Gesichtsmasken und Gesichtsschutz mit Ventil bieten mehr Komfort, aber weniger Schutz

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Während jede Gesichtsbedeckung besser ist als nichts, ermöglichen durchsichtige Plastikschilde und Masken mit Ausatemventilen das Entweichen großer Partikelwolken und setzen den Träger möglicherweise auch mehr Keimen aus.

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Von Tara Parker-Pope

Gesichtsschutz und Ventilmasken – zwei Optionen, die viele Menschen bequemer finden als Gesichtsbedeckungen aus Stoff – scheinen bei der Blockierung von Viruspartikeln weniger wirksam zu sein als herkömmliche Masken, wie eine neue Studie zeigt.

Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten hatten bereits erklärt, dass durchsichtige Gesichtsschutzschilde aus Kunststoff und Masken mit Belüftungsöffnungen oder Ventilen nicht empfohlen werden, da Bedenken bestehen, dass sie Viruspartikel nicht ausreichend blockieren. Aber die neue Forschung, die Laser verwendet, um den Weg von Husten zu beleuchten, bietet eine eindrucksvolle visuelle Demonstration, wie große Partikelwolken hinter einem Gesichtsschutz oder einer belüfteten Maske entweichen können.

„Ich denke, diese Visualisierungen sind wirklich hilfreich, um der breiten Öffentlichkeit zu helfen, zu sehen und zu verstehen, was passiert“, sagte Linsey Marr, Professorin für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Virginia Tech, die sich mit Partikeln in der Luft beschäftigt, aber nicht an der Forschung beteiligt war.

Für diejenigen, die nach einer Alternative zu herkömmlichen Gesichtsmasken suchen, wird die Nachricht enttäuschend sein. Vor allem Lehrer und Schüler bevorzugen oft Gesichtsschutzschilde, weil diese über einen längeren Zeitraum bequemer zu tragen sind, sich leicht reinigen lassen und eine bessere Kommunikation ermöglichen, da sie die Stimme nicht dämpfen und die Mimik nicht verdecken. Ventilmasken mit Einweg-Belüftungsöffnungen, die das Entweichen der Atemluft ermöglichen und gleichzeitig das Eindringen von Keimen verhindern, können sich atmungsaktiver anfühlen und verhindern, dass die Maske so schnell feucht wird.

Die neue Studie, die in der Fachzeitschrift Physics of Fluids veröffentlicht wurde, zeigt jedoch, dass Gesichtsschutzschilde allein und belüftete Masken das Entweichen großer Partikelwolken ermöglichen und so die Menschen in Ihrer Umgebung gefährden. Und obwohl sich die Untersuchung nicht speziell mit dem Schutzniveau befasste, das die Schilde und Masken dem Träger bieten, deutet sie doch darauf hin, dass Menschen, die sie tragen, möglicherweise auch anfälliger für die Exposition sind, als wenn sie eine normale Maske tragen würden. Besonders besorgniserregend sind Ventilmasken – einige der von den Forschern verwendeten nichtmedizinischen Ventilationsmasken hatten fehlerhafte Ventile, was darauf hindeutet, dass einige Menschen möglicherweise mit offenen Ventilen – im Wesentlichen großen Löchern – in ihren Masken herumlaufen.

Zur Durchführung der Forschung verwendeten Wissenschaftler der Florida Atlantic University hohle Plastikköpfe, die mit verschiedenen Gesichtsbedeckungen ausgestattet waren. Sie pumpten eine verdampfte Mischung aus Glycerin und destilliertem Wasser durch die Köpfe, um ein Husten oder Niesen zu simulieren, und beleuchteten mit Lasern den Weg der Wolke.

