Waarom het beste materiaal voor een zelfgemaakt coronavirus-gezichtsmasker is, is moeilijk te achterhalen

Variabelen in stoffen, pasvorm en gebruikersgedrag kunnen van invloed zijn op hoe goed een masker de verspreiding van het virus kan blokkeren

door Kerri Jansen

7 APRIL 2020

Met gevallen van COVID-19 die snel groeien in de VS en toenemende aanwijzingen dat het verantwoordelijke virus, SARS-CoV-2, kan worden verspreid door geïnfecteerde mensen voordat ze symptomen ontwikkelen, adviseerde de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention op 3 april dat mensen draag stoffen gezichtsbedekking op openbare plaatsen. Deze richtlijn is een verschuiving van het standpunt van het centrum dat gezonde mensen alleen maskers hoefden te dragen bij de zorg voor iemand die ziek is. De aanbeveling volgt ook op recente oproepen van experts op sociale media en andere platforms voor het grote publiek om niet-medische, stoffen maskers op te zetten om de overdracht van het nieuwe coronavirus te helpen verminderen.

"Leden van het grote publiek zouden niet-medische stoffen gezichtsmaskers moeten dragen wanneer ze in het openbaar uitgaan, in een extra maatschappelijke inspanning om de verspreiding van het virus te vertragen," tweette Tom Inglesby, directeur van het Johns Hopkins Center for Health Security, op 29 maart.

STEUN NIET-PROFIT WETENSCHAPPELIJKE JOURNALISTIEK
C&EN heeft dit verhaal en alle berichtgeving over de coronavirusepidemie tijdens de uitbraak gratis beschikbaar gemaakt om het publiek op de hoogte te houden. Om ons te steunen:
SCHENK LID WORDEN

Deze deskundigen hopen dat de maatregel de mate van overdracht van ziekten zal verminderen door een extra beschermingslaag toe te voegen op plaatsen waar het moeilijk is om afstand te nemen, zoals supermarkten, terwijl er beperkte voorraden medische beschermingsmiddelen worden gereserveerd voor gezondheidswerkers.

Het internet explodeert met naaipatronen voor maskers en advies over welke materialen het beste te gebruiken zijn, maar er blijven veel onbeantwoorde vragen over hoe SARS-CoV-2 zich precies verspreidt en welk voordeel het wijdverbreide dragen van niet-medische maskers kan bieden aan individuen en het publiek. Vanwege de inherente variabiliteit in huishoudelijke materialen, maskerontwerp en maskerdraaggedrag, waarschuwen experts dat de praktijk geen vervanging is voor sociale afstandelijkheid.

"Het is van cruciaal belang om te benadrukken dat het handhaven van een sociale afstand van 1,8 meter belangrijk blijft om de verspreiding van het virus te vertragen", aldus de webpagina van de CDC over het gebruik van stoffen gezichtsbedekkingen.

Begrijpen wat een masker moet doen om de drager en degenen om hen heen te beschermen, begint met begrijpen hoe SARS-CoV-2 zich verspreidt. Experts denken dat mensen het virus voornamelijk via ademhalingsdruppels aan anderen doorgeven. Deze besmettelijke klodders speeksel en slijm, verdreven door praten en hoesten, zijn relatief groot en leggen beperkte afstanden af ​​- ze hebben de neiging zich op de grond en andere oppervlakken binnen 1 à 2 m te nestelen, hoewel ten minste één studie heeft gesuggereerd dat niezen en hoesten kunnen voortstuwen ze verder (Indoor Air 2007, DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2007.00469.x). Wetenschappers hebben nog geen consensus bereikt over de vraag of het SARS-CoV-2-virus zich ook kan verspreiden via kleinere aerosolen, die zich verder kunnen verspreiden en in de lucht kunnen blijven hangen. In één experiment ontdekten onderzoekers dat het virus onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden 3 uur infectieus kan blijven in aerosolen (N. Engl. J. Med. 2020, DOI: 10.1056 / NEJMc2004973). Maar deze studie heeft beperkingen. Zoals de Wereldgezondheidsorganisatie opmerkte, gebruikten de onderzoekers gespecialiseerde apparatuur om de aërosolen te genereren, die "niet overeenkomt met de normale hoestomstandigheden bij mensen".

