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口罩之学问:外科医生的视角
//www.caroetjl.com 2020年5月8日 科普时报


说起口罩,外科医生使用的次数比较多,只要上台做手术必须戴上口罩、帽子。新型冠状病毒肺炎在我国的疫情高峰虽过,口罩不再“一罩难求”,但在复工、复产、复学的需求下,依然是大家生活、工作的必备品。网上购物平台各种口罩令人眼花缭乱:外科口罩、医用口罩、纱布口罩、N95口罩,可反复使用的口罩……价格越贵越好吗?如何选到合适、性价比高的口罩?外科医生眼里口罩应该是怎样的呢?

口罩要“罩”什么

戴口罩就是要将灰尘、雾霾颗粒、细菌、病毒挡在口鼻之外,现在当务之急更是要挡住新型冠状病毒。这些颗粒、微生物虽然肉眼难以看见,但具体尺寸又差别巨大。例如,肉眼可见的灰尘颗粒尺寸至少需要达到50微米以上,而病毒的尺寸单位则是纳米级别。要知道,1毫米=1000微米,1微米=1000纳米。我们常说的PM2.5的单位就是微米,指等于或者小于2.5微米的颗粒物。PM2.5可以经过口鼻喉、支气管直达肺泡,其中的部分有害物质进入肺泡的毛细血管参加全身血液循环,部分有害物质则永久停留在肺泡无法呼出。直径大于10微米的颗粒物能被鼻毛和鼻腔结构沿途阻留。
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新型冠状病毒的直径为60~140纳米(即0.06~0.14微米),比PM2.5小得多,是其几十分之一。目前没有任何一款口罩能够过滤掉如此之小的颗粒物。不过,病毒在空气中不易单独存在,需要借助一定的载体,例如呼吸道飞沫、气溶胶等,而呼吸道飞沫的直径普遍大于5微米,称之为载体的空气动力学直径。在检测口罩的过滤效能时,常用空气动力学直径在0.3微米的氯化钠颗粒物或性质相当的气溶胶颗粒物作为测试介质。

口罩“罩”的原理

口罩的核心材料是中间过滤层的熔喷非织造布,以聚丙烯为材料,形成纵横交错、随机层叠的纤维,纤维直径一般为0.5~10微米,主要依靠机械阻隔、静电吸附作用阻挡颗粒物。颗粒越大,越容易被机械阻隔;颗粒越小,越容易被静电吸附。中间过滤层的内外侧还分别有一层非织造布,外层防水、防飞沫,内层吸湿、提高舒适度。而20世纪普遍使用的棉纱口罩是以脱脂纱布为材料,至少12层,经、纬纱≥9根/厘米,主要起到保暖、阻挡较大灰尘的作用。
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口罩的类型

口罩的种类很多,老百姓尤其关注带“医用”二字的口罩。医用口罩分为一次性使用医用口罩、医用外科口罩、医用防护口罩。一次性使用医用口罩又称医用普通口罩,用于普通医疗环境中佩戴;医用外科口罩适合医务人员在进行有创操作时佩戴,外科医生做手术佩戴的就是医用外科口罩;医用防护口罩约等于老百姓常说的N95或者KN95口罩,但又有一些不同,具体在后文详述。

按照有无灭菌过程又分为灭菌型和非灭菌型口罩,按照标准生产的以上三种口罩全为灭菌型。非灭菌型并不意味着细菌很多、不能佩戴。口罩的生产车间都有严格的微生物控制要求,一般使用环氧乙烷进行消毒和灭菌,还需要等待一段时间待环氧乙烷残留达标后方可使用。正规厂家生产的非灭菌型口罩虽然没有消毒和灭菌的工艺,但对佩戴者没有危害。


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医用口罩除了可以保护医务人员,还要保护患者,尤其是接受手术的患者,所以按照标准生产的医用口罩必须灭菌。

口罩最关键的分类指标是过滤效率,包括细菌过滤效率和颗粒物过滤效率。能阻隔越小的颗粒物,口罩的过滤性能越高。由于病毒一般以呼吸道飞沫颗粒物或气溶胶颗粒物作为载体,而细菌的尺寸远大于颗粒物载体,所以颗粒物过滤效率是代表口罩过滤效率的重要指标。医用普通口罩不对颗粒物过滤效率进行要求,医用外科口罩要求颗粒物过滤效率≧30%,医用防护口罩≧95%,99%,99.97%(即大家常说的N95、N99、N100口罩)。N或者KN是指用于防护非油性颗粒物,病毒颗粒物载体是非油性的,所以防病毒认准N或者KN就行。从过滤效率上讲,医用防护口罩>医用外科口罩>医用普通口罩。

医用N95口罩和工业N95口罩对非油性颗粒物的过滤效果一样(即防病毒的效果一样),主要不同在于前者可以防止医疗操作过程中体液飞溅到口罩上发生渗漏。因此对于大众来说,佩戴工业用N95口罩可以起到一样的防病毒效果。另外,虽然医用防护口罩的过滤效率高于医用外科口罩,但前者对合成体液穿透的阻断却低于后者。在疫情高峰阶段,笔者就是用防雾霾工业N90口罩,外加医用外科口罩在门诊和病房工作,一加一的效果接近医用防护口罩。
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(宋 刚)





