Оценка бактериальной фильтрации и воздушной проницаемости масок, используемых населением во время пандемии COVID-19
Автор: Шашина Екатерина Андреевна, Белова Елена Владимировна, Груздева Ольга Александровна, Скопин Антон Юрьевич, Андреев Сергей Викторович, Жернов Юрий Владимирович, Жукова Анастасия Валерьевна, Исютина-Федоткова Татьяна Сергеевна, Макарова Валентина Владимировна, Митрохин Олег Владимирович
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Оценка риска в эпидемиологии
Статья в выпуске: 1 (37), 2022 года.
Бесплатный доступ
Пандемия, вызванная SARS-CoV-2, продолжает представлять угрозу здоровью населения. Использование неспецифических мер защиты, в том числе применение масок, является действенным способом снижения риска распространения инфекции. Эффективность защитных свойств маски зависит от того, насколько материал, из которого изготовлена маска, способен задерживать капли и аэрозольные частицы, содержащие вирусы. Показателем эффективности защиты маски может служить степень бактериальной фильтрации, показателем комфортности ношения - воздухопроницаемость материала. Проведена сравнительная оценка эффективности и комфортности масок, наиболее используемых населением в период пандемии. Для определения исследования отобраны медицинская, хлопчатобумажная и неопреновая маски. Бактериальная фильтрация определялась в соответствии со стандартной методикой, изложенной в ГОСТ 12.4.136-84, воздухопроницаемость масок - по разряжению воздуха на приборе ВПТМ-2 производства ООО «Метротекс». Статистический анализ проводился с использованием программы StatTech v. 2.4.1. Рассчитывались количественные показатели (M ± SD, 95 % ДИ для нормального распределения), критерий Фишера (сравнение групп по количественному показателю), коэффициент ранговой корреляции Спирмена (направление и сила корреляционной связи). Прогностическая модель разрабатывалась с помощью метода линейной регрессии. Результаты исследования показали, что наиболее высокая бактериальная фильтрация характерна для неопреновой маски, наиболее высокая воздухопроницаемость - хлопчатобумажной. Выявлена зависимость между бактериальной фильтрацией и воздухопроницаемостью. По сочетанию изученных характеристик все маски сопоставимы с медицинской маской и могут применяться в качестве барьерного средства для снижения риска распространения инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Является целесообразным дальнейшее изучение масок по совокупности большего числа характеристик эффективности, комфортности и безопасности.
Маски, covid-19, бактериальная фильтрация, воздухопроницаемость, хлопчатобумажные маски, неопреновые маски, медицинские маски, статистический анализ
Короткий адрес: https://sciup.org/142234514
IDR: 142234514 | УДК: 614.446.1:
Assessment of bacterial filtraiton and air permeability of face masks used by people during the COVID-19 pandemic
The pandemic caused by SARS-CoV-2 remains a serious threat to human health. Non-specific protection measures including face masks are an effective way to reduce risks of the infection spread. Face masks have different protective capacities and their effectiveness depends on an extent to which a material a mask is made of can retain droplets and aerosol particles containing the virus. Bacterial filtration can be used an as indicator showing how effectively a mask protects from contagion and air permeability can be used to estimate how comfortable it is to wear it. Our research aim was to comparatively assess effectiveness and comfort in wearing provided by masks which were most frequently used by people during the pandemic. We examined medical, cotton, and neoprene masks. Bacterial filtration was determined in accordance with the procedure stipulated in the State Standard GOST 12.4.136-84. Air permeability was estimated by determining how thin air was with VTPM-2 device produced by “Metroteks” LLC. All the data were statistically analyzed with StatTech v. 2.4.1 software package. We calculated quantitative indicators (M ± SD, 95 % CI for normal distribution), Fischer’s test (comparison between groups as per quantitative indicators) and Spearman’s rank correlation coefficient (directions and intensity of correlations). We developed our predictive model using linear regression. The research results indicate that the neoprene mask tends to have the highest bacterial filtration; the cotton mask, the highest air permeability. We detected a correlation between bacterial filtration and air permeability. All masks are quite comparable to a medical one as per all their combined examined characteristics and can be used as a barrier for mitigating risks of droplet infections spread. It is advisable to further investigate face masks with concentrating on more characteristics of their effectiveness, comfort in wearing and safety.
Список литературы Оценка бактериальной фильтрации и воздушной проницаемости масок, используемых населением во время пандемии COVID-19
- Coronavirus disease (COVID-19) Weekly Epidemiological update and weekly operational update [Электронный ресурс] // World health organization. - 2021. - URL: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports (дата обращения: 09.11.2021).
