Warum wir unsere Gesichtsmasken verbessern müssen

Hochwertige Atemschutzmasken wie N95 und KN95 sind mittlerweile weit verbreitet und bieten Experten zufolge den besten Schutz vor COVID. Warum tragen sie nicht mehr Menschen?

Anmerkung des Herausgebers (19.04.22): Dieser Artikel wird im Lichte eines kürzlichen Urteils der Bundesrichterin von Florida, Kathryn Kimball Mizelle, erneut veröffentlicht, mit dem sie eine bundesstaatliche Maskenpflicht in Flugzeugen und öffentlichen Verkehrsmitteln aufhebt. Der Artikel enthält Informationen dazu, wie Sie Masken finden, die den Träger vor einer Ansteckung schützen, auch wenn andere keine Maske tragen.

Zahlreiche Beweise haben gezeigt, dass das Tragen einer Gesichtsmaske dazu beiträgt, zu verhindern, dass Menschen das Virus, das COVID, SARS-CoV-2, verursacht, auf andere übertragen und selbst erkranken. Es gibt jedoch weniger Hinweise seitens der Gesundheitsbehörden darüber, welche Art von Masken den besten Schutz bieten.

Zu Beginn der Pandemie forderten die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten und die Weltgesundheitsorganisation die Öffentlichkeit auf, keine N95-Atemschutzmasken zu tragen, eine Art Maske, die aus synthetischen High-Tech-Fasern hergestellt wird und ein hohes Maß an Schutz vor Viren bietet Beladene Partikel in der Luft, sogenannte Aerosole. Das lag daran, dass es damals einen Mangel an solchen Masken gab – und das Gesundheitspersonal sie dringend brauchte. Gleichzeitig gaben beide Behörden an, dass das Risiko einer Aerosolübertragung von SARS-CoV-2 gering sei. Sie empfahlen Stoffmasken oder andere selbstgemachte Gesichtsbedeckungen, die einige relativ große virustragende Tröpfchen abwehren können, selbst als klar wurde, dass sich SARS-CoV-2 häufig durch Aerosole verbreitet – und als das Angebot an Masken von besserer Qualität zunahm.

Mittlerweile gibt es eine Fülle hochfiltrierender Atemschutzmasken auf dem Markt, darunter N95, in China hergestellte KN95 und in Südkorea hergestellte KF94. Sie sind seit Monaten weit verbreitet und relativ erschwinglich und bieten einen besseren Schutz als Stoff- oder OP-Masken. Doch erst am 10. September aktualisierte das CDC schließlich seine Leitlinien und gab an, dass die breite Öffentlichkeit N95-Masken und andere medizinische Masken tragen könne, da diese jetzt in ausreichender Menge vorhanden seien.

Dennoch empfiehlt die CDC weiterhin, dass N95-Atemschutzmasken zum Schutz vor COVID-19 im Gesundheitswesen Vorrang haben sollten, schrieb CDC-Sprecherin Jade Fulce in eine E-Mail an Scientific American letzte Woche. „Arbeitskräfte, die vor der Pandemie regelmäßig Atemschutzmasken trugen, sollten weiterhin N95-Atemschutzmasken tragen“, fuhr sie fort. „Da N95 immer mehr verfügbar sind, können sie auch außerhalb des Gesundheitswesens getragen werden. Stoffmasken sind jedoch eine akzeptable und empfohlene Option zum Maskieren.“

Die Agentur gab im Mai bekannt, dass die Lieferungen zugelassener Atemschutzmasken „gestiegen“ seienAuf die Frage, warum es seine Leitlinien zur N95-Nutzung durch die Öffentlichkeit erst im September aktualisiert habe, antwortete Fulce, dass „das CDC seine Leitlinien regelmäßig überprüft und aktualisiert, sobald weitere Informationen verfügbar sind.“

Scientific American hat mit mehreren Experten zum Thema Aerosolübertragung gesprochen – einige von ihnen haben verschiedene auf dem Markt erhältliche Masken getestet – und sie sind sich einig, dass Gesundheitsbehörden den Menschen dringend empfehlen sollten, gut sitzende, hochfiltrierende Masken zu tragen.

