Come può il panno fermare un minuscolo virus? Qual è il miglior tessuto? Proteggono chi lo indossa?

Come può il panno fermare un minuscolo virus? Qual è il miglior tessuto? Proteggono chi lo indossa?
Sebbene le maschere di stoffa siano state ampiamente adottate, molte persone hanno ancora domande su di esse.
(Usplash / Vera Davidova)

maschere per il viso ridurre la diffusione dei virus trasmesso dalle secrezioni respiratorie. Sebbene le maschere di stoffa siano imperfette, l'uso diffuso di una maschera imperfetta ha il potenziale per fare una grande differenza nella trasmissione del virus.

Abbiamo iniziato a leggere la ricerca sulle maschere di stoffa e sui rivestimenti per il viso all'inizio della pandemia, cercando modi per proteggere il nostro pazienti in dialisi vulnerabili e il nostro personale di dialisi. Abbiamo trovato un totale di 25 studi, consigliato per l'uso della maschera e riassume i nostri risultati in una pubblicazione peer-reviewed. Abbiamo anche creato un sito web basato su prove e in un linguaggio semplice (www.clothmasks.ca) per aiutare le persone a navigare in quest'area.

Sebbene l'uso della maschera sia stato ampiamente adottato, molte persone hanno ancora domande al riguardo.

Vedo spazi nella stoffa. Come può fermare le particelle?

Il virus che causa COVID-19 è circa 0.1 micrometro di diametro. (Un micrometro (µm) è un millesimo di millimetro.) I fori nel tessuto sono visibili ad occhio nudo e possono essere da cinque a 200 micrometri di diametro. È controintuitivo che il panno possa essere utile in questo contesto: è stato paragonato al montaggio di una recinzione a catena per fermare le zanzare. Tuttavia, questa analogia è sbagliata in molti modi.

Secondo la scienza dell'aerosol, ogni volta che il liquido è sospeso nell'aria è tecnicamente un aerosol, ma altre discipline usano la parola "gocciolina" per indicare una particella grossolana di cinque micrometri o più e riservano "aerosol" per particelle fini di diametro inferiore a cinque micrometri .

Quando respiriamo, parliamo, mangiamo, tossiamo, starnutiamo o cantiamo, emettiamo particelle attraverso una gamma di dimensioni, sia grossolani che fini, e il virus è in quelle particelle. Anche se ci sono spazi tra i fili nel tessuto, i fili sono generalmente più larghi degli spazi vuoti.

Inoltre, a questo livello microscopico, il filo ha spessore, o profondità, quindi lo spazio è più un tunnel che una finestra. Microfilamenti da fili rotti o irregolari progetto nel divario. La particella non è come una zanzara, che può reindirizzarsi per evitare ostacoli. Una particella con quantità di moto correrà in una fibra, anche se il flusso d'aria viene deviato attorno ad essa, come una palla che colpisce un muro - questo è chiamato impatto.


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Ma a livello microscopico, ci sono due ulteriori processi in gioco. Le particelle cadono anche dall'aria - chiamata sedimentazione. Alcune particelle si muovono in modo casuale e questo movimento casuale le porta a contatto con le fibre, chiamata diffusione. Infine, il panno può essere utilizzato in più strati, aggiungendo un secondo e un terzo guanto di sfida affinché la particella scorra prima che raggiunga l'altro lato.

Il punto non è che alcune particelle possano penetrare nel tessuto, ma che alcune sono bloccate.

Quali sono i migliori materiali per le maschere in tessuto?

Sulla base del nostro sintesi di 25 diversi studi, cotone tessuto, almeno 100 fili per pollice; flanella, misto cotone o poli-cotone, almeno 90 fili per pollice; materiale per strofinacci; e il materiale pesante, di buona qualità, della maglietta di cotone ha funzionato bene. Questa raccomandazione si basa sui dati pubblicati disponibili, che non coprono tutti i possibili materiali per maschere: non abbiamo trovato molte informazioni sui materiali sintetici, ad esempio, quindi non sappiamo come si confrontino.

