布如何阻止微小的病毒? 什么是最好的面料? 他们保护穿戴者吗?

布如何阻止微小的病毒? 什么是最好的面料? 他们保护穿戴者吗?
尽管布口罩已被广泛采用,但许多人仍对它们有疑问。
(Usplash / Vera Davidova)

面具 减少病毒传播 从呼吸道分泌物传来。 尽管布口罩是不完善的,但不完善的口罩的广泛使用可能会在病毒的传播方面产生很大的不同。

在大流行开始时,我们开始阅读有关布口罩和面罩的研究,寻找保护我们的方法。 弱势透析患者 和我们的透析人员。 我们总共找到25个研究, 提倡使用口罩总结了我们的发现 在同行评审的出版物中。 我们还创建了一个基于证据的简单语言网站(www.clothmasks.ca)以帮助人们浏览该区域。

尽管口罩的使用已被广泛采用,但许多人仍对它们有疑问。

我看到布上有空隙。 如何阻止颗粒?

导致COVID-19的病毒约为 直径0.1微米。 (微米(μm)是千分之一毫米。)织布中的孔肉眼可见,可能是 直径200至XNUMX微米。 在这种情况下用布是有用的,这与直觉是不合常理的—有人将其与设置链节围栏以阻止蚊子进行了比较。 但是,这种类比在许多方面都是错误的。

根据气溶胶科学,从技术上讲,每当液体悬浮在空气中时,它都是一种气溶胶,但其他学科使用“液滴”一词来表示五微米或更大的粗颗粒,并为有效直径小于五微米的细颗粒保留“气溶胶”。 。

当我们呼吸,说话,吃饭,咳嗽,打喷嚏或唱歌时,我们会散发出粒子 大小范围,包括粗略和精细,以及 病毒在那些颗粒中。 即使布料上的线之间有间隙,线通常也比间隙宽。

同样,在此微观水平上,螺纹具有厚度或深度,因此间隙更多的是通道而不是窗口。 断线或不规则线引起的微丝 突入差距。 粒子不像蚊子,它可以重定向自身以避免障碍。 即使气流绕着它转移,就像一个球撞击墙壁一样,具有动量的粒子也会进入纤维,这称为撞击。


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但是在微观层面上,还有两个额外的过程在起作用。 颗粒也从空中掉下来,称为沉降。 一些粒子随机运动,这种随机运动使它们与纤维接触,称为扩散。 最后,布可以多层使用,在颗粒到达另一侧之前添加第二和第三手套。

关键不是某些颗粒可能会渗入布料,而是有些颗粒会被阻塞。

什么是布口罩的最佳材料?

基于我们 25个不同研究的摘要, 机织棉,每英寸至少100条线; 棉或涤棉混纺的法兰绒,每英寸至少90条线; 茶巾材料; 厚重,高质量的棉质T恤材料都表现良好。 该建议基于现有的公开数据,该数据并未涵盖所有可能的面罩材料:例如,我们没有找到很多有关合成材料的信息,因此我们不知道它们之间的比较。

尽管SARS-CoV-2病毒比许多类型的布的线之间的间隔小,但戴口罩并不像试图用链节围栏围住蚊子。尽管SARS-CoV-2病毒比许多类型的布的线之间的间隔小,但戴口罩并不像试图用链节围栏围住蚊子。 (Pixabay)

每一项研究分层的研究都发现它有所不同,因此我们建议至少由两层组成遮罩; 三四个可能会更好。 我们发现了相同织物的多层和不同材料的三明治的证据。 我们找不到很好的证据来证明一次性过滤器(例如咖啡过滤器)的有用过滤水平,因此我们建议不要使用它们。

例如,一个 带缝边的两层T恤面具 -防止拉伸- 防止咳嗽过程中79%的口腔细菌进入环境。 在同一实验中,现代的一次性医用口罩在相同范围内的执行率为85%。

1960年代和1970年代对外科口罩的两项研究对粗颗粒(有时称为液滴)和细颗粒(有时称为气溶胶)进行了区分。 一种 四层棉面膜 和一个由 棉花和法兰绒的三明治 在通话过程中,两种大小的微粒都能将进入环境的各种微粒的口腔细菌减少99%,而通过 89%.

所有这些很好的证据表明,布面罩可以防止呼吸道分泌物进入环境。 捕获在口罩中的每个粗大或细小颗粒都无法悬挂在空气中或掉落到表面并对其进行污染。 “我的面罩可以保护您,您的面罩可以保护我”:如果许多人戴着口罩,我们预计传播的可能性会下降。

可以用布口罩保护戴口罩的人吗?

