布はどのようにして小さなウイルスを止めることができますか? 最高の生地は何ですか? 彼らは着用者を保護しますか?

布はどのようにして小さなウイルスを止めることができますか? 最高の生地は何ですか? 彼らは着用者を保護しますか?
布製マスクは広く採用されていますが、多くの人がまだ疑問を持っています。
(Usplash / Vera Davidova)

フェイスマスク ウイルスの拡散を減らす 呼吸器分泌物から受け継がれます。 布製マスクは不完全ですが、不完全なマスクを広く使用すると、ウイルスの感染に大きな違いをもたらす可能性があります。

私たちはパンデミックの開始時に布製マスクとフェイスカバーの研究を読み始め、私たちを保護する方法を探しました 脆弱な透析患者 と私たちの透析スタッフ。 合計25件の研究が見つかりました。 マスクの使用を提唱 影響により 調査結果を要約しました 査読済みの出版物で。 また、証拠に基づいた平易な言語のWebサイトを作成しました(www.clothmasks.ca)人々がこのエリアをナビゲートするのを助けるため。

マスクの使用は広く採用されていますが、多くの人々はまだそれらについて疑問を持っています。

布にスペースが見えます。 どうすれば粒子を止めることができますか?

COVID-19を引き起こすウイルスは約 直径0.1マイクロメートル。 (マイクロメートル(µm)はXNUMX分のXNUMXミリメートルです。)織布の穴は肉眼で見ることができ、 直径200〜XNUMXマイクロメートル。 布がこの設定で役立つ可能性があることは直感に反します—蚊を止めるために金網フェンスを設置することと比較されています。 しかし、そのアナロジーは多くの点で間違っています。

エアロゾル科学によれば、液体が空気中にぶら下がるときは常にエアロゾルですが、他の分野では「液滴」という言葉を使用してXNUMXマイクロメートル以上の粗い粒子を意味し、有効直径がXNUMXマイクロメートル未満の微粒子には「エアロゾル」を予約します。

呼吸したり、話したり、食べたり、咳をしたり、くしゃみをしたり、歌ったりすると、粒子が放出されます。 サイズの範囲、粗いものと細かいものの両方、および ウイルスはそれらの粒子の中にあります。 布の糸の間に隙間がありますが、通常、糸は隙間よりも幅が広くなっています。

また、この微視的なレベルでは、糸は太さまたは深さを持っているので、ギャップは窓よりもトンネルです。 壊れたまたは不規則な糸からのマイクロフィラメント ギャップに投影する。 粒子は、障害物を回避するために自分自身をリダイレクトできる蚊のようなものではありません。 運動量のある粒子は、ボールが壁にぶつかるように空気の流れがその周りを迂回していても、繊維にぶつかります。これは衝突と呼ばれます。

しかし、微視的なレベルでは、さらにXNUMXつのプロセスが関係しています。 粒子も空気から落下します—沈降と呼ばれます。 一部の粒子はランダムに移動しており、このランダムな動きにより、拡散と呼ばれる繊維と接触します。 最後に、布を複数のレイヤーで使用して、パーティクルが反対側に到達する前に実行するためのXNUMX番目とXNUMX番目のガントレットを追加できます。

重要なのは、一部の粒子が布に浸透する可能性があるということではなく、一部がブロックされるということです。

布製マスクに最適な素材は何ですか?

私たちに基づいて 25の異なる研究の要約, 綿織物、100インチあたり少なくとも90スレッド。 フランネル、綿またはポリ綿混紡、XNUMXインチあたり少なくともXNUMXスレッド。 ティータオル素材; 重くて上質な綿のTシャツ素材はすべてうまく機能しました。 この推奨事項は、入手可能な公開データに基づいており、考えられるすべてのマスク材料を網羅しているわけではありません。たとえば、合成材料に関する情報があまり見つからなかったため、それらを比較する方法がわかりません。

SARS-CoV-2ウイルスは、多くの種類の布の糸の間のスペースよりも小さいですが、布製マスクを着用することは、金網フェンスで蚊を封じ込めようとするようなものではありません。SARS-CoV-2ウイルスは、多くの種類の布の糸の間のスペースよりも小さいですが、布製マスクを着用することは、金網フェンスで蚊を封じ込めようとするようなものではありません。 (Pixabay)

レイヤリングを調べたすべての調査で違いが見られたため、マスクは少なくともXNUMXつのレイヤで作成することをお勧めします。 XNUMXつかXNUMXつはさらに良いかもしれません。 同じ生地の複数の層と異なる材料のサンドイッチの証拠が見つかりました。 コーヒーフィルターのような使い捨てフィルターに有用なろ過レベルの良い証拠が見つからなかったので、それらを使用しないことをお勧めします。

たとえば、 エッジが縫い付けられたXNUMX層Tシャツマスク —ストレッチを防ぎます— 咳の間に口内細菌の79%が環境に到達するのを防ぎました。 同じ実験で、最新の使い捨て医療用マスクは同じ範囲で85%で実行されました。

1960年代と1970年代のサージカルマスクに関するXNUMXつの研究では、粗い粒子(液滴と呼ばれることもあります)と細かい粒子(エアロゾルと呼ばれることもあります)が区別されました。 A XNUMX層コットンマスク とで作られたマスク 綿とフランネルのサンドイッチ 会話中に環境に到達するすべてのサイズの粒子の口内細菌が99%減少し、微粒子中の口内細菌が 89%.

