Momenteel, er zijn geen specifieke richtlijnen voor de meest effectieve materialen en ontwerpen voor gezichtsmaskers om de verspreiding van druppels van hoesten of niezen te minimaliseren om de overdracht van COVID-19 te verminderen. Hoewel er eerdere studies zijn geweest over hoe maskers van medische kwaliteit presteren, gegevens over op stof gebaseerde bekledingen die door de overgrote meerderheid van het grote publiek worden gebruikt, zijn schaars.

Onderzoek van het College of Engineering and Computer Science van de Florida Atlantic University, net gepubliceerd in het tijdschrift Fysica van vloeistoffen , demonstreert door middel van visualisatie van geëmuleerde hoesten en niezen, een methode om de effectiviteit van gezichtsmaskers bij het belemmeren van druppeltjes te beoordelen. De grondgedachte achter de aanbeveling voor het gebruik van maskers of andere gezichtsbedekkingen is het verminderen van het risico op kruisbesmetting via de overdracht van ademhalingsdruppels van geïnfecteerde naar gezonde personen.

Onderzoekers gebruikten stroomvisualisatie in een laboratoriumomgeving met behulp van een laserlichtvel en een mengsel van gedestilleerd water en glycerine om de synthetische mist te genereren die de inhoud van een hoeststraal vormde. Ze visualiseerden druppeltjes die uit de mond van een mannequin kwamen terwijl ze hoesten en niezen simuleerden. Ze testten maskers die direct beschikbaar zijn voor het grote publiek, die zich niet onttrekken aan de levering van maskers en ademhalingstoestellen van medische kwaliteit voor gezondheidswerkers. Ze testten een enkellaags bandana-achtige bekleding, een zelfgemaakt masker dat is gestikt met twee lagen katoenen quiltstof bestaande uit 70 draden per inch, en een niet-steriel kegelvormig masker dat in de meeste apotheken verkrijgbaar is. Door deze verschillende maskers op de paspop te plaatsen, ze konden de paden van druppeltjes in kaart brengen en laten zien hoe verschillend ze presteren.

De resultaten toonden aan dat los gevouwen gezichtsmaskers en bandana-achtige bekledingen een minimaal stopvermogen bieden voor de kleinste vernevelde ademhalingsdruppels. Goed passende zelfgemaakte maskers met meerdere lagen quiltstof, en kant-en-klare kegelvormige maskers, bleek het meest effectief te zijn in het verminderen van druppelverspreiding. Deze maskers waren in staat om de snelheid en het bereik van de ademhalingsstralen aanzienlijk te beperken, zij het met enige lekkage door het maskermateriaal en door kleine openingen langs de randen.

belangrijk, onbedekte geëmuleerde hoest kon merkbaar verder reizen dan de momenteel aanbevolen afstandsrichtlijn van 6 voet. Zonder masker, druppeltjes reisden meer dan 8 voet; met een bandana, ze reisden 3 voet, 7 inch; met een gevouwen katoenen zakdoek, ze reisden 1 voet, 3 Inches; met het gestikte gewatteerde katoenen masker, ze reisden 2,5 inch; en met het kegelvormige masker, druppels reisden ongeveer 8 inch.

"Naast het geven van een eerste indicatie van de effectiviteit van beschermingsmiddelen, de beelden die in ons onderzoek zijn gebruikt, kunnen het grote publiek helpen de grondgedachte achter de richtlijnen voor sociale afstand en aanbevelingen voor het gebruik van gezichtsmaskers over te brengen, " zei Siddhartha Verma, doctoraat, hoofdauteur en een assistent-professor die samen met Manhar Dhanak de paper schreef, doctoraat, afdelingsvoorzitter, professor, en directeur van SeaTech; en John Frakenfeld, technisch paraprofessional, allemaal binnen FAU's Department of Ocean and Mechanical Engineering. “Het bevorderen van een wijdverbreid bewustzijn van effectieve preventieve maatregelen is op dit moment cruciaal, aangezien we in veel staten aanzienlijke pieken in gevallen van COVID-19-infecties waarnemen, vooral Florida."

Toen de paspop niet was voorzien van een masker, ze projecteerden druppels veel verder dan de richtlijnen voor afstand van 1,8 meter die momenteel worden aanbevolen door de Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie. De onderzoekers observeerden druppeltjes die binnen ongeveer 50 seconden tot 12 voet reizen. Bovendien, de tracerdruppels bleven maximaal drie minuten in de lucht zweven in de rustige omgeving. Deze waarnemingen, in combinatie met andere recente onderzoeken, suggereren dat de huidige richtlijnen voor sociale afstand mogelijk moeten worden bijgewerkt om rekening te houden met de overdracht van pathogenen op basis van aerosolen.

"We ontdekten dat hoewel waargenomen werd dat de onbelemmerde turbulente jets tot 12 voet reizen, een grote meerderheid van de uitgestoten druppels viel op dit punt op de grond, "zei Dhanak. "Belangrijk, zowel het aantal als de concentratie van de druppeltjes zullen afnemen met toenemende afstand, dat is de fundamentele grondgedachte achter sociale afstand."

De ziekteverwekker die verantwoordelijk is voor COVID-19 wordt voornamelijk aangetroffen in ademhalingsdruppels die door geïnfecteerde personen worden uitgestoten tijdens hoesten, niezen, of zelfs praten en ademen. Afgezien van COVID-19, ademhalingsdruppeltjes zijn ook het belangrijkste overdrachtsmiddel voor verschillende andere virale en bacteriële ziekten, zoals verkoudheid, influenza, tuberculose, SARS (ernstig acuut ademhalingssyndroom), en MERS (Middle East Respiratory Syndrome), om er een paar te noemen. Deze ziekteverwekkers zijn gehuld in ademhalingsdruppeltjes, die kunnen landen op gezonde individuen en leiden tot directe overdracht, of op levenloze voorwerpen, die tot infectie kunnen leiden wanneer een gezond persoon ermee in contact komt.

"Onze onderzoekers hebben aangetoond hoe maskers de snelheid en het bereik van de ademhalingsdruppels en jets aanzienlijk kunnen verminderen. Bovendien, ze hebben ontdekt hoe geëmuleerde hoest merkbaar verder kan reizen dan de momenteel aanbevolen afstandsrichtlijn van zes voet, " zei Stella Batalama, doctoraat, decaan van FAU's College of Engineering and Computer Science. "Hun onderzoek schetst de procedure voor het opzetten van eenvoudige visualisatie-experimenten met behulp van gemakkelijk beschikbare materialen, die zorgverleners kunnen helpen, medische onderzoekers, en fabrikanten bij het kwalitatief beoordelen van de effectiviteit van gezichtsmaskers en andere persoonlijke beschermingsmiddelen."