Chirurgische Gesichtsmasken bieten Schutz vor Aerosolen, Gesichtsschutzschilde jedoch nicht

24. Juni 2021

von der Europäischen Gesellschaft für klinische Mikrobiologie und Infektionskrankheiten

Neue Forschungsergebnisse, die auf dem diesjährigen Europäischen Kongress für klinische Mikrobiologie und Infektionskrankheiten (ECCMID) vorgestellt wurden, der dieses Jahr online stattfand (9.–12. Juli), zeigen, dass das Tragen einer chirurgischen Gesichtsmaske einen ähnlichen Schutz vor Aerosolen bieten kann wie das Tragen einer Atemschutzmaske. Gesichtsschutzschilde bieten jedoch keinen oder nur geringen Schutz.

Die Wirksamkeit persönlicher Schutzausrüstung (PSA), einschließlich Gesichtsmasken, steht seit dem Auftreten des SARS-CoV-2, eines Virus, das hauptsächlich durch Tröpfchen und Aerosole in schlecht belüfteten Umgebungen übertragen wird, im Mittelpunkt des wissenschaftlichen und öffentlichen Interesses. Es ist von entscheidender Bedeutung, den Mitarbeitern im Gesundheitswesen hochwertige Gesichtsmasken oder Atemschutzmasken zur Verfügung zu stellen, um sich selbst und ihre Patienten zu schützen. Zu Beginn der Pandemie sagten jedoch einige Experten, insbesondere in Europa, dass chirurgische Gesichtsmasken zwar andere schützen, dem Träger jedoch keinen nennenswerten Schutz bieten. Zudem scheinen viele neu produzierte Masken von schlechter Qualität zu sein.

In der von Dr. Christian Sterr und Kollegen von der Philipps-Universität Marburg durchgeführten Studie wurden 32 Arten von Masken verglichen, die für den Einsatz in Krankenhäusern vorgesehen sind, darunter Stoffmasken und chirurgische (medizinische) Masken, Atemschutzmasken und Gesichtsschutz. Unter den OP-Masken befanden sich einige mit EN 14683-Zertifizierung (dem EU-Qualitätsstandard) und andere, die nicht zertifiziert waren. Getestet wurden sowohl FFP2- als auch KN95-Atemschutzmasken. Für KN95-Atemschutzmasken, die den chinesischen Standards entsprechen, gelten ab April 2020 EU-RAPEX-Sicherheitswarnungen.

Im ersten Experiment wurde die Filtrationseffizienz des Maskenmaterials gemessen. Jede Maske wurde an einem Luftsammelrohr in einem luftdichten Tank befestigt. Ein Aerosol der Chemikalie Diethylhexylsebacat (DEHS) wurde in den Tank gepumpt und die Aerosolpartikel im Sammelrohr mit einem Partikelzähler gezählt.

Die durchschnittliche Filtereffizienz war bei den Stoffmasken am niedrigsten (28 %), gefolgt von den nicht zertifizierten OP-Masken (63 %) und den zertifizierten OP-Masken (70 %). Das Atemschutzmaskenmaterial KN95 filterte 94 % der Partikel und das FFP2-Maskenmaterial 98 %.

Beim zweiten Experiment wurde der Luftdruck auf beiden Seiten der Maske gemessen. Chirurgische Gesichtsmasken erzeugten den geringsten Druckabfall und stellten daher den geringsten Atemwiderstand dar – chirurgische Masken vom Typ II erzeugten einen Druckabfall von 12,9 Pa/cm², während nicht zertifizierte chirurgische Masken einen Druckabfall von 16,2 Pa/cm² erzeugten.

Atemschutzgeräte erzeugten zwei- bis dreimal höhere Druckabfälle (26,8 Pa/cm² für FFP2 und 32,3 Pa/cm² für KN95). Die Ergebnisse für die Stoffmasken lagen zwischen 6,9 und 149,3 Pa/cm².

Im dritten Experiment wurde die Filterwirkung der Masken beim Tragen gemessen. Dabei wurde ein ähnlicher Aufbau wie beim ersten Experiment verwendet, allerdings wurden die Masken auf einem Kunstkopf mit einer künstlichen Luftröhre oder Luftröhre montiert, anstatt sie am Luftsammelrohr zu befestigen. Der künstliche Kopf hatte die Größe eines durchschnittlichen Menschen in den USA und war mit einer hautähnlichen Beschichtung versehen, um einen realistischeren Sitz der Maske zu ermöglichen.