これはすべて、布の表面カバーが呼吸分泌物が環境に到達するのを防ぐことができるという良い証拠です。 マスクに閉じ込められたすべての粗い粒子または細かい粒子は、空中にぶら下がったり、表面に落下して汚染したりすることはできません。 「私のマスクはあなたを保護します、あなたのマスクは私を保護します」:多くの人々が顔の覆いを身に着けているならば、私たちは感染の可能性が下がると予想します。

布製マスクはそれを着用している人を保護できますか?

内向きろ過に関する0.02つの研究が見つかりました。これらはすべて、微粒子(1.0〜XNUMXマイクロメートル)の範囲の塩粒子を測定する同じ広く受け入れられている技術を使用して、有用なレベルのろ過を示しました。 A 単層ティータオルマスクの研究 影響により Tシャツ素材で作られたXNUMX層マスクの研究 どちらも微粒子に対して少なくとも50%の保護を示しました。 未知の素材のXNUMX枚の布製マスク 露天商からランダムに購入したものも同様に機能しました。 比較のために、これらの研究のうち80つは、まったく同じ方法を使用して、ボランティアでテストしたときに最新の使い捨て医療用マスクがどの程度機能するかを調べました。微粒子の約XNUMX%をろ過しました。

ピッツバーグ大学のXNUMX人の研究者が 収縮前の高品質コットンTシャツXNUMX層 自分の顔にフィット:それぞれがエアロゾルサイズの内側の微粒子の90%以上をろ過し、より良い布製マスクを設計するというアイデアの概念実証を提供します。

現在使用されている布製マスクの多くは、それらを着用している人に有用なレベルのろ過をもたらしている可能性があります。 (布はどのようにして小さなウイルスを防ぐことができますか?彼らは着用者を保護するのに最適な生地は何ですか)現在使用されている布製マスクの多くは、それらを着用している人に有用なレベルのろ過をもたらしている可能性があります。 (Pixabay)

An 動物実験 結核菌を使用すると、さらに洞察が得られます。 結核は通常、「空中」の病気、つまりエアロゾルや微粒子を介した重要な感染経路を持つ病気と見なされます。 結核患者の世話をするとき、医療従事者は自分自身を保護し、他人への感染を防ぐために、高レベルの呼吸保護具であるN95マスクを着用します。 ウサギが制御された条件で結核のエアロゾルにさらされたとき、結核腫(感染した膿瘍)は、ぴったり合った95〜XNUMX層のガーゼマスクを着用したウサギでは、着用しなかったウサギと比較してXNUMX%減少しました。

したがって、現在使用されている布製マスクの多くは、着用者に有用なレベルのろ過をもたらす可能性があり、布製マスクの材料とデザインを改善するための概念実証があります。

マスクはどのくらいの割合で効果がありますか?

50つのモデリング研究では、50%の有効マスクをXNUMX%採用すると透過率に重要な影響があり、いずれかの割合を増やすと透過率がさらに低下すると予測しています。 布製マスクをより効果的にするために取り組む必要がありますが、手元にあるマスクは、特にほとんどすべての人が着用している場合、パンデミックの経過を変える可能性があります。

マスクの義務は、米国のさまざまな州でさまざまな時期に課され、自然実験を生み出しました。 COVID-19の毎日の成長率 マスクマンデートが課された後、最初の21日間でXNUMX%減少し、XNUMX日でXNUMX%減少しました。。 これらの効果は小さくありません:それらは 他のはるかに侵襲的な対策の効果の16〜19パーセント (学校の閉鎖、大規模な集会の禁止、シェルターインプレイスの注文、レストラン、バー、娯楽施設の閉鎖)。

まとめると、これは、現在入手可能なタイプの布面カバーが透過率を低下させる可能性があり、布面カバーが義務付けられている場合、成長率が低下することを示唆している。 シアトルの保健指標評価研究所 3月XNUMX日に予測 マスクの使用量を現在の60%から95%に増やすことと、必要に応じて地域の社会的距離を拡大することにより、2020年末までに世界の死亡者数をXNUMX分のXNUMX百万人減らすことができます。

マスクを着用することに他の利点はありますか?

A 新しい仮説 カリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究者が提唱した布製マスクは、感染性微生物が人に到達する可能性を減らすだけでなく、感染性微生物の数も減らすことを示唆しています。感染性微生物の数が少ないほど、病気の重症度は低くなります。

疫学的証拠の蓄積 このパンデミックから、マスクを着用すると、全体的な病気の重症度が低くなることが示唆されます。 無症候性のままである感染者の割合は高く、死亡する可能性は低くなります。 動物実験では よく知られています 接種材料(感染量)が病気の重症度に関連していること。 同じ用量の感染を受けたグループの動物の50パーセントが感染で死亡する閾値は、 致死量50(LD50).

コロナウイルスを使用したマウスでの実験 MERS-CoV(中東呼吸器症候群) 影響により 1年のSARSの流行を引き起こしたSARS-CoV-2003、 用量反応を示し、MERS-CoVでLD50を確立しました。 SARS-CoV-2に感染したハムスターからケージ間でサージカルマスクによって分離されたハムスターでは、 感染の重症度が軽減されました マスクで保護されていないハムスターと比較して。

より良い布製マスクに関するさらなる研究が役立つでしょう。 で 保護具および材料のセンターオブエクセレンス マクマスターでは、その仕事で役割を果たすことを望んでいます。 しかし、不完全な摂取や不完全なマスクの不完全な使用でさえ、このパンデミックの間に驚くほど大きな影響を与える可能性があります。 完璧を善の敵にすべきではありません。会話

著者について

キャサリン・クレース、医師、疫学者、准教授、 マクマスター大学; Edouard Fu、臨床疫学のMD / PhD候補、 ライデン大学、および疫学教授のフアン・ジーザス・カレロ、 カロリンスカ研究所

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.


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