„Vor einem Jahr konnten wir sagen, dass wir uns Sorgen über den Mangel an Arbeitskräften im Gesundheitswesen machten, also forderten wir die Leute auf, Stoffmasken herzustellen, und jede Maske ist besser als keine Maske“, sagt Linsey Marr, Umweltingenieurin und Expertin für Aerosolwissenschaften an der Virginia Tech. Aber angesichts dessen, was Wissenschaftler jetzt wissen – insbesondere angesichts der Ausbreitung der hoch übertragbaren Delta-Variante des Virus und der Tatsache, dass Menschen beispielsweise mehr Zeit in Innenräumen in Schulen verbringen – „Ich denke, die CDC sollte Hochleistungsmasken für alle empfehlen, wenn sie sich in diesen riskanten Innenräumen aufhalten.“ Situationen“, sagt sie.

Wenn es um die Wirksamkeit einer Maske geht, sind Filterung, Passform und Komfort die wichtigsten Parameter. Unter Filtration versteht man im Allgemeinen den Prozentsatz der Partikel, die das Maskenmaterial blockiert. Beispielsweise filtert ein N95 mindestens 95 Prozent der in der Luft befindlichen Partikel. Das nützt aber wenig, wenn Lücken rund um die Maske ungehindert Luft hineinlassen. Eine gut sitzende Maske sollte eng am Gesicht und über dem Kinn anliegen, ohne Lücken um Nase oder Mund. Auch der Tragekomfort ist eine äußerst wichtige Messgröße: Eine Maske nützt nichts, wenn das Tragen für Menschen einfach unerträglich ist.

Eine gute Maske sei „die wichtigste Verteidigung, die wir haben“ gegen COVID, sagt die Aerosolexpertin Kimberly Prather, Atmosphärenchemikerin an der University of California in San Diego.

Es gibt eine Reihe nationaler Standards für die Qualität von Atemschutzmasken. Der US-Goldstandard N95 ist vom National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) der CDC zertifiziert. Und die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) legt Standards dafür fest, wie sie Menschen in Arbeitsumgebungen (z. B. in Krankenhäusern) anpassen müssen. Es gibt jedoch keinen offiziellen Standard für die Nutzung von N95 durch die breite Öffentlichkeit. Das europäische Äquivalent des N95 ist die FFP2-Atemschutzmaske, die mindestens 94 Prozent der Partikel filtert. China hat den KN95 und Südkorea hat den KF94. Alle bieten eine hervorragende Filterung, es kommt also wirklich darauf an, welches am besten zu einer Person passt und am bequemsten ist.

Da von Gesundheitsbehörden wie dem CDC keine spezifischeren Leitlinien dazu vorliegen, welche Marken von Atemschutzmasken und anderen Masken den besten Schutz bieten, sind einige erfahrene Amateure eingesprungen, um die Lücke zu schließen. Aaron Collins, auch bekannt als „Mask Nerd“, ist Maschinenbauingenieur bei Seagate Technology mit einem Hintergrund in der Aerosolwissenschaft. In seiner Freizeit dreht er YouTube-Videos, in denen er hochfiltrierende Masken verschiedener Hersteller testet und bewertet. Collins sagt, er verdiene kein Geld mit Maskenherstellern oder seinen Videos selbst – er betrachte sie als Dienstleistung und möchte, dass sie objektiv sind.

Collins hat in seinem Badezimmer eine Maskentestanlage, in der er die Filtereffizienz von Masken durch die Erzeugung von Aerosolen aus Natriumchlorid (Salz) beurteilt. Anschließend verwendet er einen Kondensationspartikelzähler – ein Gerät, das die Partikelkonzentration innerhalb und außerhalb einer von ihm getragenen Maske misst –, um die gesamte nach innen gerichtete Leckage durch und um die Maske zu bestimmen. (Zum Vergleich: Der N95-Standard von NIOSH verlangt von den Herstellern, die Leckage durch das Atemschutzmaskenmaterial selbst zu messen. Und OSHA misst, wie eine Atemschutzmaske auf dem Gesicht einer Person sitzt, was oft das Tragen eines N95 in einem geschlossenen Raum mit Saccharin oder einem anderen deutlich aromatisierten Testaerosol erfordert, das in Folgendes gesprüht wird: Wenn der Träger angibt, die Substanz geschmeckt zu haben, besteht die Maske den Dichtsitztest nicht.)