Die Stoffmasken und die nicht zertifizierten chirurgischen Masken hatten die schlechteste Filtereffizienz im getragenen Zustand und filterten nur 11,3 % bzw. 14,2 % der Partikel heraus. Bemerkenswerterweise hatten die chirurgischen Gesichtsmasken vom Typ II ähnliche Filterergebnisse beim Tragen (47 %) wie die KN95-Atemschutzmasken (41 %) und FFP2-Atemschutzmasken (65 %). Die Gesichtsschutzschilde hatten keine nennenswerte Wirkung.

Die Experimente eins und drei konzentrierten sich auf Partikel von 0,5 μm – eine Größe, die für SARS-CoV-2-Partikel, die sich zusammenballen, als realistisch angesehen wird.

Die Autoren der Studie sagen, dass eine Maske für eine Kombination aus optimalem Nutzen und einfacher Atmung eine gute Filterung mit einem geringen Druckabfall kombinieren sollte. Sie fügen hinzu: „In unseren Tests wurden diese Parameter von der Mehrzahl der FFP2- und chirurgischen Typ-II-Gesichtsmasken erreicht.“

„Insbesondere nach EN 14683 Typ II zertifizierte OP-Gesichtsmasken können einen hohen Schutz bei gleichzeitig geringem Luftwiderstand bieten. Nicht zertifizierte Stoff- und OP-Gesichtsmasken boten einen sehr schlechten Schutz gegen unser Testaerosol. Die Stoffmasken zeigten eine hohe Variabilität zwischen.“ verschiedene Maskentypen.“

„Es überrascht nicht, dass FFP2-Atemschutzmasken im Durchschnitt die beste Schutzwirkung erzielten. KN95-Atemschutzmasken schnitten mit Filterwirkungsgraden zwischen 36 % und 47 % relativ schlecht ab. Diese Ergebnisse sind denen der besten chirurgischen Typ-II-Gesichtsmasken unterlegen, deren Leistungen schwanken.“ von 13 % auf 66 %. Die Ergebnisse sind angesichts des höheren Preises, des besseren subjektiven Schutzgefühls und des höheren Luftströmungswiderstands der KN95-Atemschutzmasken bemerkenswert. Unsere Ergebnisse stimmen jedoch mit den RAPEX-Warnungen überein.“

Chirurgische Gesichtsmasken erzeugen außerdem einen geringeren Atemwiderstand und sind daher angenehmer zu tragen, sagt Dr. Sterr.

Er fügt hinzu, dass Tests zeigten, dass „Atemschutzmasken einen zwei- bis dreimal höheren Luftstromwiderstand aufwiesen als chirurgische Gesichtsmasken. Dies könnte zu einer geringeren Einhaltung der Vorschriften durch den Benutzer und folglich zu einer niedrigeren Gesamtschutzrate führen in Krankenhäusern, um die Ausbreitung des Virus zu verhindern, insbesondere wenn Abstand und Quarantäne nicht möglich sind.“

„In Situationen, in denen ein Patient keine Maske tragen kann (z. B. Intubation), scheint eine chirurgische Gesichtsmaske nicht ausreichend zu sein, um das medizinische Personal vor SARS-CoV-2 zu schützen. In solchen Fällen sollten Atemschutzmasken wie FFP2-Masken in Betracht gezogen werden. KN95-Atemschutzmasken.“ sollten nur getragen werden, wenn keine anderen Atemschutzmasken verfügbar sind. Gesichtsschutzschilde sollten nur verwendet werden, um Masken und Atemschutzmasken trocken zu halten, wenn Verfahren durchgeführt werden, bei denen die Gefahr von Spritzern besteht.“

„Die Öffentlichkeit sollte zertifizierte chirurgische Gesichtsmasken von guter Qualität tragen und nicht Stoffmasken oder Gesichtsschutz, die in unserer Studie schlecht abgeschnitten haben, oder Atemschutzmasken, die dem medizinischen Personal vorbehalten bleiben sollten.“

Mehr Informationen: Christian M. Sterr et al, Medizinische Gesichtsmasken bieten Selbstschutz gegen Aerosole: Eine Bewertung mit einem praktischen In-vitro-Ansatz an einem Kunstkopf, PLOS ONE (2021). DOI: 10.1371/journal.pone.0248099