- Clapham H.E., Cook A.R. Face masks help control transmission of COVID-19 // Lancet Digit. Health. - 2021. - Vol. 3, № 3. - P. e136-e137. DOI: 10.1016/S2589-7500(21)00003-0
- Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis / D.K. Chu, E.A. Akl, S. Duda, K. Solo, S. Yaacoub, H.J. Schunemann, COVID-19 Systematic Urgent Review Group Effort (SURGE) study authors // Lancet. - 2020. - Vol. 395, № 10242. - P. 1973-1987. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)31142-9
- Effectiveness of public health measures in reducing the incidence of COVID-19, SARS-CoV-2 transmission, and COVID-19 mortality: systematic review and meta-analysis / S. Talic, S. Shah, H. Wild, D. Gasevic, A. Maharaj, Z. Ademi, X. Li, W. Xu [et al.] // BMJ. - 2021. - Vol. 375. - P. e068302. DOI: 10.1136/bmj-2021-068302
- An evidence review of face masks against COVID-19 / J. Howard, A. Huang, Z. Lid, Z. Tufekci, V. Zdimal, H.-M. van der Westhuizen, A. von Delft, A. Price [et al.] // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2021. - Vol. 118, № 4. - Р. e2014564118. DOI: 10.1073/pnas.2014564118
- Organizational measures aiming to combat COVID-19 in the Russian Federation: the first experience / V. Reshetnikov, O. Mitrokhin, N. Shepetovskaya, E. Belova, M. Jakovljevic // Expert Rev. Pharmacoec. Outcomes Res. - 2020. - Vol. 20, № 6. -P. 571-576. DOI: 10.1080/14737167.2020.1823221
- Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary / R. Tellier, Y. Li, B.J. Cowling, J.W. Tang // BMC Infect. Dis. - 2019. - Vol. 19, № 1. - P. 101. DOI: 10.1186/s12879-019-3707-y
- The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission / V. Stadnytskyi, C.E. Bax, A. Bax, P. Anfinrud // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2020. - Vol. 117, № 22. - P. 11875-11877. DOI: 10.1073/pnas.2006874117
- Prather K.A., Wang C.C., Schooley R.T. Reducing transmission of SARS-CoV-2 // Science. - 2020. - Vol. 368, № 6498. - P. 1422-1424. DOI: 10.1126/science.abc6197
- An accessible method for screening aerosol filtration identifies poor-performing commercial masks and respirators / K. Schilling, D.R. Gentner, L. Wilen, A. Medina, C. Buehler, L.J. Perez-Lorenzo, K.J.G. Pollitt, R. Bergemann [et al.] // J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. - 2020. - Vol. 31, № 6. - P. 943-952. DOI: 10.1038/s41370-020-0258-7
- Kahler C.J., Hain R. Fundamental protective mechanisms of face masks against droplet infections // J. Aerosol Sci. -2020. - Vol. 148. - P. 105617. DOI: 10.1016/j.jaerosci.2020.105617
- A laboratory-based study examining the properties of silk fabric to evaluate its potential as a protective barrier for personal protective equipment and as a functional material for face coverings during the COVID-19 pandemic / A.F. Parlin, S.M. Strat-ton, T.M. Culley, P.A. Guerra // PLoS One. - 2020. - Vol. 15, № 9. - P. e0239531. DOI: 10.1371/journal.pone.0239531
- Performance of fabrics for home-made masks against the spread of COVID-19 through droplets: A quantitative mechanistic study / O. Aydin, B. Emon, S. Cheng, L. Hong, L.P. Chamorro, M.T.A. Saif // Extreme Mech. Lett. - 2020. -Vol. 40. - Р. 100924. DOI: 10.1016/j.eml.2020.100924
- Xi J., Si X.A., Nagarajan R. Effects of mask-wearing on the inhalability and deposition of airborne SARS-CoV-2 aerosols in human upper airway // Phys. Fluids (1994). - 2020. - Vol. 32, № 12. - P. 123312. DOI: 10.1063/5.0034580
- Подходы к анализу эффективности средств защиты органов дыхания как мер снижения риска нарушения здоровья во время пандемии COVID-19 / Е.А. Шашина, Т.С. Исютина-Федоткова, В.В. Макарова, О.А. Груздева, О.В. Митрохин // Анализ риска здоровью. - 2021. - № 1. - С. 151-158. DOI: 10.21668/health.risk/2021.1.16
- Evaluation of Cloth Masks and Modified Procedure Masks as Personal Protective Equipment for the Public During the COVID-19 Pandemic / P.W. Clapp, E.E. Sickbert-Bennett, J.M. Samet, J. Berntsen, K.L. Zeman, D.J. Anderson, D.J. Weber, W.D. Bennett, US Centers for Disease Control and Prevention Epicenters Program // JAMA Intern. Med. - 2021. - Vol. 181, № 4. - Р. 463-469. DOI: 10.1001/jamainternmed.2020.8168
- Household Materials Selection for Homemade Cloth Face Coverings and Their Filtration Efficiency Enhancement with Triboelectric Charging / M. Zhao, L. Liao, W. Xiao, X. Yu, H. Wang, Q. Wang, Y.L. Lin, F.S. Kilinc-Balci [et al.] // Nano Lett. - 2020. - Vol. 20, № 7. - P. 5544-5552. DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02211
- Mathematical assessment of the impact of non-pharmaceutical interventions on curtailing the 2019 novel Coronavirus / C.N. Ngonghala, E. Iboi, S. Eikenberry, M. Scotch, C.R. MacIntyre, M.H. Bonds, A.B. Gumel // Math. Biosci. - 2020. -Vol. 325. - P. 108364. DOI: 10.1016/j.mbs.2020.108364
- Kim M.N. What Type of Face Mask Is Appropriate for Everyone-Mask-Wearing Policy amidst COVID-19 Pandemic? // J. Korean Med. Sci. - 2020. - Vol. 35, № 20. - P. e186. DOI: 10.3346/jkms.2020.35.e186
- Filtration efficiency of a large set of COVID-19 face masks commonly used in Brazil / F.G. Morais, V.K. Sakano, L.N. de Lima, M.A. Franco, D.C. Reis, L.M. Zanchetta, F. Jorge, E. Landulfo [et al.] // Aerosol Science and Technology. -2021. - Vol. 55, № 9. - P. 1-15. DOI: 10.1080/02786826.2021.1915466
