Study shows N95 masks near-perfect at blocking escape of airborne COVID-19
![Credit: Unsplash/CC0 Public Domain N95 face mask](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2020/n95facemask.jpg)
在对活跃性 COVID-19 患者佩戴的口罩进行头对头比较时,廉价的“鸭嘴”N95 名列前茅,阻止了感染者呼吸中 98% 的 COVID-19 颗粒逃逸到空气中。在马里兰大学公共卫生学院(SPH)的研究人员的带领下,结果显示其他口罩也表现良好,阻止了至少70%的病毒颗粒从源头逃逸 – 感染者呼出的呼吸。
该研究题为“口罩和呼吸器作为SARS-CoV-2感染者病毒气溶胶脱落源控制的相对功效”,于5月29日发表在eBioMedicine上。
“研究表明,任何口罩都比没有口罩好得多,N95明显优于其他选择。这是最重要的信息,“该研究的资深作者唐纳德·米尔顿博士说。Milton 是 UMD SPH 环境健康教授,也是病毒如何在空气中传播的全球专家。
该研究于 2020 年 5 月开始,即大流行开始后不久,比较了患有活动性 COVID-19 的志愿者的呼吸样本,测试了四种常用口罩的性能。即使没有对参与者进行适合性测试或培训如何正确佩戴口罩,所有口罩也大大减少了逃逸到空气中的病毒量。
该研究测试了口罩作为控制病毒从源头(即感染者)传播的一种方式,并且没有测试口罩作为周围空气中COVID-19的保护。
“由于 COVID-19 是通过空气传播的,因此我们关注的是戴口罩在多大程度上减少了对周围空气的污染,”米尔顿说。这项最新研究是UMD公共卫生空气生物学实验室(PHAB实验室)对流感等传染性呼吸道病毒如何污染空气的调查的延续。
研究人员要求患有 COVID-19 的志愿者呼吸一种称为 Gesundheit II 机器的独特装置,该装置由 Milton 及其同事开发,用于测量呼出气中的病毒。参与者一次对着机器呼吸 30 分钟,被要求做各种发声,例如重复字母表、唱生日快乐,甚至通过反复喊“Go Terps”来纪念 UMD 的吉祥物!
在每种情况下,研究人员都测量了志愿者呼出的呼吸中病毒颗粒的数量,将每次30分钟的呼吸与另一个30分钟的不戴口罩的呼吸配对。
“我们研究的数据表明,一个症状轻微的COVID-19患者,如果不戴口罩,每小时呼出的传染性剂量略高于两剂,”第一作者、伤健实验室博士后研究员赖建宇博士说,“但是当戴上N95口罩时,风险会成倍下降。
鸭嘴N95阻止了99%的大颗粒和98%的小颗粒从人的口罩中逸出。米尔顿说,该设计的紧密密封、强大的过滤器和供呼吸移动的大空间都有助于鸭嘴的成功。
令人惊讶的是,KN95口罩(广泛使用的一次性口罩)并不比布口罩或外科口罩更有效。研究发现,普通品牌的KN95口罩比鸭嘴或其他研究的口罩泄漏更多的空气,因为它们不能很好地贴合脸部。强大的过滤器具有更大的流动阻力,将空气从侧面的面罩中推出,而不是通过过滤器,使更多的病毒颗粒逃逸到周围的空气中,从而加剧了这一缺陷。
布口罩的表现也优于KN95和外科口罩。米尔顿认为,布制口罩具有更大的覆盖率,可以包裹在脸上,并且比KN95或外科口罩具有更好的密封性。使用布制口罩过滤器时,流动阻力也较低,允许呼吸通过过滤器而不会从口罩的侧面泄漏出来。
Milton说,限制空气中病毒颗粒的数量是控制高度传染性呼吸道病毒的关键方法。COVID-19 病毒的情况更是如此,因为传播性随着时间的推移而增加,尤其是 omicron 突破了人们从疫苗接种或先前感染中产生的免疫力。
“我们的研究明确地表明,为什么像戴口罩这样的非药物反应如此重要,以及为什么我们需要这样的研究来阐明哪些口罩最有效,”米尔顿说。
Milton和Lai都希望他们的研究结果能够为未来的卫生政策提供信息,包括在对抗禽流感甚至普通流感等潜在疫情时。
“鸭嘴N95口罩应该是高风险情况下的护理标准,例如疗养院和医疗机构,”赖说。“现在,当下一次严重呼吸道病毒爆发时,我们确切地知道如何通过这种简单而廉价的解决方案来帮助控制传播。
除了UMD公共卫生学院的研究人员外,合作者还包括来自UMD A. James Clark工程学院和中国香港大学世界卫生组织传染病流行病学与控制合作中心的作者。
更多信息:Jianyu Lai 等人,口罩和呼吸器作为 SARS-CoV-2 感染者病毒气溶胶脱落源控制的相对功效:一项受控的人类呼出气气溶胶实验研究,eBioMedicine (2024)。DOI: 10.1016/j.ebiom.2024.105157