自家製コロナウイルスフェイスマスクに最適な素材を特定するのが難しい理由

生地、フィット感、ユーザーの行動の変数は、マスクがウイルスの拡散をどの程度ブロックするかに影響を与える可能性があります

ケリー・ヤンセン

2020年4月7日

米国ではCOVID-19の症例が急速に増加しており、感染した人々が症状を発症する前に、ウイルスの原因であるSARS-CoV-2が広がる可能性があるという証拠が増えているため、米国疾病予防管理センターは4月3日に公共の場所では布製のフェイスカバーを着用してください。このガイダンスは、健康な人は病気の人の世話をするときにマスクを着用するだけでよいというセンターの以前の立場からのシフトです。この勧告はまた、ソーシャルメディアやその他のプラットフォームの専門家による、新しいコロナウイルスの感染を減らすのに役立つ非医療用の布製マスクを着用するようにという最近の呼びかけにも続いています。

ジョンズホプキンス健康安全センターの所長であるトム・イングレスビー氏は3月29日、「一般市民は、ウイルスの拡散を遅らせるためのもう1つの社会的取り組みとして、公の場に出かけるときは非医療用布製マスクを着用する必要があります」とツイートしました。

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これらの専門家は、この措置により、食料品店などの社会的距離が困難な場所に保護層を追加し、医療従事者向けの医療グレードの保護具の供給を制限することで、病気の伝播率を減らすことを望んでいます。

インターネットはマスクの縫製パターンとどの材料を使用するのが最適かについてのアドバイスで爆発的に増えていますが、SARS-CoV-2がどのように正確に普及し、非医療用マスクを広く着用することで個人や一般の人々にどのようなメリットがあるかについて、多くの未回答の質問が残っています。家庭用品、マスクのデザイン、マスクの着用行動には固有のばらつきがあるため、専門家は、この慣行は社会的距離の代わりにはならないことを警告しています。

CDCの布製フェイスカバーの使用に関するWebページによると、「ウイルスの拡散を遅らせるには、6フィートの社会的距離を維持することが依然として重要であることを強調することが重要です」。

着用者とその周囲の人々を保護するためにマスクが何をする必要があるかを理解することは、SARS-CoV-2がどのように広がるかを理解することから始まります。専門家は、人々が主に呼吸器飛沫を介してウイルスを他の人に感染させると考えています。話したり咳をしたりして排出される唾液や粘液のこれらの感染性の塊は比較的大きく、移動距離は限られています。少なくとも1つの研究では、くしゃみや咳が推進できることが示唆されていますが、地面やその他の表面に1〜2m以内に定着する傾向があります。それらはさらに遠くにあります(Indoor Air 2007、DOI:10.1111 / j.1600-0668.2007.00469.x)。科学者たちは、SARS-CoV-2ウイルスがより小さなエアロゾルを介して広がる可能性があるかどうかについてまだ合意に達していない。エアロゾルはさらに広がり、空中に残る可能性がある。ある実験では、研究者は、ウイルスが制御された実験室条件で3時間エアロゾルに感染し続ける可能性があることを発見しました(N.Engl。J.Med。2020、DOI:10.1056 / NEJMc2004973)。しかし、この研究には限界があります。世界保健機関が指摘したように、研究者たちは特殊な装置を使用してエアロゾルを生成しましたが、これは「通常の人間の咳の状態を反映していません」。

自家製およびその他の非医療用布製マスクは、サージカルマスクのように機能します。サージカルマスクは、着用者からの呼吸放出を遮断することにより、着用者の細菌が周囲の人や表面に広がるのを最小限に抑えるように設計されています。呼吸器への排出には、唾液や粘液の飛沫、エアロゾルが含まれます。これらのマスクは、多くの場合紙やその他の不織布でできており、顔の周りにゆるくフィットし、ユーザーが吸入したときにエッジの周りに空気が漏れることがあります。結果として、それらはウイルスの吸入に対する信頼できる保護とは見なされません。

対照的に、ぴったりとフィットするN95マスクは、非常に細いポリプロピレン繊維の複雑な層に感染性粒子を閉じ込めることによって着用者を保護するように設計されています。これらの繊維はまた、通気性を維持しながら余分な「粘着性」を提供するために静電的に帯電しています。N95マスクは、正しく使用すれば、空気中の小さな粒子の少なくとも95%をろ過できるため、感染者に定期的に遭遇する医療従事者の安全にとって重要です。

SARS-CoV-2に感染しているが、軽度の症状や無症候性の人が無意識のうちにウイルスを広める可能性があるという証拠が増えているため、布製マスクやサージカルマスクのように呼吸器の放出をブロックする機能は重要です。

「COVID-19を引き起こすウイルスの課題の1つは、人が気付かないほど軽度の症状を示すことがあるということですが、実際には非常に感染性が高いのです」と、臨床予防医学の責任者であるローラ・ツィンマーマンは述べています。シカゴのラッシュ大学医療グループ。「したがって、彼らは積極的にウイルスを排出しており、他の人に感染する可能性があります。」

Zimmermannは、シカゴのヘルスケアコミュニティのメンバーが、個人用保護具(PPE)の供給を節約するために、サージカルマスクではなく、病気の患者に布製マスクを配布する可能性について話し合ったと述べています。「誰かが何らかの感染症にかかっていて、基本的に飛沫を封じ込めようとしている場合、布製マスクは本当に役立ちます」と彼女は言います。

