COVID-19関連追加(2021211日)二重マスクについて

 

【布マスクと医療処置用マスクのフィットを最大化して性能を向上させ,

SARS-CoV-2感染伝播と曝露を低減する】

Brooks JT, Beezhold DH, Noti JD, et al. Maximizing Fit for Cloth and Medical Procedure Masks to Improve Performance and Reduce SARS-CoV-2 Transmission and Exposure, 2021. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. ePub: 10 February 2021. 

http://dx.doi.org/10.15585/mmwr.mm7007e1.

The figure describes that wearing a mask that fits tightly to your face can help limit spread of the virus that causes COVID-19.

ユニバーサルマスキングは,COVID-19の原因ウイルスであるSARS-CoV-2の感染拡大を遅らせるためにCDCが推奨している予防戦略の1つである(1)202121日現在,14の州とコロンビア特別区では,ユニバーサルマスキングが義務付けられている.マスク着用は,federal property*,そして国内および国際輸送手段でも執行命令によって義務付けられている† .マスクは,感染した着用者からの呼気の呼吸器飛沫やエアロゾルを大幅に減少させ,感染していない着用者のこれらの粒子曝露を減少させる.布マスク§および医療処置用マスク¶は,レスピレーター(例えば,N95 フェイスピース)よりもフィットが緩い.布マスクおよび医療処置用マスクの有効性は,マスク端の周りの空気の漏れを防ぐために,マスクが顔の輪郭に十分にフィットしていることを確認することによって改善することができる.CDC20211月に,柔軟性のあるelastomeric sourcereceiver headformを使用した実験的シミュレーションを行い,医療処置用マスクの2つの変更方法(modifications; 1)医療処置用マスクの上に布マスクを装着する(二重マスク)2)医療処置用マスクの耳のループをマスクの縁に取り付けたところで結び目をつけ,顔の近くで余剰部分を折り込んで平らにする(結び目と折り込みマスク)がどの程度効果があるかを評価した.これにより,これらのマスク装着が改善され,SARS-CoV-2感染伝播に最も重要と考えられる呼吸器飛沫粒子サイズのレシーバーへの曝露が減少する可能性がある.レシーバーの曝露は,放出源とレシーバーに変更した医療処置用マスクを装着したときに最大に減少した(> 95%これらの実験は,マスクの性能を最適化するためには,フィットを良好にすることが重要であることを強調する.ワクチンによる集団の免疫が達成されるまでは,ユニバーサルマスキングは非常に効果的な手段であり,フィジカルディスタンス,人混みや換気の悪い屋内空間を避ける,手指衛生など,他の防御手段と組み合わせることで,SARS-CoV-2**の感染拡大を遅らせることができる.布マスクや医療処置用マスクの性能を向上させるために,フィットを向上させる革新的な取り組みが注目される.

Main

少なくとも最近の研究では,布マスクや医療処置用マスクのフィットを向上させるためにマスクフィッター(mask fitters)を使用することが検討されている.フィッターには固形のもの(2)と伸縮性のあるもの(3)があり,マスクの上に装着し,ヘッドタイや耳のループで固定する.その結果,フィッターを医療処置用マスクの上に固定すると,SARS-CoV-2感染伝播に最も重要と考えられるサイズ範囲(一般的には< 10μm)のエアロゾルに対して,着用者の防御力を90%以上向上させることができる可能性が示唆された.他の研究では,医療処置用マスクに結び目をつけて固定したり,薄手のナイロン素材によるスリーブを首に巻いて布マスクまたは医療処置用マスクの上に引っ張り上げたりすることで(3,4),マスクが着用者の顔によりフィットし,端の隙間を減らすことで,着用者の防御力が大幅に向上することがわかっている.最近の専門家による解説(5)では,医療処置用マスクのフィットを向上させ,spun-bondmelt-blown polypropyleneなどの一般的な構成素材の濾過特性を最大化するためのもう一つの手段として,二重マスク(double maskingが提案されている.様々な布マスクと医療処置用マスクの濾過効率を測定した実験(6)に基づいて,これら2種類のマスク,特に医療処置用マスクの上に布マスクを組み合わせで達成されるフィットの向上によって,着用者の曝露を> 90%減少できると推定された.