Collins testet auch den „Druckabfall“, also die Leichtigkeit des Atmens beim Tragen einer Maske. Wenn dies zu schwierig ist, empfindet der Träger die Maske möglicherweise nicht nur als weniger bequem, sondern saugt auch Luft an den Seiten an, wodurch die Filterung beeinträchtigt wird. Bei einigen Stoffmasken – auch solchen mit Kaffeefiltern – tritt dieses Problem auf. „Es gibt einen Grund, warum N95s nicht aus Stoff bestehen“, sagt Collins.

Die Top-Picks des Mask Nerd finden Sie in diesem Video. Im Allgemeinen empfiehlt er KN95s der chinesischen Firma Powecom und anderer, verschiedene KF94s wie Bluna FaceFit und N95s renommierter Marken wie 3M, Moldex oder Honeywell. Alle diese Masken hatten im Collins-Aufbau eine Filtereffizienz von nahezu 99 Prozent und relativ geringe Druckverluste. (Zum Vergleich stellte er fest, dass eine chirurgische Maske allein je nach Passform eine Filtereffizienz von etwa 50 bis 75 Prozent hatte und eine gute Stoffmaske etwa 70 Prozent.) Bei der Auswahl der besten Maske sollte jedoch der Komfort ein entscheidender Faktor sein , er sagt. Nicht jeder muss eine N95 tragen.

„Meiner Meinung nach ist das Minimum, das die Leute tragen sehen, ein KN95 oder KF94 mit der Delta-Variante“, sagt Collins. „Ich glaube nicht, dass OP-Masken mehr gut genug sind, und wir hätten letzten Sommer auf Stoffmasken verzichten sollen – sie liegen nicht einmal im Spektrum einer guten Filterung.“ (Um es klarzustellen: Einige Studien haben ergeben, dass chirurgische Masken und Stoffmasken zumindest einen gewissen Schutz vor COVID bieten können. Eine kürzlich in Bangladesch durchgeführte große, randomisierte Studie ergab, dass chirurgische Masken das Infektionsrisiko erheblich senkten; Stoffmasken hatten keinen messbaren Nutzen , obwohl andere Studien darauf hinweisen, dass sie einen gewissen Schutz bieten.)

Da Kinder persönlich in die Schule kommen, machen sich viele Eltern verständlicherweise Sorgen um ihre Kinder, insbesondere um diejenigen, die zu jung sind, um für eine Impfung in Frage zu kommen – und insbesondere in Staaten, in denen Politiker versucht haben, die Maskenpflicht in Schulen zu verbieten. Für diese Eltern könnten die Empfehlungen von Collins für hochfiltrierende Kindermasken besonders hilfreich sein. Es gibt keinen N95-Standard für Kinder, aber viele Hersteller stellen KF94- oder KN95-Masken für Kinder her. Solche Masken sind für kleine Gesichter konzipiert und lassen sich leicht aufsetzen. Collins sieht keinen Grund, warum Kinder sie nicht vertragen könnten. „Ich habe meinen eigenen Sohn“, sagt Collins. „Er ist fünf Jahre alt. Er hat sie den ganzen Sommer getragen.“

Ein Problem bei im Handel erhältlichen Hochfiltrationsmasken besteht darin, dass sie möglicherweise nicht von seriösen Lieferanten stammen. Die CDC-Website warnt davor, dass etwa 60 Prozent der in den USA erhältlichen KN95-Atemschutzmasken gefälscht sind. Um solche zu finden, die legitim sind, empfiehlt Prather die Website Project N95. Masken können auch direkt bei Lieferanten wie Bona Fide Masks bestellt werden, das KN95 von Powecom verkauft. „Das ist es, worauf die Leute schwören“, sagt Prather. Sie kosten jeweils etwa 1 US-Dollar. DemeTECH verkauft N95 für etwa 4 US-Dollar pro Stück sowie andere Arten von Masken.