In zwei separaten Studien zeigten die Forscher, dass selbst die besten Masken einige Partikel entweichen lassen. In Videos von Tests mit der Goldstandard-Maske N95 ist zu sehen, wie eine Partikelwolke um den Nasenrücken herum austritt, wo der Sitz schlecht ist. (Andere Studien haben gezeigt, dass N95-Masken, die 95 Prozent der kleinen Partikel filtern sollten, bei unsachgemäßer Passform etwa ein Drittel ihres Filterpotenzials verlieren.) Allerdings stellten die Forscher fest, dass N95-Masken, Stoffmasken und Papiermasken im medizinischen Stil Alle Masken blockieren eine beträchtliche Menge an Partikeln und scheinen für die typische Person in der Gemeinschaft, die soziale Distanzierung praktiziert, angemessenen Schutz zu bieten.

Als die Hohlköpfe jedoch mit durchsichtigen Gesichtsschutzschilden aus Kunststoff oder Ventilmasken ausgestattet wurden, waren die Ergebnisse weniger ermutigend. Während die Gesichtsschutzschilde die anfänglichen Spritzer des simulierten Hustens gut abwehrten, zeigte die Laserbeleuchtung, dass unter dem Schutzschild Wolken aus aerosolisierten Partikeln hervorwirbelten.

„Masken fungieren als Filter und fangen tatsächlich die Tröpfchen und alle anderen Partikel ein, die wir ausstoßen“, sagte Siddhartha Verma, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Meeres- und Maschinenbau der Florida Atlantic University und Hauptautorin der Studie. „Abschirmungen sind dazu nicht in der Lage. Wenn die Tröpfchen groß sind, werden sie durch die Kunststoffabschirmung aufgehalten. Wenn sie jedoch eine Aerosolgröße von 10 Mikrometern oder weniger haben, entweichen sie einfach an den Seiten oder an der Unterseite der Abschirmung.“ Alles, was ausgestoßen wird, wird höchstwahrscheinlich im Raum verteilt.“

Als eine Standard-N95-Maske mit Ventil getestet wurde, entwich auch eine große Partikelwolke durch das Ventil, aber die Entlüftung leitete die Wolke nach unten. Standard-N95-Masken mit Ventilen, die häufig von Bauarbeitern und Malern verwendet werden, um das Einatmen von Staub und anderen Partikeln zu verhindern, entsprechen den Standards der Occupational Safety and Health Administration. Dennoch sind Atemschutzmasken mit Ventil in sterilen medizinischen Umgebungen nicht erlaubt, da sie den Keimen des Trägers entweichen können. Während der Pandemie sind eine Reihe gefälschter Versionen von Ventilmasken auf den Markt gekommen, und obwohl die Ventile authentisch aussehen, funktionieren sie nicht wirklich.

Bei einer Maske mit einem funktionierenden Ventil zwingt der Druck im Inneren der Maske eine kleine Scheibe dazu, sich zu öffnen und Luft herauszulassen. Beim Einatmen sitzt die Scheibe jedoch eng am Loch und lässt keine Luft hinein. „Was wir herausgefunden haben, war, dass alles so ist.“ entweicht durch dieses Ausatemventil“, sagte Manhar R. Dhanak, Mitautor der Studie und Vorsitzender der Abteilung für Meeres- und Maschinenbau der Universität. „Und bei einigen der kommerziellen Nicht-N95-Masken schien das Ventil nur kosmetischer Natur zu sein. Sie funktionierten nicht, weil sie von schlechter Qualität waren, sodass sich die Scheiben im Grunde nicht so heraus- und hineinbewegten, wie wir es erwartet hätten.“ ."

Während die Studie es den Forschern ermöglichte, die relative Wirksamkeit verschiedener Masken und Gesichtsschutzschilde zu vergleichen, konnten die verwendeten Methoden weder das Volumen noch die Größe der austretenden Partikel quantifizieren.

