia noszą maski N95, zapewniające wysoki poziom ochrony dróg oddechowych, aby chronić siebie i zapobiegać dalszemu przenoszeniu choroby na inne osoby. Kiedy króliki były narażone na aerozole gruźlicy w kontrolowanych warunkach, gruźlica (zainfekowane ropnie) została zmniejszona o 95 procent u królików, które nosiły ściśle dopasowane maski z gazy od trzech do sześciu warstw w porównaniu z tymi, które ich nie miały.
W związku z tym wiele obecnie używanych masek materiałowych prawdopodobnie zapewnia użyteczny poziom filtracji dla osoby je noszącej, a my mamy dowód słuszności koncepcji ulepszonych materiałów i konstrukcji masek materiałowych.
Przy jakim tempie użytkowania maski stają się korzystne?
Dwa badania modelowe przewidują, że przyjęcie 50-procentowej maski o 50-procentowej skuteczności będzie miało istotny wpływ na transmisję, a jeśli któryś z tych procentów zostanie zwiększony, transmisja zostanie jeszcze bardziej ograniczona. Musimy pracować nad zwiększeniem skuteczności masek materiałowych, ale maski, które mamy pod ręką, mogą zmienić przebieg pandemii, zwłaszcza jeśli prawie wszyscy je nosimy.
Nakazy dotyczące masek zostały nałożone w różnym czasie w różnych stanach w Stanach Zjednoczonych, tworząc naturalny eksperyment. Dzienne tempo wzrostu COVID-19 spadła o jeden procent w ciągu pierwszych pięciu dni i o dwa procent po 21 dniach od nałożenia obowiązku noszenia masek. Efekty te nie są małe: reprezentują 16 do 19 procent skutków innych znacznie bardziej inwazyjnych środków (zamykanie szkół, zakazy zgromadzeń, nakazy schronienia na miejscu oraz zamykanie restauracji, barów i miejsc rozrywki).
Podsumowując, sugeruje to, że obecnie dostępne nakrycia twarzy z materiału mogą potencjalnie ograniczyć transmisję, a gdy nałożenie nakrycia twarzy jest obowiązkowe, tempo wzrostu maleje. Instytut Metryki i Oceny Zdrowia w Seattle przewidywany na 3 września że wzrost użycia masek z obecnych 60 procent do 95 procent, w połączeniu ze zwiększonym lokalnym dystansem społecznym w razie potrzeby, zmniejszyłby globalną liczbę zgonów o trzy czwarte miliona ludzi przed końcem 2020 roku.
Czy noszenie maseczki ma jeszcze jakieś zalety?
A nowa hipoteza opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco sugerują, że maseczki z tkaniny nie tylko zmniejszają prawdopodobieństwo dotarcia organizmów zakaźnych do osoby, ale także liczbę organizmów zakaźnych — a mniejsza liczba organizmów zakaźnych prowadzi do łagodniejszej choroby.
Gromadzenie dowodów epidemiologicznych z tej pandemii sugeruje, że kiedy maski są noszone, ogólna ciężkość choroby jest mniejsza. Odsetek zarażonych, którzy pozostają bezobjawowi, jest wyższy, a prawdopodobieństwo śmierci mniejsze. W doświadczeniach na zwierzętach tak dobrze znane że inokulum (dawka zakaźna) jest związane z ciężkością choroby. Nazywa się próg, przy którym 50 procent zwierząt w grupie otrzymującej tę samą dawkę umiera z powodu infekcji śmiertelna dawka 50 (LD50).
Eksperymenty na myszach z wykorzystaniem koronawirusów MERS-CoV (bliskowschodni zespół oddechowy) i SARS-CoV-1, który spowodował wybuch SARS w 2003 r., wykazało odpowiedź na dawkę, aw MERS-CoV ustalono LD50. U chomików oddzielonych maskami chirurgicznymi między klatkami od chomików zakażonych SARS-CoV-2, zmniejszyło się nasilenie infekcji w porównaniu z chomikami niechronionymi przez maski.
Pomocne będą dalsze badania nad lepszymi maskami z tkaniny. Na Centrum Doskonałości ds. Sprzętu i Materiałów Ochronnych w McMaster, mamy nadzieję odegrać rolę w tej pracy. Jednak nawet niedoskonałe przyjęcie i niedoskonałe użycie niedoskonałych masek może mieć zaskakująco duży wpływ podczas tej pandemii. Nie pozwólmy, by lepsze było wrogiem dobrego.
O autorach
Catherine Clase, lekarz, epidemiolog, profesor nadzwyczajny, Uniwersytet McMaster; Edouard Fu, doktor nauk medycznych/doktorant w dziedzinie epidemiologii klinicznej, Uniwersytet w Leideni Juan Jesus Carrero, profesor epidemiologii, Karolinska Institute
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy
przez Bessela van der Kolka
Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce
przez Jamesa Nestora
Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała
przez Stevena R. Gundry'ego
Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się
autorstwa Joela Greene'a
Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony
autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a
Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