20211月に,CDCは医療処置用マスクの性能を向上させるための2つの方法を評価するための様々な実験を実施した; 1)二重マスク,2)医療処置用マスクの結び目と折り込み(Figure 1.第一の実験では,様々なマスクの組み合わせにより,咳によって放出される粒子の量をどれだけ効果的に減少させることができるかを,捕集効率(collection efficiency)の観点から評価した(すなわち,放出源コントロール).柔軟性のあるelastomeric headformを使用して,マウスピースからエアロゾル(0.1-7μmの塩化カリウム粒子)を生成することにより,人の咳をシミュレーションした(7).これらのエアロゾルを遮断するための以下のマスク構成の有効性を評価した: 3層医療処置用マスク単独3層布コットンマスク単独,そして3層医療処置用マスクを覆う3層布マスク(二重マスク).第二の実験では,医療処置用マスクに関する2つの変更方法が,呼吸の間放出されるエアロゾルに対する曝露をどれだけ効果的に減少させるかを評価した.マスクなし,二重マスク,結び目のないマスク,または結び目と折り込みがある医療処置用マスクといった様々な構成によって,10通りのマスクの組み合わせを評価した(例えば,放出源はマスクなしとレシーバーは二重マスク,または放出源は二重マスクとレシーバーはマスクなし).結び目と折り込みがある医療処置用マスクは,両側のマスク角と耳のループをまとめて,マスクについている耳のループに結び目をつけて,マスク素材の余剰部分を折り込んで平らにして側面の隙間を最小限にすることによって作成した†(Figure 1).2つの柔軟性のあるelastomeric headform(放出源とレシーバー)によるシミュレータを使用して,放出源から発生するエアロゾルに対するレシーバーの曝露を検討した(8).中等度作業における静かな呼吸をシミュレートした,サイズがおおむね,高さ7フィート(2.1メートル),10フィート幅,長さ10フィート(3.1メートル)のチャンバーにおいて,放出源のheadform15 L/分(軽作業を行う女性における国際標準化機構[ISO]規格)で,そのマウスピースからエアロゾルを生成するように設定され,レシーバーのheadformの分時換気は27 L/分(中等度作業に従事する男性または女性のISO平均)に設定した§ .10通りのマスクの組み合わせについて,3回,15分間実行した.

Figure 1: Masks tested, including A, unknotted medical procedure mask; B, double mask (cloth mask covering medical procedure mask); and C, knotted/tucked medical procedure mask.

This figure consists of photographs of the three mask configurations tested: unknotted medical procedure mask, double mask (cloth mask covering medical procedure mask), and knotted medical procedure mask.

第一の実験では,結び目のない医療処置用マスク単独で,シミュレートされた咳による粒子の42.0%(標準偏差[SD]= 6.70),布マスク単独で44.3%SD= 14.0)を遮断したまた,医療処置用マスクを覆う布マスクの組み合わせ(二重マスク)では,咳による粒子の92.5%を遮断した(SD= 1.9

 

 

第二の実験では,放出源のheadformの医療処置用マスクの上に布マスクを追加(二重マスク),または結び目をつけ折り込んだ医療処置用マスクによって,マスクがないレシーバーの累積曝露はそれぞれ82.2%SD= 0.16)および62.9%SD = 0.08)減少したFigure 2また放出源にマスクを着用させない時の,二重マスクまたは結び目をつけ折り込んだ医療用マスクを着用しているレシーバーの累積曝露量は,それぞれ83.0%SD= 0.15),64.5%SD= 0.03)減少したFigure 2さらに,放出源とレシーバーの両方が二重マスクまたは結び目をつけ折り込んだマスクを着用した場合は,レシーバーの累積曝露量は,それぞれ96.4%SD= 0.02),95.9%SD= 0.02)減少した

Figure 2: Mean cumulative exposure* for various combinations of no mask, double masks, and unknotted and knotted/tucked medical procedure masks†.

* To an aerosol of 0.1–7 μm potassium chloride particles (with 95% confidence intervals indicated by error bars) measured at mouthpiece of receiver headform configured face to face 6 ft from a source headform, with no ventilation and replicated 3 times. Mean improvements in cumulative exposures compared with no mask/no mask (i.e., no mask wearing, or 100% exposure) were as follows: unknotted medical procedure mask: no mask/mask = 7.5%, mask/no mask = 41.3%, mask/mask = 84.3%; double mask: no mask/mask = 83.0%, mask/no mask = 82.2%, mask/mask = 96.4%; knotted/tucked medical procedure mask: no mask/mask = 64.5%, mask/no mask = 62.9%, mask/mask = 95.9%.

Double mask refers to a three-ply medical procedure mask covered by a three-ply cloth cotton mask. A knotted and tucked medical procedure mask is created by bringing together the corners and ear loops on each side, knotting the ears loops together where they attach to the mask, and then tucking in and flattening the resulting extra mask material to minimize the side gaps.

This figure is a bar chart showing the mean cumulative exposure for various combinations of mask wearing for a source and a receiver headform, including no mask and no mask, no mask and mask, mask and no mask, and mask and mask for unknotted medical procedure masks, double masks, and knotted medical procedure masks.