最近の通信で、国際的な研究チームは、サージカルマスクが他のコロナウイルスによる感染を含む呼吸器疾患を持つ人々によって空気中に放出されるウイルスの量を大幅に減らすことができると報告しています(Nat。Med。2020、DOI:10.1038 / s41591-020 -0843-2)。

非医療用マスクの広範囲にわたる着用を奨励する一部の専門家は、発生の抑制に成功した一部の国でもこの慣行を展開したと指摘しています。American Enterprise Instituteからの米国コロナウイルスの反応に関する3月29日のレポートによると、「フェイスマスクは、韓国や香港など、発生の管理に成功した一部の国の一般市民によって広く使用されています」。

バージニア工科大学と州立大学の空中感染症の専門家であるリンゼイ・マーは、彼女の考え方はここ数週間で進化し、病気の人だけがマスクを着用するべきだとはもはや考えていないと述べています。一部のフェイスマスクは、着用者のウイルスへの曝露を減らすのに役立つかもしれませんが、主な目標は、感染した個人からのSARS-CoV-2の拡散を減らすことであると彼女は言います。

「誰もがマスクを着用すれば、空中や表面に広がるウイルスが少なくなり、感染のリスクが低くなるはずです」と、CDCの新しい勧告の前に彼女はC&ENに電子メールで書いた。

しかし、自分でマスクを作ることを考えている人は、デザインや生地の選択において多くのオプションに直面しており、どのオプションが最も効果的かを判断するのは簡単ではないかもしれません。現在コロナウイルス保護対策について企業に助言している化学物質安全の専門家であるニールランガーマンは、家庭用材料の透過性は大きく変動し、予測できない方法で変化する可能性があり、自家製のフェイスマスクに最適な材料を明確に決定するのは難しいと述べています。素材がどれだけしっかりと織られているか、また使用する繊維の種類が要因になる可能性があります。たとえば、天然繊維は人の呼吸からの湿気にさらされると膨潤し、予測できない方法で生地の性能を変化させる可能性があります。また、生地の毛穴のサイズと通気性の間には固有のトレードオフがあります。最も多孔性の低い素材も通気しにくくなります。アウトドアウェアに一般的に使用されている軽量で微孔性の素材であるゴアテックスのメーカーは、この素材がSARS-CoV-2を効果的にろ過するかどうかについての問い合わせを次々と受けました。同社は、空気の流れが不十分なため、自家製のフェイスマスクにこの素材を使用しないよう警告する声明を発表しました。

ミズーリ科学技術大学のエアロゾル研究者であるYangWang氏は、「難しいのは、生地が異なれば仕様も異なり、市場には非常に多くの選択肢があるようだ」とツイートした。王は、現在の発生に照らして非医療材料のろ過に関する予備データを収集している研究者の一人です。

科学者は以前に、急速に広がるウイルス性疾患に対抗するために即席のマスクを使用するという考えを提起し、いくつかの既存の研究は、さまざまな家庭用材料のろ過効率を評価しました。複数の種類のTシャツ、スウェットシャツ、タオル、さらにはポケットスクエアなど、一般的に入手可能な布地に関する1つの調査では、エアロゾル粒子の10%から60%の間で、呼吸放出と同じサイズの物質がブロックされていることがわかりました。一部のサージカルマスクおよび防塵マスクのろ過効率(Ann。Occup。Hyg。2010、DOI:10.1093 / annhyg / meq044)。どの即興材料でろ過された粒子が最適かは、テスト粒子のサイズと速度によって異なります。研究はまた、マスクのフィット感とその着用方法がその効果に劇的な影響を与える可能性があることを指摘しています。これは実験室の条件では再現するのが難しいことです。

CDCは、顔を覆うために複数の布の層を使用することを推奨しています。ビデオでは、米国の外科医のジェロームアダムス将軍が、古いTシャツなど、家の周りで見つかったアイテムからそのようなマスクを作成する方法を示しています。

自家製マスクの有効性にはばらつきがありますが、粒子の広がりが部分的に減少しただけでも、集団全体の病気の伝染率を低下させるのに役立つという証拠がいくつかあります。2008年の研究で、オランダの研究者は、即興マスクは個人用呼吸器ほど効果的ではなかったものの、「あらゆるタイプの一般的なマスクの使用は、不完全な適合と不完全にもかかわらず、集団レベルでウイルス曝露と感染リスクを減少させる可能性が高いことを発見しました。遵守」(PLOS One 2008、DOI:10.1371 / journal.pone.0002618)。

ランガーマン氏によると、一般の人々がマスクを着用することに関連する主な懸念は、他のPPEと同様に、フェイスマスクを使用すると着用者に誤った安心感を与える可能性があり、他の予防策ではそれほど厳しくない可能性があるということです。専門家は、症状を示しているかどうかにかかわらず、他の人から6フィート(1.83 m)以上の物理的距離を維持することの重要性を繰り返し述べています。ランガーマンは、自分や他人を守るために自家製の布製マスクに過度の信頼を置くことに対して警告しています。

「それが結局のところです」と彼は言います。「人が自分の呼吸器を作るつもりなら、彼らは彼らの選択におけるリスクを完全に理解しているので、少なくとも彼らは彼らが選んだ妥協点が何であるかを知っていますか?その答えがイエスになるかどうかはわかりません。」


投稿時間:2020年12月30日