Sebbene il virus SARS-CoV-2 sia più piccolo degli spazi tra i fili di molti tipi di tessuto, indossare una maschera di stoffa non è come cercare di contenere una zanzara con una recinzione a maglie di catena.Sebbene il virus SARS-CoV-2 sia più piccolo degli spazi tra i fili di molti tipi di tessuto, indossare una maschera di stoffa non è come cercare di contenere una zanzara con una recinzione a maglie di catena. (Pixabay)

Ogni studio che ha esaminato la stratificazione ha scoperto che ha fatto la differenza, quindi consigliamo che le maschere siano fatte di almeno due strati; tre o quattro possono essere anche meglio. Abbiamo trovato prove per più strati degli stessi tessuti e per sandwich di materiali diversi. Non abbiamo trovato buone prove di utili livelli di filtrazione per i filtri usa e getta, come i filtri da caffè, quindi suggeriamo di non utilizzarli.

Per esempio, un maschera T-shirt a due strati con bordo cucito - che impedisce l'allungamento - ha impedito al 79% dei batteri della bocca di raggiungere l'ambiente durante la tosse. Nello stesso esperimento, una moderna maschera medica usa e getta si è comportata nella stessa gamma all'85%.

Due studi sulle maschere chirurgiche degli anni '1960 e '1970 hanno distinto tra particelle grossolane (a volte chiamate goccioline) e particelle fini (a volte chiamate aerosol). UN maschera di cotone a quattro strati e una maschera composta da un sandwich di cotone e flanella entrambi hanno ridotto i batteri della bocca in particelle di tutte le dimensioni che raggiungono l'ambiente durante la conversazione del 99% e i batteri della bocca in particelle fini di 89 per cento.

Questa è una buona prova che i rivestimenti in tessuto per il viso possono impedire alle secrezioni respiratorie di raggiungere l'ambiente. Ogni particella grossolana o fine intrappolata in una maschera non è disponibile per essere sospesa nell'aria o cadere su una superficie e contaminarla. “La mia maschera ti protegge, la tua maschera protegge me”: se molte persone indossano copricapi ci aspettiamo che la probabilità di trasmissione diminuisca.

Una maschera di stoffa può proteggere la persona che la indossa?

Abbiamo trovato quattro studi sulla filtrazione interna, che hanno tutti mostrato livelli utili di filtrazione, tutti utilizzando la stessa tecnologia ampiamente accettata che misura le particelle di sale nell'intervallo delle particelle fini (da 0.02 a 1.0 micrometri). UN studio di maschere strofinacci monostrato e uno studio di maschere a due strati realizzate con materiale per magliette entrambi hanno mostrato almeno il 50% di protezione dalle particelle fini. Due maschere di stoffa di materiali sconosciuti acquistati a caso da venditori ambulanti si sono comportati altrettanto bene. Per fare un confronto, due di questi studi, utilizzando esattamente gli stessi metodi, hanno esaminato l'efficacia delle moderne maschere mediche usa e getta quando sono state testate su volontari: hanno filtrato circa l'80% delle particelle fini.

Tre ricercatori dell'Università di Pittsburgh hanno realizzato maschere complesse con otto strati di magliette di cotone di alta qualità prelavate adattato al proprio viso: ciascuno filtrava oltre il 90% delle particelle fini delle dimensioni di aerosol verso l'interno, offrendo una prova del concetto per l'idea di progettare maschere di stoffa migliori.

Molte delle maschere di stoffa attualmente in uso producono probabilmente livelli di filtrazione utili per la persona che le indossa. (come può la stoffa fermare un minuscolo virus qual è il tessuto migliore proteggono chi lo indossa)Molte delle maschere di stoffa attualmente in uso producono probabilmente livelli di filtrazione utili per la persona che le indossa. (Pixabay)

An esperimento sugli animali con i batteri della tubercolosi fornisce ulteriori informazioni. La tubercolosi è solitamente considerata una malattia "trasmessa dall'aria", cioè con un'importante via di trasmissione attraverso aerosol o particelle fini. Quando si prendono cura di pazienti affetti da tubercolosi, gli operatori sanitari indossano maschere N95, un alto livello di protezione respiratoria, per proteggersi e prevenire la trasmissione ad altri. Quando i conigli sono stati esposti agli aerosol della tubercolosi in condizioni controllate, i tubercolomi (ascessi infetti) sono stati ridotti del 95% nei conigli che indossavano maschere di garza aderenti da tre a sei strati rispetto a quelli che non lo facevano.