我们发现有四项关于向内过滤的研究,所有这些研究均显示了有用的过滤水平,所有这些研究均使用测量细颗粒(0.02至1.0微米)范围内盐颗粒的相同广泛接受的技术。 一种 茶巾面膜的研究对由T恤材料制成的两层口罩的研究 两者均显示出至少50%的细颗粒保护。 两个未知材质的布口罩 从街头摊贩那里随机购买的效果也一样。 为了进行比较,其中两项研究(使用完全相同的方法)检查​​了现代一次性医用口罩在志愿者身上进行测试时的效果:它们过滤掉了约80%的细小颗粒。

匹兹堡大学的三名研究人员用 八层预缩高品质棉质T恤 适合自己的脸部:每个都过滤掉90%的内向气溶胶大小的细颗粒,为设计更好的布口罩提供了概念验证。

当前使用的许多布口罩可能会对佩戴它们的人产生有用的过滤水平。 (布料如何阻止微小的病毒,它们是保护穿着者的最佳面料)当前使用的许多布口罩可能会对佩戴它们的人产生有用的过滤水平。 (Pixabay)

An 动物实验 与结核病细菌一起提供了进一步的见识。 结核病通常被认为是一种“空气传播”疾病,即通过气溶胶或细颗粒传播的重要途径。 在照顾结核病患者时,医护人员应佩戴N95面罩,高度呼吸防护,以保护自己并防止继续传染给他人。 当兔子在受控条件下暴露于肺结核气雾剂时,与未戴三层至六层纱布口罩的兔子相比,结核瘤(感染的脓肿)减少了95%。

因此,当前使用的许多布口罩可能会给佩戴者带来有益的过滤效果,并且我们有概念证明可以改善布口罩的材料和设计。

口罩以什么使用率有益?

两项建模研究预测,采用50%有效遮罩的50%将对传播产生重要影响,并且,如果增加任一百分比,则传播将进一步减少。 我们需要努力使口罩更加有效,但是我们手头上的口罩有可能改变大流行的进程,特别是如果我们几乎都戴着它们的话。

在美国不同州的不同时间实施了口罩授权,这是一个自然的实验。 COVID-19每日增长率 实施口罩授权后的头21天下降了XNUMX%,而XNUMX天下降了XNUMX%。 这些影响不小:它们代表 其他更具侵入性的措施的效果的16%至19% (学校关闭,禁止大型聚会,就地庇护令以及餐厅,酒吧和娱乐场所关闭)。

综上所述,这表明当前可用的这种类型的布面覆盖物具有减少传播的潜力,并且当强制使用布面覆盖物时,增长率降低。 西雅图健康指标与评估研究所 预计3月XNUMX日 口罩的使用率从目前的60%增加到95%,并根据需要增加当地的社会距离,这将在2020年底之前将全球死亡人数减少四分之三,即一百万人。

戴口罩还有其他好处吗?

A 新假设 加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员提出的研究结果表明,口罩不仅会降低传染性生物到达人体内的可能性,而且还会降低传染性生物的数量,而且传染性有机体的数量越少,导致的疾病就越轻。

流行病学证据的积累 这种流行病表明,戴口罩时,疾病的总体严重程度较低。 保持无症状的感染者比例较高,死亡的可能性较低。 在动物实验中 众所周知 接种量(感染剂量)与疾病严重程度有关。 相同剂量的一组动物中有50%的动物死于感染的阈值称为 致死剂量50(LD50).

使用冠状病毒对小鼠进行实验 MERS-CoV(中东呼吸综合征)导致1年SARS爆发的SARS-CoV-2003, 表现出剂量反应,并在MERS-CoV中建立了LD50。 在仓鼠之间用外科口罩隔开的仓鼠中,感染SARS-CoV-2的仓鼠中, 感染严重程度降低 与没有面具的仓鼠相比。

对更好的布口罩的进一步研究将是有帮助的。 在 防护设备和材料卓越中心 在McMaster,我们希望在这项工作中发挥作用。 但是,即使是不完美的摄取和不完美的口罩使用,也有可能在这种大流行期间产生令人惊讶的巨大影响。 我们不应让完美成为善良的敌人。谈话

作者简介

凯瑟琳·克莱斯(Catherine Clase),内科医生,流行病学家,副教授, 麦克马斯特大学; 傅爱德(Edouard Fu),临床流行病学医学博士/博士, 莱顿大学以及流行病学教授Juan Jesus Carrero, 卡罗林斯卡研究所

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.


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