Es ist unwahrscheinlich, dass die Forschung das endgültige Wort zu Gesichtsschutzschilden liefert. Eine Studie aus dem Jahr 2014 wurde oft als Beweis dafür angeführt, dass Gesichtsschutzschilde der Person, die sie trägt, zusätzlichen Schutz bieten, doch selbst diese Studie kam zu dem Schluss, dass der Nutzen begrenzt sei. Während die Gesichtsschutzschilde den Träger vor großen Hustenspritzern schützten, waren sie bei kleineren Husten und Aerosolen weniger wirksam. Und nach dem Husten, als sich größere Partikel auf dem Boden absetzten und Aerosole im Raum verteilten, reduzierte der Gesichtsschutz das Einatmen von Aerosolen nur um 23 Prozent.

„Gesichtsschutzschilde können die kurzfristige Exposition von Gesundheitspersonal gegenüber großen infektiösen Aerosolpartikeln erheblich reduzieren, kleinere Partikel können jedoch länger in der Luft bleiben und leichter um den Gesichtsschutz herum strömen, um eingeatmet zu werden“, schrieben die Forscher und fügten hinzu, dass dies für Gesundheitspersonal gilt Gesichtsschutzschilde sollten zusätzlich zu Masken getragen werden, nicht als Ersatz.

In der Schweiz warnten Gesundheitsbehörden, dass ein Coronavirus-Ausbruch in einem Hotel offenbar Arbeiter mit Gesichtsschutz infiziert habe, während Arbeiter mit traditionellen Masken offenbar geschützt worden seien.

Dr. Marr sagte, die Arbeit in ihrem eigenen Labor zeige auch, dass Gesichtsschutzschilde fast keinen Schutz gegen Aerosolpartikel bieten, von denen angenommen wird, dass sie eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Krankheiten spielen. „Es bietet vielleicht 5 Prozent Schutz, wenn überhaupt“, sagte sie. „Bei den Partikelgrößen, um die es uns geht, ist das fast nichts.“

Während Gesichtsschutz große Spritzer beim Husten oder Niesen abwehrt, bleiben kleinere Partikel im Luftstrom hängen und treffen nie auf den Kunststoff, sondern rutschen stattdessen darunter ab. „Luft kann nicht durch den Gesichtsschutz strömen – sie muss sich biegen und um den Schild herumströmen“, sagte Dr. Marr. „Die Aerosole werden dem Luftstrom um den Schild folgen. Es wird nicht spritzen.“

Für manche Menschen ist ein Gesichtsschutz möglicherweise immer noch die beste Option. Beispielsweise könnte ein Kind mit Entwicklungsstörungen eher dazu neigen, einen Gesichtsschutz als eine Maske zu tragen. Ein durchsichtiger Gesichtsschutz aus Kunststoff kann auch für eine Pflegekraft nützlich sein, die mit einer hörgeschädigten Person kommunizieren muss. Obwohl die Ergebnisse darauf hindeuten, dass eine Stoff- oder OP-Maske mehr Schutz bietet, sagen Experten, dass jede Gesichtsbedeckung besser ist als gar keine und dass Gesichtsschutzschilde verhindern, dass ein Teil starker Husten- und Niesattacken auf die Menschen in ihrer Umgebung spritzt.

Für die meisten Menschen ist eine mindestens zweilagige Stoffmaske, die das Gesicht von der Nase bis unter das Kinn bedeckt, die beste Option. Ein Gesichtsschutz in Kombination mit einer Maske würde zusätzlichen Schutz bieten und könnte für diejenigen nützlich sein, die regelmäßig in Innenräumen mit anderen Menschen in Kontakt kommen.

„Eine gute selbstgemachte Maske funktioniert sehr gut“, sagte Dr. Verma. „Wenn es bequem ist, kann es über einen längeren Zeitraum getragen werden. Versuchen Sie auf jeden Fall, nur Schilde oder Masken mit Ventilen zu vermeiden.“

Tara Parker-Pope ist Gründungsredakteurin von Well, der preisgekrönten Verbrauchergesundheitsseite der Times. Sie gewann 2013 einen Emmy für die Videoserie „Life, Interrupted“ und ist Autorin von „For Better: The Science of a Good Marriage“. @taraparkerpope

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