Почему сложно определить лучший материал для самодельной маски для лица от коронавируса

Переменные ткани, подгонка и поведение пользователя могут влиять на то, насколько хорошо маска может блокировать распространение вируса.

Керри Янсен

7 АПРЕЛЯ 2020 ГОДА

В связи с быстрым ростом числа случаев COVID-19 в США и растущим количеством доказательств того, что вирус, ответственный за SARS-CoV-2, может передаваться инфицированными людьми до того, как у них появятся симптомы, Центры США по контролю и профилактике заболеваний рекомендовали 3 апреля, чтобы люди в общественных местах носить тканевые маски для лица. Это руководство представляет собой отход от предыдущей позиции центра, согласно которой здоровым людям необходимо носить маски только при уходе за больным. Рекомендация также последовала за недавними призывами экспертов по социальным сетям и другим платформам к широкой общественности надевать немедицинские тканевые маски, чтобы помочь снизить передачу нового коронавируса.

«Представители широкой общественности должны носить немедицинские тканевые маски для лица, когда выходят на улицу, в рамках одной дополнительной общественной попытки замедлить распространение вируса», - написал 29 марта в Твиттере Том Инглесби, директор Центра безопасности здоровья Джона Хопкинса.

ПОДДЕРЖКА НЕКОММЕРЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ ЖУРНАЛИСТИКИ
C&EN опубликовало эту историю и все материалы об эпидемии коронавируса в свободном доступе во время вспышки, чтобы информировать общественность. Чтобы поддержать нас:
ПОЖЕРТВОВАТЬ ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ ПОДПИСАТЬСЯ

Эти эксперты надеются, что эта мера снизит скорость передачи заболеваний, добавив дополнительный уровень защиты в местах, где социальное дистанцирование затруднено, таких как продуктовые магазины, при одновременном резервировании ограниченных запасов защитного оборудования медицинского класса для медицинских работников.

Интернет бурно развивается с помощью выкроек для пошива масок и советов о том, какие материалы лучше всего использовать, но остается много безответных вопросов о том, как именно распространяется SARS-CoV-2 и какие преимущества может принести широкое ношение немедицинских масок отдельным лицам и общественности. Эксперты предупреждают, что из-за различий в материалах домашнего обихода, дизайне масок и особенностях ношения масок такая практика не может заменить социальное дистанцирование.

«Крайне важно подчеркнуть, что сохранение 6 футов социального дистанцирования остается важным для замедления распространения вируса», - говорится на веб-странице CDC об использовании тканевых покрытий для лица.

Понимание того, что маска должна делать для защиты владельца и окружающих, начинается с понимания того, как распространяется SARS-CoV-2. Эксперты считают, что люди передают вирус другим в первую очередь через дыхательные пути. Эти инфекционные шарики слюны и слизи, выделяемые при разговоре и кашле, относительно большие и перемещаются на ограниченные расстояния - они, как правило, оседают на земле и других поверхностях в пределах 1-2 м, хотя по крайней мере одно исследование показало, что чихание и кашель могут способствовать их дальше (Indoor Air 2007, DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2007.00469.x). Ученые еще не пришли к единому мнению о том, может ли вирус SARS-CoV-2 также распространяться через более мелкие аэрозоли, которые могут распространяться дальше и задерживаться в воздухе. В одном эксперименте исследователи обнаружили, что вирус может оставаться заразным в аэрозолях в течение 3 часов в контролируемых лабораторных условиях (N. Engl. J. Med. 2020, DOI: 10.1056 / NEJMc2004973). Но у этого исследования есть ограничения. Как отметила Всемирная организация здравоохранения, исследователи использовали специальное оборудование для создания аэрозолей, которые «не отражают нормальные условия кашля человека».

Самодельные и другие немедицинские тканевые маски будут функционировать как хирургические маски, которые предназначены для минимизации распространения микробов на окружающих людей и поверхностей, блокируя респираторные выбросы от носителя. Выбросы в дыхательные пути включают слюну и капли слизи, а также аэрозоли. Эти маски, часто сделанные из бумаги или других нетканых материалов, свободно облегают лицо и позволяют воздуху просачиваться по краям, когда пользователь вдыхает. В результате они не считаются надежной защитой от вдыхания вируса.

Напротив, плотно прилегающие маски N95 предназначены для защиты пользователя, улавливая инфекционные частицы в сложных слоях чрезвычайно тонких полипропиленовых волокон. Эти волокна также обладают электростатическим зарядом, что обеспечивает дополнительную «липкость» при сохранении воздухопроницаемости. Маски N95, которые при правильном использовании могут фильтровать не менее 95% мелких частиц в воздухе, имеют решающее значение для безопасности медицинских работников, которые регулярно сталкиваются с инфицированными людьми.

Способность блокировать респираторные выбросы - как это могут сделать тканевые маски и хирургические маски - важна из-за растущих доказательств того, что люди, инфицированные SARS-CoV-2, но имеющие легкие симптомы или бессимптомные, могут невольно распространять вирус.

«Одна из проблем, связанных с вирусом, вызывающим COVID-19, заключается в том, что иногда у людей могут быть очень легкие симптомы, которые они могут даже не заметить, но на самом деле они очень заразны», - говорит Лаура Циммерманн, директор клинической профилактической медицины Медицинская группа Университета Раша в Чикаго. «И поэтому они активно распространяют вирус и потенциально могут заразить других».