口罩的佩戴和保存

佩戴口罩的关键是密合性,再好的口罩,如果戴着从侧面漏风也起不到防护效果。佩戴后轻轻压一下鼻夹,使口罩贴合面部,起到较好的防护效果。有人佩戴N95或KN95口罩时,在里面加一层医用普通口罩或医用外科口罩,这样会严重影响气密性。可以将医用普通口罩或医用外科口罩戴在N95或KN95口罩外面,更换外面口罩,延长里面口罩使用时间。口罩短时间使用后可以在阴凉地方晾挂,不要在太阳下暴晒,阳光中的紫外线虽然可以灭活病毒,但也会使口罩的静电吸附效应下降。更不要将口罩挂在卫生间,潮湿的空气会降低口罩过滤效率。
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什么环境戴什么口罩

新型冠状病毒的传播方式包括呼吸道飞沫传播、密切接触传播、相对封闭空间中高浓度气溶胶传播等。患者咳嗽或打喷嚏后,较大的唾液和黏液液滴(呼吸道飞沫)会在1~2米之内掉落到地面,而引发的湍流中携带的较小液滴,最多可以漂移6~8米。在密闭室内角落的一个喷嚏暴发后,小液滴可以传播到大部分空间,并且最多可以悬浮10分钟。连续多个喷嚏暴发、室内通风不佳的情况下极有可能在室内形成气溶胶。

当然,新型冠状病毒高浓度气溶胶传播最可能和最危险的地方是在监护室或者手术室,医生给患者气管插管时,患者呼吸道直接开放到空气中,插管瞬间喷涌出的气流可能形成病毒气溶胶,所以医生需要严密防护。对于普通大众来说,生活中遇到病毒气溶胶的机会非常少,室外流通的空气很难存在病毒气溶胶。所以,阻断新型冠状病毒传播主要依靠保持1~2米的社交距离、戴口罩(防止呼吸道飞沫传播),勤洗手(防止密切接触传播)。不同环境戴口罩的具体措施如下:
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户外通风良好的情况下一般不会有病毒飞沫或者病毒气溶胶存在,原则上不用戴口罩。但由于我国地广人不稀,在户外例如公园遛弯时对面总是有来人,免不了偶尔近距离接触一下,要是赶上对方突然打个喷嚏或者咳嗽,呼吸道飞沫瞬间而至,所以在疫情没有完全解除时,还是戴上一次性使用医用口罩(医用普通口罩)或医用外科口罩为佳,于人于己都方便。

在一般密闭空间,例如办公室、厢式电梯、公共交通工具中,应该戴好一次性使用医用口罩(医用普通口罩)或医用外科口罩。在特殊密闭空间,例如医院、教室等,更要注意防范。对于工作人员来讲,对口罩的要求更高:在普通门诊、病房、手术室工作的医务人员,应该佩戴医用外科口罩;在特殊医疗环境工作的医务人员,应该佩戴N95或者KN95口罩。

为了防雾霾,当然应该佩戴N95或者KN95口罩,前文说过,N95口罩测试时用的就是空气动力学直径在0.3微米的氯化钠颗粒物,因此能够防住更大的PM2.5雾霾颗粒。医用外科口罩只是要求颗粒物过滤效率≧30%,远远达不到95%的标准。
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手术室中,外科高频电刀或者超声刀切割组织时产生大量外科烟气,包括一氧化碳、丙烯腈以及由组织、血液等形成的微粒等,对手术室医务人员构成潜在威胁,依靠医用外科口罩是防不住的,目前尚无处理外科烟气的强制性保护措施。

戴了口罩还能闻见烟味,是口罩不够好吗

很多人有这样的经历:明明戴着N95口罩,却闻见有烟味,结果发现老远有人在抽烟,是口罩质量有问题吗?其实,口罩质量并没有问题。N95中的N是指非油性颗粒物,香烟产生的颗粒是油性颗粒物,当然防不住啦。美国标准中除了N,还有R和P,可以同时防护非油性颗粒物和油性颗粒物,不过普通大众就不要购买这些有特殊用途、价格更贵的口罩了,这些口罩医疗机构都用不上。

儿童应该如何戴口罩

随着中小学的复学,儿童口罩又成了热门。教室里学生集中,一旦出现问题,影响范围比较大,所以目前仍建议佩戴口罩。儿童脸型较小,不能随便佩戴成人口罩。网上各种儿童口罩的概念满天飞,其实目前尚无儿童口罩的强制性标准。选择儿童口罩最重要的是看大小和密合性,再好的口罩,密合性不好也起不到好的防护效果。
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成人口罩一般长约17厘米,儿童口罩长约12厘米或14厘米, 6岁以下一般用12厘米,6岁以上用14厘米。小婴儿不要轻易戴口罩,以防窒息。若是有商家声称有儿童外科口罩,就要看看包装上有无“YY0469-2011”字样,若有此标准就比较靠谱了。户外体育运动时戴口罩要谨慎,防止引发呼吸困难。

小小口罩,从平时的几角钱一枚,疫情期间价格猛蹿到几元钱一枚,医用防护口罩更达到了几十元一枚的高价位,折射出了经济上的供需关系。小小口罩学问大:不同环境戴不戴口罩,戴什么口罩都有讲究,不选贵的,选合适的才能达到目的。

(>绘画:王建政;作者:宋刚,作者系北京大学第一医院泌尿外科副主任医师)

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