Ein Grund dafür, dass Menschen bei der Verwendung von KN95-Masken und ähnlichen Masken zurückhaltend sein könnten, liegt darin, dass sie normalerweise als Einwegmasken gelten. Mehrere Experten sagen jedoch, dass sie tatsächlich mehrmals getragen werden können. „Sie können es wahrscheinlich wiederverwenden, bis es sichtbar beschädigt oder verschmutzt ist“, sagt Marr. Collins' Amateurtests deuten darauf hin, dass die Maske bis zu 40 Stunden lang verwendet werden kann, ohne dass ihre Filterwirkung nachlässt (er empfiehlt, sie innerhalb von sechs Monaten nach dem Öffnen einer Packung zu verwenden). Das Virus überlebt auf diesen Masken wahrscheinlich nicht lange, aber es ist keine schlechte Idee, ein paar im Wechsel zu haben und etwa alle drei Tage eine wiederzuverwenden, sagt Collins.

Eine beliebte Möglichkeit, die Wirksamkeit zu steigern, ist das Tragen einer Stoffmaske über einer OP-Maske. Diese vom CDC empfohlene Strategie kombiniert die Filtrationseffizienz des chirurgischen Maskenmaterials mit der Passform einer Stoffmaske. Doch wie gut funktioniert es tatsächlich?

Laut Collins ziemlich gut. Er maß eine Filtereffizienz von über 90 Prozent für eine Stoffmaske (mit Nasendraht) gegenüber einer chirurgischen Maske. Allerdings war der Druckabfall fast doppelt so hoch wie bei einem N95. Ein Grund, warum die CDC und andere von der Verwendung von N95 durch die breite Öffentlichkeit abgeraten haben, ist neben ihrer früheren Seltenheit, dass es schwierig sein kann, durch sie hindurch zu atmen – daher findet Collins es „verwirrend“, dass die CDC eine doppelte Maskierung empfehlen würde. „Funktioniert also die Doppelmaskierung? Ja, aber … ich denke, es gibt bessere Lösungen“, sagte er in einem seiner Videos.

Eine weitere Möglichkeit, eine bessere Passform zu erreichen, besteht darin, Masken mit Bändern zu verwenden, die um den Hinterkopf herumgehen, oder eine Maskenhalterung zu verwenden, wenn man nur Zugang zu einer OP-Maske hat.

Nicht alle Experten sind sich einig, dass hochfiltrierende Masken für jeden notwendig sind. „Normalerweise sage ich: ‚Die beste Maske ist die, die man richtig trägt‘“, sagt Judith Flores, Kinderärztin und Mitglied der American Academy of Pediatrics und der New York Academy of Medicine. Flores ist davon überzeugt, dass chirurgische Masken die bequemste und sauberste Option sind, wenn sie nach jedem Gebrauch entsorgt werden. Auch Stoffmasken seien in Ordnung, solange sie dreilagig seien, fügt sie hinzu. „Es sei denn, Sie sind im Gesundheitswesen oder in der häuslichen Pflege tätig und kümmern sich um eine Person, die COVID-positiv ist“, sagt Flores, „Sie brauchen kein N95.“

Was ist mit den Bärtigen unter uns? Welchen Einfluss hat die Gesichtsbehaarung auf die Wirksamkeit verschiedener Masken? Obwohl hierzu nicht viele Daten vorliegen, deuten einige Untersuchungen darauf hin, dass eine Maske umso weniger wirksam ist, je länger der Bart oder Schnurrbart einer Person ist, da sie schlechter mit dem Gesicht abschließt. Das CDC hat eine etwas amüsante Grafik veröffentlicht, die Gesichtsbehaarungsstile zeigt, die zum Tragen mit einer Atemschutzmaske geeignet sind.

An diesem Punkt der Pandemie, an dem in vielen Gegenden der Vorrat an hochwertigen Masken leicht verfügbar ist, ist es vielleicht an der Zeit, locker sitzende Stoff- oder OP-Masken durch etwas zu ersetzen, das einen besseren Schutz bietet. „Die wichtigste Schutzschicht“, sagt Prather, „besteht darin, das Virus überhaupt nicht in die Luft gelangen zu lassen.“

fragte Lewis ist leitender Redakteur für Gesundheit und Medizin bei Scientific American. Folgen Sie ihr auf Twitter @tanyalewis314 Bildnachweis: Nick Higgins

Josh Fischman, Tanya Lewis und Jeffery DelViscio

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