Zelfgemaakte en andere niet-medische stoffen maskers zouden functioneren als chirurgische maskers, die zijn ontworpen om de verspreiding van de ziektekiemen van de drager naar omringende mensen en oppervlakken te minimaliseren door de ademhalingsemissies van de drager te blokkeren. Ademhalingsemissies omvatten speeksel- en slijmdruppels, evenals aerosolen. Deze maskers, vaak gemaakt van papier of ander niet-geweven materiaal, passen losjes rond het gezicht en laten lucht langs de randen naar binnen lekken wanneer de gebruiker inademt. Als gevolg hiervan worden ze niet beschouwd als betrouwbare bescherming tegen inademing van het virus.

Daarentegen zijn nauw passende N95-maskers ontworpen om de drager te beschermen door infectieuze deeltjes op te sluiten in complexe lagen van uiterst fijne polypropyleenvezels. Deze vezels worden ook elektrostatisch geladen om voor extra "plakkerigheid" te zorgen met behoud van ademend vermogen. N95-maskers, die bij correct gebruik ten minste 95% van de kleine deeltjes in de lucht kunnen filteren, zijn cruciaal voor de veiligheid van gezondheidswerkers die regelmatig geïnfecteerde mensen tegenkomen.

Het vermogen om ademhalingsemissies te blokkeren - zoals stoffen maskers en chirurgische maskers dat kunnen - is belangrijk vanwege groeiend bewijs dat mensen die besmet zijn met SARS-CoV-2 maar die milde symptomen hebben of asymptomatisch zijn, het virus onbewust kunnen verspreiden.

"Een van de uitdagingen met het virus dat COVID-19 veroorzaakt, is dat mensen soms zeer milde symptomen kunnen hebben die ze misschien niet eens opmerken, maar die in feite zeer besmettelijk zijn", zegt Laura Zimmermann, de directeur van klinische preventieve geneeskunde voor de Rush University Medical Group in Chicago. "En dus werpen ze actief het virus af en kunnen ze mogelijk anderen infecteren."

Zimmermann zegt dat leden van de gezondheidsgemeenschap in Chicago de mogelijkheid hebben besproken om stoffen maskers aan zieke patiënten te verdelen in plaats van chirurgische maskers, om persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) te sparen. "Het stoffen masker kan echt helpen als iemand een infectie heeft, en je probeert de druppels in feite in te dammen", zegt ze.

In een recente mededeling meldt een internationaal team van onderzoekers dat chirurgische maskers de hoeveelheid virus die in de lucht vrijkomt door mensen met aandoeningen van de luchtwegen, waaronder infecties door andere coronavirussen, aanzienlijk kunnen verminderen (Nat. Med. 2020, DOI: 10.1038 / s41591-020) -0843-2).

Sommige deskundigen die het wijdverbreid dragen van niet-medische maskers aanmoedigen, wijzen erop dat sommige landen die hun uitbraken met succes hebben gecontroleerd, deze praktijk ook hebben toegepast. "Gezichtsmaskers worden op grote schaal gebruikt door leden van het publiek in sommige landen die met succes hun uitbraken hebben beheerd, waaronder Zuid-Korea en Hong Kong", aldus een rapport van 29 maart over de reactie van het Amerikaanse coronavirus van het American Enterprise Institute.

Linsey Marr, een expert in de overdracht van ziekten via de lucht aan het Virginia Polytechnic Institute en de State University, zegt dat haar denken de afgelopen weken is geëvolueerd en dat ze niet langer vindt dat alleen zieke mensen maskers zouden moeten dragen. Hoewel sommige gezichtsmaskers de blootstelling van de drager aan virussen kunnen helpen verminderen, zegt ze, zou het primaire doel zijn om de verspreiding van SARS-CoV-2 door geïnfecteerde personen te verminderen.

"Als iedereen maskers draagt, zal er minder virus door de lucht en op oppervlakken worden verspreid, en zou het risico van overdracht lager moeten zijn", schreef ze in een e-mail aan C&EN voorafgaand aan de nieuwe aanbeveling van de CDC.

