Efficienza di filtrazione delle maschere facciali mediche e comunitarie che utilizzano bioaerosol virali e batterici

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7115 (2023) Citare questo articolo

375 accessi

4 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Le maschere facciali sono spesso raccomandate in contesti comunitari per prevenire la trasmissione aerea di virus o batteri respiratori. Il nostro primo obiettivo era sviluppare un banco sperimentale per valutare l'efficienza di filtrazione virale (VFE) di una maschera con una metodologia simile alla misurazione normativa dell'efficienza di filtrazione batterica (BFE) utilizzata per determinare le prestazioni di filtrazione delle maschere mediche. Quindi, utilizzando tre categorie di maschere con qualità di filtrazione crescente (due tipi di maschere comunitarie e un tipo di maschera medica), le prestazioni di filtrazione misurate variavano dal 61,4 al 98,8% di BFE e dal 65,5 al 99,2% di VFE. È stata osservata una forte correlazione (r = 0,983) tra l’efficienza di filtrazione batterica e virale per tutti i tipi di maschere e per la stessa dimensione delle goccioline nell’intervallo 2-3 µm. Questo risultato conferma la rilevanza della norma EN14189:2019 che utilizza bioaerosol batterici per valutare la filtrazione delle maschere, per estrapolare anche le prestazioni delle maschere qualunque sia la loro qualità di filtrazione contro i bioaerosol virali. Sembra infatti che l’efficienza di filtrazione delle mascherine (per dimensioni micrometriche delle goccioline e bassi tempi di esposizione al bioaerosol) dipenda principalmente dalla dimensione della gocciolina trasportata dall’aria, piuttosto che dalla dimensione dell’agente infettivo contenuto in quella gocciolina.

La trasmissione di particelle di aerosol è una delle principali vie di trasmissione di agenti infettivi respiratori. È definito come il passaggio di microrganismi patogeni (batteri o virus) da una fonte a una persona da aerosol infettivi rilasciati durante eventi espiratori che generano aerosol, come respirare, tossire, parlare, cantare e starnutire1. Ad esempio, un singolo starnuto può rilasciare fino a 40.000 particelle di aerosol2. Da un punto di vista fisico, il termine "aerosol" corrisponde a una miscela eterogenea di particelle aerodisperse, solide o liquide, sospese in un gas e aventi una velocità di sedimentazione3 relativamente bassa (ovvero particelle tipicamente aerodisperse con diametro aerodinamico inferiore a 100 µm). Tuttavia, nella letteratura medica da decenni, si trova spesso una distinzione, che appare arbitraria (e fuorviante per uno scienziato dell'aerosol), tra particelle "sospese nell'aria" inferiori a 5 µm di diametro e "gocce" maggiori di 5 µm di diametro3. , derivante dal linguaggio medico tradizionale, ha talvolta creato distinzioni terminologiche scientificamente infondate tra la trasmissione cosiddetta "aerea" e quella "goccioline". Infatti, se le persone possono inalare particelle di aerosol (di dimensioni variabili nello spazio e nel tempo perché sono sempre dinamiche e fenomeni transitori), costituiti principalmente da goccioline contenenti agenti patogeni (provenienti da secrezioni ed escrementi corporei), respiriamo sempre particelle liquide sospese nell'aria, qualunque sia la loro dimensione4.

Pertanto, in termini fisici, la trasmissione degli agenti patogeni respiratori avviene in entrambi i casi (trasmissione per via aerea" e "goccioline") attraverso particelle di aerosol di dimensioni variabili5. In altre parole, indipendentemente dal fatto che la trasmissione dell'agente patogeno venga definita "per via aerea" o "goccioline", in tutti i casi può avvenire solo tramite aerosol. È vero, tuttavia, che le modalità di trasmissione e le misure di controllo possono variare a seconda delle caratteristiche fisiche delle particelle di aerosol (inclusa la variazione del loro diametro aerodinamico nello spazio e nel tempo). Da un lato, se un agente patogeno infettivo si diffonde principalmente attraverso particelle di aerosol respiratorio denominate “goccioline” che si depositano rapidamente, le misure primarie di controllo della trasmissione consistono nella riduzione del contatto diretto, del distanziamento fisico o dell’uso di maschere facciali. D'altra parte, il caso di un agente patogeno infettivo la cui trasmissione è principalmente detta "per via aerea" richiede misure precauzionali come la ventilazione della stanza, la filtrazione dell'aria o l'attenzione alla qualità e alla vestibilità della maschera facciale quando si è all'interno.

Inoltre, è risaputo che la prevenzione delle infezioni da agenti patogeni presenti nell'aria (ad esempio influenza, tubercolosi, morbillo o coronavirus) può essere facilitata attraverso l'uso di coperture per bocca e naso3. Pertanto, l’uso di una maschera facciale è attualmente raccomandato per prevenire la trasmissione di malattie respiratorie al personale medico, ai pazienti contagiosi e, in alcuni casi, alla popolazione generale. Ovviamente, qualsiasi maschera è meglio di nessuna maschera, soprattutto in termini di protezione degli altri. Indossare una maschera trattiene una percentuale relativamente elevata delle goccioline virali emesse da chi la indossa, fornendo così un elevato grado di protezione contro l’emissione di bioaerosol. Sebbene le maschere siano progettate per trattenere principalmente particelle di aerosol di dimensioni micrometriche cariche di agenti patogeni durante l’espirazione, probabilmente forniscono anche un certo grado di autoprotezione durante l’inalazione (di solito molto inferiore a causa del restringimento delle particelle di aerosol liquide tra l’espirazione e l’inalazione). Tutto considerato, le mascherine contribuiscono in modo significativo a ridurre il rischio di infezione per chi si trova nelle vicinanze e possono anche ridurre il rischio di infezione per chi la indossa, soprattutto se l’agente patogeno viene trasmesso da particelle di aerosol più grandi. Ad esempio, le conoscenze del XIX secolo sul contagio della tubercolosi causato dal patogeno Mycobacterium tuberculosis hanno contribuito a limitarne la diffusione sviluppando la prima maschera che copriva naso e bocca6,7. È stato ampiamente dimostrato che le mascherine indossate dai pazienti affetti da tubercolosi potrebbero ridurre significativamente i tassi di trasmissione ai pazienti non infetti8.