Hoewel algemeen bekend is dat het dragen van een gezichtsmasker de verspreiding van COVID-19 in de gemeenschap zal helpen verminderen, er is minder bekend over de specifieke effectiviteit van maskers bij het verminderen van de virale belasting in de luchtwegen van degenen die ze dragen.

In Fysica van vloeistoffen , onderzoekers van de University of Massachusetts Lowell en California Baptist University onderzochten het effect van het dragen van een drielaags chirurgisch masker op de inademingsluchtstromen en de effecten van het masker op de inademing en afzetting van omgevingsdeeltjes in de bovenste luchtwegen.

"Het is normaal om te denken dat het dragen van een masker, ongeacht nieuw of oud, moet altijd beter zijn dan niets. Onze resultaten laten zien dat deze overtuiging alleen geldt voor deeltjes groter dan 5 micrometer, maar niet voor fijne deeltjes kleiner dan 2,5 micrometer, ", zei auteur Jinxiang Xi.

De onderzoekers ontdekten dat het dragen van een masker met een lage (minder dan 30%) filtratie-efficiëntie erger kan zijn dan zonder.

Ze ontwikkelden een computationeel gezichtsmaskermodel met behulp van een fysiologisch realistisch model van een persoon die een chirurgisch masker met plooien draagt ​​en vervolgens numerieke methoden gebruikt om de deeltjes door het masker te volgen. Ze onderzochten het gedrag en het lot van aerosolen die door het masker gaan, op het gezicht, in de luchtwegen, en, eventueel, waar ze neerslaan in de neus, keelholte, of diepe long.

Het model liet zien dat een masker de luchtstroom rond het gezicht verandert, zodat in plaats van dat lucht via specifieke paden in de mond en neus komt, lucht komt de mond en neus binnen via het gehele maskeroppervlak, maar bij lagere snelheden.

De lagere snelheid nabij het gezicht bevordert de inademing van aerosolen in de neus, dus hoewel maskers bepaalde aantallen deeltjes uitfilteren, meer deeltjes die aan maskerfiltratie ontsnappen, kunnen in de luchtwegen terechtkomen.

Ze ontdekten dat de filtratie-efficiëntie van het drielaagse chirurgische masker kan variëren van 65%, indien nieuw, tot 25%, wanneer gebruikt, dus het correct dragen van een masker van 65% zal een goede bescherming bieden, maar het dragen van een 25% filtermasker kan erger zijn dan er helemaal geen te dragen.

"We hopen dat de volksgezondheidsautoriteiten de huidige preventieve maatregelen versterken om de overdracht van COVID-19 te beteugelen, zoals het kiezen van een effectiever masker, goed dragen voor de hoogste bescherming, en vermijd het gebruik van een overmatig gebruikt of verlopen chirurgisch masker, " zei Xi.

De onderzoekers ontdekten dat de plooien van een chirurgisch gezichtsmasker de luchtstroompatronen aanzienlijk beïnvloeden, wat suggereert dat de maskervorm ook moet worden beschouwd als een belangrijke factor bij het inschatten van de efficiëntie van maskerbescherming en het ontwerpen van nieuwe maskers. Xi zei dat ze de effecten van maskervormen op de efficiëntie van de menselijke luchtwegbescherming verder zullen bestuderen.