Molte delle maschere di stoffa attualmente in uso, quindi, stanno probabilmente producendo utili livelli di filtrazione per la persona che le indossa, e abbiamo una prova di concetto per materiali e design delle maschere di stoffa migliorati.

A quale velocità di utilizzo le maschere diventano utili?

Due studi di modellizzazione prevedono che l'adozione del 50% di una maschera efficace al 50% avrà un effetto importante sulla trasmissione e che se una delle due percentuali viene aumentata, la trasmissione viene ulteriormente ridotta. Dobbiamo lavorare per rendere le maschere di stoffa più efficaci, ma le maschere che abbiamo a disposizione hanno il potenziale per cambiare il corso della pandemia, soprattutto se le indossiamo quasi tutte.

I mandati delle maschere sono stati imposti in momenti diversi in diversi stati degli Stati Uniti, creando un esperimento naturale. Il tasso di crescita giornaliero di COVID-19 è diminuito dell'uno per cento nei primi cinque giorni e del due per cento 21 giorni dopo l'imposizione di un mandato di maschera. Questi effetti non sono piccoli: rappresentano Dal 16 al 19 per cento degli effetti di altre misure molto più invasive (chiusure di scuole, divieti di grandi raduni, ordini di rifugi sul posto e chiusure di ristoranti, bar e luoghi di intrattenimento).

Nel complesso, ciò suggerisce che i rivestimenti in tessuto per il viso del tipo attualmente disponibile hanno il potenziale per ridurre la trasmissione e che quando i rivestimenti in tessuto per il viso sono obbligatori, il tasso di crescita diminuisce. L'Institute for Health Metrics and Evaluation di Seattle proiettato il 3 settembre che un aumento dell'uso delle maschere dall'attuale 60% al 95%, combinato con un maggiore distanziamento sociale locale secondo necessità, ridurrebbe le morti globali di tre quarti di milione di persone prima della fine del 2020.

Ci sono altri vantaggi nell'indossare una maschera?

A nuova ipotesi avanzato dai ricercatori dell'Università della California a San Francisco suggerisce che le maschere di stoffa non riducono solo la probabilità che organismi infettivi raggiungano una persona, ma anche il numero di organismi infettivi e che un numero inferiore di organismi infettivi porta a malattie meno gravi.

Accumulando prove epidemiologiche da questa pandemia suggerisce che quando si indossano le maschere, la gravità complessiva della malattia è inferiore. La percentuale di infetti che rimangono asintomatici è maggiore e la probabilità di morire è minore. Negli esperimenti sugli animali lo è ben note che l'inoculo (la dose infettante) è correlato alla gravità della malattia. La soglia alla quale il 50% degli animali in un gruppo che riceve la stessa dose muore per infezione è chiamata dose letale 50 (LD50).

Esperimenti su topi che utilizzano i coronavirus MERS-CoV (sindrome respiratoria del Medio Oriente) e SARS-CoV-1, che ha causato l'epidemia di SARS del 2003, ha mostrato dose-risposta e in MERS-CoV ha stabilito la LD50. Nei criceti separati da maschere chirurgiche tra le gabbie di criceti infettati da SARS-CoV-2, il la gravità dell'infezione è stata ridotta rispetto ai criceti non protetti dalle maschere.

Ulteriori ricerche su maschere di stoffa migliori saranno utili. Al Centro di eccellenza per dispositivi e materiali di protezione in McMaster, speriamo di svolgere un ruolo in quel lavoro. Tuttavia, anche l'assorbimento imperfetto e l'uso imperfetto di maschere imperfette ha il potenziale per avere un impatto sorprendentemente grande durante questa pandemia. Non dovremmo lasciare che il perfetto sia il nemico del bene.The Conversation

Informazioni sugli autori

Catherine Clase, medico, epidemiologo, professore associato, McMaster University; Edouard Fu, MD / PhD Candidate in Clinical Epidemiology, Università di Leidae Juan Jesus Carrero, professore di epidemiologia, Istituto Karolinska

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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