一项研究研究了如何在家里给口罩消毒
由于感染SARS-CoV-2的无症状患者数量未知,美国疾病控制和预防中心建议所有公民在公共场合戴口罩。最近,一些州强制要求戴口罩。许多人戴着自制的口罩,但这些命令可能会增加对医用口罩的需求,加剧急救人员和医务人员的短缺。
扩大一次性用品供应的一种方法面具就是给它们消毒然后重复使用我们刚刚发表了一篇论文国际呼吸保护学会杂志该研究旨在研究一次性口罩是否可以通过加热消毒而不影响其有效性。我们还比较了医用级口罩和自制口罩的有效性,并研究了自制鼻夹改进口罩的可行性。
其他人此前在一次性口罩消毒方面的研究表明,在华氏158度(70摄氏度)或以上加热30分钟可以有效消灭SARS、流感和新型SARS- cov -2冠状病毒.这可以在家用烤箱中完成。因此,我们没有对病毒进行测试。相反,我们关注的是重复热消毒是否会影响口罩去除与冠状病毒相同大小颗粒的效果。
为了做到这一点,我们把面具戴在人体模型的头上,并用真空泵让头部通过鼻子和嘴“呼吸”。然后,我们将人体模型暴露在煤油灯产生的黑碳(即煤烟)中,它产生的颗粒与冠状病毒的颗粒在大小上重叠。我们确定过滤通过比较假人面具两侧的黑碳水平来提高效率。我们使用了两个品牌的一次性N95口罩和一个品牌的一次性外科口罩,以及一种自制的口罩设计。我们以不同的方式反复尝试了这个方法。
首先,为了测量一次性口罩的最大过滤效率和回弹性,每一种一次性口罩都在新戴时被粘贴或修改以紧贴塑料人体模特的脸时进行测试,并在每次加热循环后再次进行测试。我们发现,一个N95品牌(3M)和一个外科口罩(HSl品牌)经得起10次热消毒和重复使用,性能没有下降。N95口罩的所有10个循环的过滤效率都超过95%,外科口罩的过滤效率超过70%。(相比之下,我们发现另一个N95品牌Moldex的鼻垫无法承受人体模型的多次穿上脱下,无论在使用之间是否加热。)
这些测试显示了可能的最大过滤效率,但它们不能代表人们通常佩戴口罩的方式,因为佩戴口罩的合身程度可能要宽松得多。因此,在第二组测试中,我们获得了一个头部形状,上面覆盖着柔软的硅胶,以模仿人脸的柔韧性。然后,我们评估了口罩的有效性,因为它们通常是戴着的,只把松紧带绕在头部或耳朵上,而没有额外的收紧。正如预期的那样,所有一次性口罩的过滤效率都大幅下降到40%左右。这证实了这种口罩的有效性依赖于紧密贴合,而这对许多人来说可能很难实现。
我们还测试了按照CDC网站上的说明自制的三种布覆盖物的过滤效率。一件是用棉质连衣裙做的,一件是用棉质毛衣做的,第三件是用涤纶布做的。这三种都是按照CDC的指示在硅胶头的正常模式下佩戴的。在正常使用情况下,自制棉质口罩的过滤效率为55%,而聚酯口罩的过滤效率接近40%,与宽松的医用口罩差不多。这表明,自制棉质口罩可能比宽松的一次性口罩效果更好,而涤纶口罩可能和棉质口罩差不多。
我们将自制口罩加热消毒,似乎不影响过滤效率。美国疾病控制与预防中心建议在家里清洗和烘干这些覆盖物,我们预计这对效率的影响也可以忽略不计。在家中消毒时,我们建议您在加热时将口罩放入烤箱袋或高压锅中,而不是直接将口罩放入烤箱内(详见下方指导视频)。
最后,为了看看我们是否能改善大众的贴合度,我们设计了一种工艺,使用热模塑塑料条,根据个人的脸定制自制的鼻夹。通过将定制的鼻夹添加到通常佩戴的一次性硅胶头口罩上,3M N95的过滤效率恢复到95%以上,而外科口罩的过滤效率测量为88%。鼻夹通过了两项长达5小时的舒适度测试。但由于采用热塑塑料,定制的鼻夹无法进行热消毒;相反,它们必须浸泡在酒精或漂白剂溶液中消毒。
这项工作有一定的局限性。首先,我们的测试都是在静态条件下进行的,空气流量恒定,类似于成年人坐着呼吸。我们没有考虑到呼吸的增加,也没有考虑到当某人说话或活动时可能发生的抽搐减少。
我们的研究只是众多研究口罩如何消毒和重复使用的研究之一。其他的已经进行或正在进行,不仅使用热,而且使用紫外线,汽化过氧化氢,或浸泡在乙醇或漂白剂溶液中。其中大多数是针对使用专门设备的医务人员。浸泡方法已被证明会降低某些类型N95口罩的有效性。我们针对日常使用做了相对适度的努力。我们还需要做更多的工作,但我们目前所知道的一切都表明,在公共场合戴任何种类的口罩都比不戴好;紧身是最好的;而且,在一定的限制下,许多类型的口罩可以在医疗环境之外重复使用。