Циммерманн говорит, что члены медицинского сообщества Чикаго обсуждали возможность раздавать больным тканевые маски вместо хирургических масок, чтобы сэкономить средства индивидуальной защиты (СИЗ). «Тканевая маска действительно может помочь, если у кого-то есть какая-то инфекция, и вы пытаетесь сдержать капли», - говорит она.

В недавнем сообщении международная группа исследователей сообщает, что хирургические маски могут значительно уменьшить количество вируса, выбрасываемого в воздух людьми с респираторными заболеваниями, включая инфекции, вызванные другими коронавирусами (Nat. Med.2020, DOI: 10.1038 / s41591-020 -0843-2).

Некоторые эксперты, поощряющие широкое ношение немедицинских масок, отмечают, что некоторые страны, которые успешно справились со своими вспышками, также применили эту практику. «Маски для лица широко используются представителями общественности в некоторых странах, которые успешно справились со своими вспышками, включая Южную Корею и Гонконг», - говорится в отчете Американского института предпринимательства от 29 марта об ответных мерах на коронавирус в США.

Линси Марр, эксперт в области передачи заболеваний воздушно-капельным путем из Политехнического института Вирджинии и государственного университета, говорит, что ее мышление изменилось в последние недели, и она больше не считает, что маски должны носить только больные люди. Хотя некоторые маски для лица могут помочь снизить подверженность человека воздействию вирусов, по ее словам, основной целью будет сокращение распространения SARS-CoV-2 от инфицированных людей.

«Если все будут носить маски, то меньше вируса будет распространяться по воздуху и по поверхностям, и риск передачи должен быть ниже», - написала она в электронном письме в C&EN перед новой рекомендацией CDC.

Но люди, рассматривающие возможность изготовления маски самостоятельно, сталкиваются с множеством вариантов дизайна и выбора ткани, и может быть нелегко определить, какие из них будут наиболее эффективными. Нил Лангерман, эксперт по химической безопасности, который в настоящее время консультирует компании по мерам защиты от коронавируса, отмечает, что проницаемость бытовых материалов может варьироваться в широких пределах и непредсказуемо, что затрудняет окончательное определение того, какой материал лучше всего подходит для самодельной маски для лица. Насколько плотно сплетен материал, может быть важным фактором, а также от типа используемых волокон. Например, натуральные волокна могут набухать при воздействии влаги из дыхания человека, что непредсказуемо изменяет характеристики ткани. Также существует неизбежный компромисс между размером пор в ткани и воздухопроницаемостью - через наименее пористые материалы также будет труднее дышать. Производитель Gore-Tex, легкого микропористого материала, обычно используемого для верхней одежды, получил шквал вопросов о том, сможет ли этот материал эффективно фильтровать SARS-CoV-2. Компания выпустила заявление, в котором предостерегает от использования материала для самодельных масок из-за недостаточного притока воздуха.

«Сложность в том, что разные ткани имеют разные характеристики, и, кажется, на рынке существует так много вариантов», - написал в Твиттере Ян Ван, исследователь аэрозолей из Университета науки и технологий Миссури. Ван входит в число исследователей, собирающих предварительные данные о фильтрации немедицинских материалов в свете текущей вспышки.

Ученые ранее выдвигали идею использования импровизированных масок для борьбы с быстро распространяющимся вирусным заболеванием, а в нескольких существующих исследованиях оценивалась эффективность фильтрации различных бытовых материалов. Одно исследование общедоступных тканей, включая несколько типов футболок, толстовок, полотенец и даже нагрудный платок, показало, что материалы блокируют от 10% до 60% аэрозольных частиц, аналогичных по размеру респираторным выбросам, что соответствует эффективность фильтрации некоторых хирургических масок и респираторов (Ann. Occup. Hyg. 2010, DOI: 10.1093 / annhyg / meq044). Какой импровизированный материал лучше всего фильтрует частицы, зависит от размера и скорости исследуемых частиц. Исследования также отмечают, что посадка маски и способ ее ношения могут значительно повлиять на ее эффективность, что трудно воспроизвести в лабораторных условиях.

CDC рекомендует использовать несколько слоев ткани для покрытия лица. На видео главный хирург США Джером Адамс демонстрирует, как сделать такую ​​маску из предметов, которые можно найти в доме, например, из старой футболки.

Несмотря на различную эффективность самодельных масок, есть некоторые свидетельства того, что даже частичное сокращение распространения частиц может помочь снизить скорость передачи болезней среди населения. В исследовании 2008 года исследователи из Нидерландов обнаружили, что, хотя импровизированные маски не так эффективны, как личные респираторы, «любой тип общего использования маски может снизить воздействие вирусов и риск заражения на популяционном уровне, несмотря на несовершенную подгонку и несовершенную форму. приверженность »(PLOS One 2008, DOI: 10.1371 / journal.pone.0002618).

Лангерман говорит, что его основная проблема, связанная с ношением масок широкой публикой, заключается в том, что, как и в случае с любыми другими средствами индивидуальной защиты, использование маски может дать владельцу ложное чувство безопасности, и они могут быть менее строгими с другими мерами предосторожности. Эксперты подтвердили важность поддержания физического расстояния не менее 6 футов (1,83 м) от других людей, независимо от того, проявляют ли они симптомы или нет. Лангерман предостерегает от чрезмерного доверия самодельным тканевым маскам для защиты себя или других.

«Вот к чему все сводится», - говорит он. «Если человек собирается сделать свой собственный респиратор, полностью ли он понимает риски, связанные с их выбором, чтобы, по крайней мере, знать, какие компромиссы они выбрали? Я не уверен, что ответ будет положительным ».


Время публикации: декабрь-30-2020