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N95口罩可以消毒后再使用吗?如何操作?

    来源:知识分子      作者:计永胜
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图源:pixabay.com

佩戴口罩是防控新冠病毒扩散传播的有效措施之一。

自新冠肺炎疫情发生以来,全球医用防护级N95口罩(后称N95口罩)的供应就一直处于紧张状态。在这样的情况下,能否将N95口罩消毒后重复使用就成为一个很现实的问题。如果能,应该采取哪种消毒措施?N95口罩最多可重复使用多少次?


表1. 中国口罩的分类与适用场景[1]

最近,斯坦福大学物质科学与工程系教授崔屹领衔的科研团队用不同的方式对N95口罩的核心组件熔喷布进行了消毒处理,并通过检测过滤效率和过滤阻力,评估了经不同消毒方式处理的熔喷布阻拦病毒的能力和结构完整性的变化。

结果显示,一定湿度范围内的高温处理和紫外照射是最有希望用于N95口罩消毒的两种方法。用这两种方法处理20次也不会大幅降低熔喷布的过滤效率和过滤阻力。相关结果4月7日在线发表于预印本网站 medRxiv,尚未经过同行评审 [2]。



N95口罩的设计要求是对直径0.3μm的氯化钠气溶胶过滤效率达95%以上。其核心过滤层熔喷布夹在表层抗湿层和内层贴肤层中间,由直径<5μm的超细聚丙烯纤维经熔喷工艺制成。同时,熔喷布经过驻极处理(一种增加纤维静电的方法),使聚丙烯纤维表面带上大量静电电荷,用以吸附捕捉细微颗粒物,提高过滤效率。


图1. N95口罩熔喷布结构及过滤示意图。(图源:参考文献2)

对N95口罩进行消毒以重复使用至少需要达到两个标准:1.将附着在口罩上的病毒有效杀死;2.口罩结构保持完整,过滤效率不减。

崔屹团队首先用高温(75℃,30分钟)、水蒸汽(将熔喷布置于沸水上方约15厘米处,10分钟)、75%乙醇溶液浸泡、2%次氯酸钠溶液喷洒(0.3-0.5 mL)和紫外照射等5种常用的消毒措施对熔喷布进行了一次性处理,然后检测了消毒之后口罩过滤效率的变化。结果显示,乙醇浸泡和次氯酸钠溶液喷洒均明显降低了熔喷布的过滤效率,其他消毒方法对熔喷布的过滤效率无影响。单次使用这几种消毒方式均没有破坏熔喷布材质的完整性。


表2. 不同消毒措施对熔喷布特性的影响。(表源:参考文献2)

通俗地讲,对口罩消毒最好不要把它弄湿,否则就算口罩看上去完好无损,其过滤功能也会大幅下降。

排除75%乙醇浸泡和2%次氯酸钠溶液喷洒两种消毒方式后,研究人员用高温、水蒸汽和紫外照射对熔喷布进行了循环多次处理,以模拟现实中的多次消毒再使用情况。结果显示,水蒸汽处理5次后,熔喷布的过滤效率发生了急剧下降,但熔喷布的完整性并没发生变化。


图2. 蒸汽消毒降低了熔喷布的过滤效率。(图源:参考文献2)

有趣的是,无论消毒环境的相对湿度是高是低(相对湿度分别为0、30%和100%),75℃处理均不会改变喷绒布的过滤效率和过滤阻力。甚至用75℃干烤处理50次仍不会对熔喷布的主体结构和过滤性能产生明显影响。


图3. 75℃处理对熔喷布的性能无明显影响。(图源:参考文献2)

但是,如果温度达125℃(相对湿度<30%,10分钟/轮)时,5轮左右处理后熔喷布的过滤效率会发生锐减。 


图4. 125℃多次处理降低熔喷布的过滤效率。(图源:参考文献2)

值得注意的是,从开始用的酒精浸湿消毒到后来的125℃高温处理,熔喷布的过滤阻力并没有大幅变化,也就是说这些消毒措施没有破坏熔喷布的结构完整性。作者解释,熔喷布过滤效率降低可能是因为这些消毒措施改变了熔喷布的静电水平。

研究人员还发现紫外照射对熔喷布过滤阻力无明显影响,但经过10轮照射后,熔喷布的过滤效率略有降低。作者认为,紫外线穿透力较低,只能杀灭熔喷布表面的病毒,加之现实所用口罩的熔喷布处于里层,如若用紫外照射对口罩进行消毒,那么紫外线的照射强度和时长均需要细致摸索。


图5. 紫外照射对熔喷布性的影响。(图源:参考文献2)


作者在文末特别指出,该研究只是检验了不同的消毒方法是否改变了N95口罩的关键部件熔喷布的过滤效率和过滤阻力,要真正为N95口罩消毒,还需考虑具体的消毒措施对口罩其他组成部分(口罩带、金属条和泡沫填充物等)的影响。作者希望 “论文结果能够为医疗机构制定口罩消毒循环使用的标准化操作流程提供帮助”。

 

 参考文献:

[1]海关发布公众号,4月11日,解读 | 如何区分医用与非医用口罩。

[2]Lei Liao, Wang Xiao, Mervin Zhao, et al. Can N95 respirators be reusedafter disinfection? And for how many times? https://doi.org/10.1101/2020.04.01.20050443.

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