 

Discussion

これらの実験は,マスク全体の性能を最大化するためにフィットを向上させることの重要性を強調している.医療処置用マスクは,ソースコントロール(例えば,手術室の無菌性を維持する)と飛沫を浴びることの遮断を目的としている.吸呼気によるエアロゾルサイズ範囲内の粒子の減少の程度は,マスクの縁,特に側面の隙間(side gap)から空気が漏れる可能性があることもあり,大きく異なる(9).この報告の医療処置用マスクで観察された吸入曝露の減少は,同様の実験条件で評価された他の医療処置用マスクの研究による減少率よりも低かったが(10),これはおそらくここで使用されたマスク端の周りから空気がかなり漏れていたためであろう.別の研究では,2つの医療処置用マスクにマスクフィッターを追加したところ,異なる曝露低減効果が得られ,マスクフィッターを追加することで,同じように高いレベルまで効率を向上させることができた(2)この観察は,マスクのベースラインの濾過効率に関係なく,フィットを向上させるための修正が同等の改善をもたらす可能性を示唆している

Limitation: @これらの実験は,市販されている多くの選択肢の中から1種類の医療処置用マスクと1種類の布マスクを用いて実施され,限定された環境での相対的な性能に関するデータを提供することを目的としている.これらのシミュレーションの結果は,すべての医療処置用マスクや布マスクの有効性を一般化したものではなく,また,現実世界の設定で着用した場合のこれらのマスクの有効性を代表するものとして解釈すべきではない.Aこれらの実験には,布マスクの上に布マスク,医療処置用マスクの上に医療処置用マスク,または布マスクの上に医療処置用マスクなど,他のマスクの組み合わせを含んでいない.Bこれらの知見は,体格が小さいために子供には一般化できないかもしれないし,髭や顔に他の毛がある男性ではフィットを阻害する可能性がある.C二重マスクまたは結び目と折り込みを用いることで,フィットを最適化しマスクの性能を向上させ,ソースコントロールおよび着用者保護をすることができるオプションの一部であるが,二重マスクは,着用者によっては呼吸を妨げたり,周辺視野を妨げたりする可能性があるし,結び目と折り込みをつけることは,マスクの形状を変更して,顔の大きい人の鼻と口の両方を完全に覆わなくなる可能性がある

この報告は,良好なフィットによってマスク全体の効率を向上させるという知見を裏付けるものである.装着を向上させるための複数の簡単な方法が効果的であることが実証されている.布マスクや医療処置用マスクの性能を向上させるために,フィットを向上させるための革新的な取り組みを継続していくことが注目される.

 

 

* https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/01/20/executive-order-protecting-the-federal-workforce-and-requiring-mask-wearing.

https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/01/21/executive-order-promoting-covid-19-safety-in-domestic-and-international-travel.

§ A cloth mask refers to any mask constructed from textiles or fabrics (both natural and synthetic) that is not a surgical mask or N95 respirator and is not intended for use as personal protective equipment. At present, there are no national standards established for cloth masks although such standards are under consideration by ASTM (formerly known as American Society for Testing and Materials).

A medical procedure mask refers to any commercially produced mask regulated by the Food and Drug Administration under 21 CFR 878.4040 for performing medical procedures. These are variably labeled as surgical, laser, isolation, dental, or medical procedure masks. They may be variably shaped, including flat pleated, cone shaped, or duck bill. Medical procedure masks are loose fitting and are not expected to provide a reliable level of protection against airborne or aerosolized particles as N95 respirators regulated by the National Institute for Occupational Safety and Health. A more detailed comparison of medical procedure masks and respirators is available. https://www.cdc.gov/niosh/npptl/pdfs/UnderstandDifferenceInfographic-508.pdf.

** https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/more/masking-science-sars-cov2.html.

†† https://youtu.be/UANi8Cc71A0.

§§ https://www.iso.org/standard/67530.html.

 

References

1) Honein MA, Christie A, Rose DA, et al.; CDC COVID-19 Response Team. Summary of guidance for public health strategies to address high levels of community transmission of SARS-CoV-2 and related deaths, December 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020;69:1860–7.

https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6949e2.

2) Rothamer DA, Sanders S, Reindl D, Bertram TH. Strategies to minimize SARS-CoV-2 transmission in classroom settings: combined impacts of ventilation and mask effective filtration efficiency. medRxiv [Preprint posted online January 4, 2021].

https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.31.20249101v1.

3) Clapp PW, Sickbert-Bennett EE, Samet JM, et al.; CDC. Evaluation of cloth masks and modified procedure masks as personal protective equipment for the public during the COVID-19 pandemic. JAMA Intern Med. Epub Dec 10, 2020.

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7) Lindsley WG, Blachere FM, Law BF, Beezhold DH, Noti JD. Efficacy of face masks, neck gaiters and face shields for reducing the expulsion of simulated cough-generated aerosols. Aerosol Sci Technol. In press 2020.

8) Noti JD, Lindsley WG, Blachere FM, et al. Detection of infectious influenza virus in cough aerosols generated in a simulated patient examination room. Clin Infect Dis 2012;54:1569–77. https://doi.org/10.1093/cid/cis237.

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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/33087517.