科學(xué)測(cè)試：不同材質(zhì)口罩的作用

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研究人員測(cè)試了從T恤、襪子，到牛仔褲和真空袋的幾乎所有材料，以確定哪種口罩材料能最有效地阻擋可能含有導(dǎo)致新冠肺炎COVID-19的SARS-CoV-2等病毒的超細(xì)顆粒。
來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)（University of Cambridge）和美國(guó)西北大學(xué)（Northwestern University）的研究人員測(cè)試了不同織物，在模擬咳嗽或沉重呼吸的高速氣流下，濾過(guò)模擬大多數(shù)病毒的0.02到0.1微米顆粒時(shí)的有效性。他們還測(cè)試了N95和外科口罩，這兩種口罩在醫(yī)療保健中更常用。
以前的研究只是在穿戴者正常呼吸，顆粒以較低速度呼出時(shí)，研究少量織物材料的有效性。本研究測(cè)試了更多的織物材料，并以更高的（濾過(guò)）速度測(cè)試它們，為織物口罩的有效性提供了更有力的證據(jù)。
研究結(jié)果發(fā)表在《BMJ Open》（BMJ Open）雜志上，結(jié)果表明大多數(shù)用于非臨床口罩的織物在過(guò)濾超細(xì)顆粒方面是有效的。盡管在某些方面，可重復(fù)使用的HEPA真空袋實(shí)際上超過(guò)了N95的性能，但N95口罩仍是非常有效的。
至于自制口罩，由多層織物制成的口罩更有效，而同時(shí)添加了通常用于加固衣領(lǐng)內(nèi)襯的材料的口罩，顯示出性能的大幅提高。 然而，這種性能的提高也使它們的通氣性比N95口罩更差。
研究人員還研究了不同織物在潮濕時(shí)和經(jīng)過(guò)正常洗滌干燥周期后的性能。他們發(fā)現(xiàn)，這些織物在潮濕時(shí)也很有效，并且在一個(gè)洗滌干燥周期后仍能正常工作；盡管先前的研究表明，重復(fù)洗滌會(huì)使織物纖維降解。研究人員提醒說(shuō)，口罩不應(yīng)該無(wú)限期地重復(fù)使用。


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論文的第一作者、劍橋大學(xué)工程系的Eugenia O'Kelly說(shuō)：“自從COVID-19大流行以來(lái)，織物口罩已經(jīng)成為我們新的生活必需品。在流感大流行的早期階段，當(dāng)N95口罩供應(yīng)非常短缺時(shí)，許多裁縫和制造商開(kāi)始自己生產(chǎn)織物口罩，以滿足供不應(yīng)求的情況，或者提供更實(shí)惠的選擇。”
雖然有許多線上資源指導(dǎo)人們自己制作口罩，但幾乎沒(méi)有科學(xué)證據(jù)證明什么材料最適合做口罩。
O'Kelly說(shuō)：“最初PPE和其他材質(zhì)口罩的性能令人擔(dān)憂。作為一名工程師，我想更多地了解他們，我想知道不同材料在不同條件下的有效性，以及什么才是最合適有效的材料。”


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在本研究中，O'Kelly和同事們建立了一個(gè)由管狀物組成的裝置，中間有一個(gè)織物樣品。在儀器的一端產(chǎn)生霧化顆粒，并在它們以類(lèi)似咳嗽的速度通過(guò)織物樣品的前后測(cè)量顆粒濃度水平。
研究人員還根據(jù)用戶的定性描述，測(cè)試了每種織物在呼吸阻力方面的表現(xiàn)。O'Kelly說(shuō)：“一種能很好地阻擋粒子，但會(huì)限制呼吸的口罩不是一種有效的口罩。 例如，牛仔布在阻擋粒子方面是相當(dāng)有效的，但很難呼吸，所以用一條舊牛仔褲做口罩可能不是個(gè)好主意。N95口罩比任何具有類(lèi)似濾過(guò)效率的織物組合更容易呼吸。”
為了準(zhǔn)備這項(xiàng)研究，研究人員咨詢了線上縫紉社區(qū)，以了解他們用什么類(lèi)型的織物來(lái)制作口罩。由于當(dāng)時(shí)N95口罩嚴(yán)重短缺，一些裁縫報(bào)告說(shuō)，他們正在試驗(yàn)在口罩中插入帶有HEPA過(guò)濾器的真空袋。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一次性和可重復(fù)使用的真空袋都能有效阻擋顆粒，但要注意的是，一次性真空袋不適合作口罩，因?yàn)樗鼈冊(cè)谇懈顣r(shí)會(huì)破裂，并且其材料可能含有不安全的吸入成分。
O' Kelly說(shuō)：“材料阻擋顆粒的能力與材料的其他性質(zhì)之間需要正確地平衡——我們希望這些材料能夠有效地過(guò)濾微粒，但我們也需要知道，它們不會(huì)讓使用者有吸入可能有害的纖維或皮棉的危險(xiǎn)。”
研究人員提醒說(shuō)，他們的研究有幾個(gè)局限性：即他們沒(méi)有研究口罩的適配度在顆粒過(guò)濾中的作用。在另一個(gè)相關(guān)的項(xiàng)目中，O'Kelly一直在研究如何提高口罩在醫(yī)療環(huán)境中的適合度。此外，許多病毒攜帶在液滴中，這些液滴比目前研究中觀察到的要大。
但O'Kelly表示，研究結(jié)果可能有助于裁縫和制造商選擇何種織物適合于制作口罩。 “我們已經(jīng)表明，在N95口罩無(wú)法使用的緊急情況下，例如在這種大流行的早期，織物口罩在過(guò)濾可能含有病毒的顆粒時(shí)是有效的，即使在高速下也是如此?！?br> 撰文：Sarah Collins
翻譯：胡舒昶
審校：巢栩嘉
引進(jìn)來(lái)源：medicalxpress
引進(jìn)鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-10-effectiveness-mask-materials.html


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