Maar mensen die overwegen om hun eigen masker te maken, worden geconfronteerd met veel opties in ontwerp en stofkeuze, en het is misschien niet eenvoudig om te bepalen welke opties het meest effectief zijn. Neal Langerman, een chemische veiligheidsexpert die momenteel bedrijven adviseert over beschermingsmaatregelen tegen het coronavirus, merkt op dat de doorlaatbaarheid van huishoudelijke materialen sterk en op onvoorspelbare manieren kan variëren, waardoor het moeilijk is om definitief te bepalen welk materiaal het beste is voor een zelfgemaakt gezichtsmasker. Hoe strak een materiaal is geweven, kan een factor zijn, evenals het type vezels dat wordt gebruikt. Natuurlijke vezels kunnen bijvoorbeeld opzwellen wanneer ze worden blootgesteld aan vocht uit iemands adem, waardoor de prestaties van de stof op onvoorspelbare manieren veranderen. Er is ook een inherente wisselwerking tussen de grootte van de poriën in de stof en het ademend vermogen - de minst poreuze materialen zullen ook moeilijker te ademen zijn. De fabrikant van Gore-Tex, een lichtgewicht, microporeus materiaal dat veel wordt gebruikt voor outdoorkleding, kreeg een hoop vragen of het materiaal effectief SARS-CoV-2 zou filteren. Het bedrijf heeft een waarschuwing uitgegeven tegen het gebruik van het materiaal voor zelfgemaakte gezichtsmaskers vanwege onvoldoende luchtstroom.

"De moeilijkheid is dat verschillende stoffen verschillende specificaties hebben, en er lijken zo veel opties op de markt te zijn", tweette Yang Wang, een aerosols-onderzoeker aan de Missouri University of Science and Technology. Wang is een van de onderzoekers die voorlopige gegevens verzamelt over de filtratie van niet-medische materialen in het licht van de huidige uitbraak.

Wetenschappers hebben eerder het idee geopperd om geïmproviseerde maskers te gebruiken om een ​​zich snel verspreidende virale ziekte tegen te gaan, en verschillende bestaande onderzoeken hebben de filtratie-efficiëntie van verschillende huishoudelijke materialen geëvalueerd. Een studie van algemeen verkrijgbare stoffen, waaronder meerdere soorten T-shirts, sweatshirts, handdoeken en zelfs een pochet, ontdekte dat de materialen tussen 10% en 60% van de aerosoldeeltjes blokkeerden die qua grootte vergelijkbaar waren met ademhalingsemissies, wat overeenkomt met de filtratie-efficiëntie van sommige chirurgische maskers en stofmaskers (Ann. Occup. Hyg. 2010, DOI: 10.1093 / annhyg / meq044). Welk geïmproviseerd materiaal deeltjes het beste filterde, varieerde afhankelijk van de grootte en snelheid van de testdeeltjes. Studies wijzen er ook op dat de pasvorm van een masker en hoe het wordt gedragen, de effectiviteit ervan drastisch kan beïnvloeden, iets dat moeilijk te repliceren is in laboratoriumomstandigheden.

De CDC raadt aan om meerdere lagen stof te gebruiken om een ​​gezichtsbedekking te maken. In een video laat de Amerikaanse chirurg-generaal Jerome Adams zien hoe je zo'n masker kunt maken van voorwerpen die je in huis vindt, zoals een oud T-shirt.

Ondanks de variabiliteit in de effectiviteit van zelfgemaakte maskers, zijn er aanwijzingen dat zelfs een gedeeltelijke vermindering van de deeltjesverspreiding de snelheid van overdracht van ziekten over een populatie kan helpen verminderen. In een onderzoek uit 2008 ontdekten onderzoekers in Nederland dat, hoewel geïmproviseerde maskers niet zo effectief waren als persoonlijke ademhalingsmaskers, "elk type algemeen maskergebruik waarschijnlijk de virale blootstelling en het infectierisico op populatieniveau vermindert, ondanks een onvolmaakte pasvorm en een adherence ”(PLOS One 2008, DOI: 10.1371 / journal.pone.0002618).

Langerman zegt dat zijn grootste zorg met betrekking tot het dragen van maskers door het grote publiek is dat het gebruik van een gezichtsmasker, net als bij elke PBM, de drager een vals gevoel van veiligheid kan geven, en dat ze mogelijk minder rigoureus zijn met andere voorzorgsmaatregelen. Deskundigen hebben herhaald hoe belangrijk het is om een ​​fysieke afstand van 1,83 m (6 ft) of verder van andere mensen aan te houden, of ze nu symptomen vertonen of niet. Langerman waarschuwt ervoor om niet te veel vertrouwen te stellen in zelfgemaakte stoffen maskers om zichzelf of anderen te beschermen.

"Daar komt dit op neer", zegt hij. “Als iemand zijn eigen gasmasker gaat maken, begrijpen ze dan volledig de risico's van hun selectie, zodat ze tenminste weten wat de compromissen zijn waarvoor ze hebben gekozen? Ik weet niet zeker of het antwoord daarop ja zal zijn. "


Posttijd: 30 december 2020