Studie der CDC: Verbesserter Schutz: Stoffmaske plus Mund-Nasen-Schutz
Mit zwei Laborexperimente zeigen die CDC (Centers for Disease Control and Prevention) – die US-amerikanischen Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention –, wie die Schutzfunktion von Mund-Nasen-Schutzmasken (MNS) verbessert werden kann. Ihr Ansatz: Je besser eine Maske passt, desto dichter schließt diese mit dem Gesicht ab, desto effektiver bremst sie Aerosole und desto besser schützt sie.
Eine bessere Passform wollten die CDC erreichen, indem sie
- das Tragen von zwei Masken übereinander untersuchten
- sowie das Verknoten der Ohrschleifen der Masken
- und das Einschlagen zusätzlichen Maskenmaterials an den Rändern.
Test im Labor an Kopfmodellen
Für ihre Labortests nutzten sie Elastomer-Kopfformen, die Aerosole aus einem Mundstück produzierten (Kaliumchloridpartikel), was eine hustende oder atmende Person nachahmen sollte (Aerosolquelle). Im ersten Experiment untersuchten die Wissenschaftler, wie wirksam verschiedene Masken Partikel während des Hustens zurückhielten. Im zweiten Experiment setzten die CDC – neben der Ausatemquelle – zusätzlich ein Kopfmodell als Empfänger ein, um zu bewerten, wie viele Partikel während der Atmung bei der anderen Person ankommen. Auch hier untersuchten die Wissenschaftler verschiedene Maskenkombinationen.
Bei Husten: Doppelte Maske bremst 92,5 Prozent der Hustenpartikel
Für ihr Hustenexperiment verglichen die Wissenschaftler drei Maskenmodelle beziehungsweise Kombinationen:
- eine dreilagige Mund-Nasen-Schutzmaske allein,
- eine dreilagige Stoffmaske aus Baumwolle allein
- und eine Maskenkombination, bei der ein MNS und eine Stoffmaske übereinander getragen wurden.
Am effektivsten blockierte die Maskenkombination die ausgehusteten Partikel: Sie hielt 92,5 Prozent der Hustenpartikel zurück. Der alleinige MNS blockierte 42 Prozent der ausgehusteten Partikel. In ähnlichen Größenordnungen schützte auch die Stoffmaske beziehungsweise hielt sie die Hustenaerosole zurück (44,3 Prozent).
Atem-Experiment: Ohrschlaufen verknoten oder zwei Masken
Wie sieht es aus, wenn man lediglich atmet und die Aerosole nicht wie beim Husten mit hoher Geschwindigkeit herauskatapultiert? Das war die Frage hinter dem zweiten Versuch. Auch hier verglichen die Wissenschaftler verschiedene Maskenkombinationen wie Stoffmaske über MNS oder Masken mit verknoteten Ohrschlaufen. Zudem variierten sie, ob nur die Aerosolquelle eine Maske trug (Empfänger ohne Maskenschutz), nur der Empfänger (Quelle ohne Maskenschutz) oder sogar beide Partner maskiert waren. Die Atmung simulierten die Wissenschaftler erneut mit den Elastomerköpfen. Die Quelle produzierte Atemaerosole, die der Ausatmung bei leichter körperlicher Arbeit entsprachen (15 l/min), während der Empfänger vergleichbar bei moderater Arbeit atmete. Die Tests liefen je 15 Minuten, um die Dauer einer Exposition von zwei Personen in diesem Zeitfenster nachzustellen.
Bester Schutz, wenn beide Partner modifizierte Masken nutzen
Auch im Atem-Experiment überzeugten die doppelten Masken. Etwas weniger gut schnitten Masken mit verknoteten Ohrschlaufen ab. Trug die Quelle eine Stoffmaske über dem MNS, reduzierten die beiden Masken die Exposition beim unmaskierten Empfänger um 82,2 Prozent, eine verknotete Maske schaffte eine Reduktion um 62,9 Prozent. Trug der Empfänger die Masken und die Quelle war maskenlos, verringerte der doppelte Maskenschutz die Exposition um 83 Prozent, verknotete Masken schafften hier eine Reduktion von 64,5 Prozent. Am wirksamsten reduzierte sich das Ausgesetztsein gegenüber den Aerosolen (Exposition) jedoch, wenn beide Partner – Quelle und Empfänger – modifizierte Masken (doppelt oder verknotet) trugen: 96,4 Prozent bei den doppelten Masken und 95,5 Prozent bei den Masken mit verknoteten Ohrschlaufen.
Passform wichtig für Maskenschutz
Diese Beobachtungen bestätigen: „Masken reduzieren die ausgeatmeten Atemtropfen und Aerosole von infizierten Trägern erheblich und verringern die Exposition von nicht infizierten Trägern gegenüber diesen Partikeln“, erklärt die CDC. Darüber hinaus spielt die Passform eine eminente Rolle: „Diese laborbasierten Experimente zeigen, wie wichtig eine gute Passform ist, um die Gesamtleistung der Maske zu maximieren“, erklären die Wissenschaftler hinter den Untersuchungen. Allerdings genügen die Ergebnisse nicht, um allgemeingültige Empfehlungen zum Doppelmaskentragen auszusprechen – warum?
Ergebnisse nicht übertragbar
Die CDC räumt ihren Experimenten auch Schwächen ein, denn sie untersuchten jeweils nur einen Typ von MNS und Stoffmaske. Allerdings gibt es zahlreiche Hersteller und Modelle auf dem Markt. Die Ergebnisse der CDC ließen sich daher nicht uneingeschränkt auf Masken anderer Anbieter übertragen. Auch prüften die Wissenschaftler ihre Maskenmodifikationen unter kontrollierten Laborbedingungen, die der normalen Realität nicht entsprechen. Einschränkend erwähnen die CDC außerdem, dass sie nur wenige Maskenkombinationen prüften – wie gut der Schutz zweier Stoffmasken oder zweier MNS übereinander sei, ließe sich nicht sagen. Auch seien die Ergebnisse möglicherweise nicht auf Kinder (auf Grund ihrer verringerten Größe) oder bärtige Männer übertragbar. Hier sei die Passform der Masken zusätzlich beeinträchtigt.
Atemprobleme bei zwei Masken?
Die Autoren bedenken zudem, dass das Tragen zweier Masken die Atmung stärker behindern könne als eine Maske allein. Aufpassen sollte man laut den Wissenschaftlern auch beim Knoten der Ohrschlaufen: Die Masken könnten dadurch unter Umständen ihre Form so stark verändern, dass Nase oder Mund nicht mehr sauber bedeckt würden.