Neue antibakterielle Masken verhindern Sekundärinfektionen - aber nicht unbedingt COVID

Stadtuniversität von Hong Kong

Die zentralen Thesen

• Eine neue Studie legt nahe, dass antibakterielle Masken aus Graphen auf Kohlenstoffbasis möglicherweise dazu beitragen können, sekundäre bakterielle Infektionen zu reduzieren, die durch Berühren kontaminierter Masken entstehen.
• Während die Masken Bakterien wirksam abtöten, gibt es nicht genug Forschung, um zu sagen, ob sie für COVID-19 wirksam sind oder nicht.
• COVID-19 ist eine virale, nicht bakterielle Infektion, und eine sekundäre Übertragung des Virus ist selten.

Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass antibakterielle Gesichtsmasken möglicherweise die sekundäre Übertragung von bakteriellen Infektionen stoppen können. Eine Sekundärinfektion kann auftreten, wenn Personen kontaminierte Oberflächen wie gebrauchte oder nicht ordnungsgemäß weggeworfene Masken berühren.

In einer am 11. August inACS NanoDie Forscher verwendeten eine kohlenstoffbasierte Substanz namens Graphen, um antibakterielle Masken herzustellen, mit denen Bakterien mit einer Effizienz von 80% bis fast 100% abgetötet werden können.

Die große Frage ist, ob diese antibakteriellen Masken möglicherweise dazu beitragen können, die Ausbreitung von COVID-19, einer viralen, nicht bakteriellen Infektion, zu verhindern oder zu verringern. Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) geben an, dass die Übertragung von COVID-19 häufiger über Atemtröpfchen erfolgt als durch kontaminierte Objekte und Oberflächen wie Masken.

Greg Altman, PhD, Mitbegründer des Chemieunternehmens Evolved by Nature, sagt Verywell, er sei skeptisch, wie hilfreich eine antibakterielle Maske tatsächlich sein kann.

"Es geht nicht darum, ob die Maske das Virus auf der Oberfläche der Maske abtöten kann oder nicht", sagt er. "Es geht mehr darum, ob die Maske das Einatmen des Virus verhindern kann."

Was dies für Sie bedeutet

Während antibakterielle Masken für die Bekämpfung von Sekundärinfektionen durch gebrauchte Masken vielversprechend erscheinen mögen, bleibt unklar, ob dies zur Vorbeugung von COVID-19 beitragen wird. Die sekundäre Übertragung von COVID-19 ist sehr selten, und Sie können sich am besten schützen, indem Sie Ihre Maske richtig handhaben.

Wie antibakterielle Masken funktionieren

Antibakteriell bezieht sich auf alles, was Bakterien abtötet oder deren Wachstum und Vermehrung verhindert. Hitze sowie bestimmte Medikamente und Chemikalien haben alle antibakterielle Eigenschaften.

Während normale chirurgische Masken und Stoffmasken eine physikalische Barriere gegen Bakterien bilden können, gelten sie nicht als antibakteriell. Forscher aus der Studie testeten, wie lange Bakterien auf normalen Masken überleben können, und stellten fest, dass 90% nach 8 Stunden am Leben blieben.

Um dieses Problem zu lösen, erzählt einer der Autoren der Studie, Ye Ruquan, PhD, ein Assistenzprofessor am Chemie-Institut der City University of Hong Kong, Verywell, dass er und seine Kollegen antibakterielle Gesichtsmasken erstellt haben, indem sie auf kohlenstoffhaltige Kunststofffolien mit a geschrieben haben kommerzielles Infrarot-Lasersystem. Der Laser veränderte die Struktur des hitzebeständigen Kunststoffs und erzeugte Graphen - eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Muster angeordnet sind.

"Man kann sich Graphen als Material zwischen Holzkohle und Diamant vorstellen", sagt Altman. "Es besteht aus Kohlenstoffatomen, die durch Abbrennen aller anderen im Material enthaltenen Moleküle entstehen - genau das macht der Laser."

Nach der Herstellung des Graphens testeten die Forscher seine Wirksamkeit, indem sie die antibakterielle Maske E. coli aussetzten, und stellten fest, dass sie etwa 82% der Bakterien abtöten konnte. Zum Vergleich töteten Aktivkohlefasern und schmelzgeblasene Gewebe, die üblicherweise zur Herstellung normaler Masken verwendet werden, 2% bzw. 9%.

Das Graphen hat auf zwei verschiedene Arten Bakterien abgetötet, sagt Ruquan. Das Graphen könnte entweder die Bakterien dehydrieren und sie schrumpfen lassen, bis sie nicht mehr überleben könnten, oder die scharfen Kanten des Graphens könnten die Bakterienzellmembranen physisch beschädigen und dadurch die Bakterien abtöten.

Nach acht Stunden testete das Forscherteam die Bakterienzahl erneut und stellte fest, dass fast alle E. coli auf der Oberfläche der Graphenmaske starben, während über 90% der Bakterien auf den regulären Masken noch lebten.

"Wir schließen daraus, dass Aktivkohlefasern und schmelzgeblasene Stoffe nicht antibakteriell sind, während unser Graphenmaterial antibakteriell ist und besser als das kommerzielle Material", sagt Ruquan.

Diese Schlussfolgerungen führten die Forscher zu Spekulationen darüber, dass antibakterielle Masken ein wirksamer Weg sein könnten, um die sekundäre Übertragung von Infektionen zu verringern. Dies ist besorgniserregend in Bezug auf unsachgemäße Verwendung und verantwortungsloses Wegwerfen gebrauchter und kontaminierter Gesichtsmasken.

Was ist Sekundärübertragung?

"Die Weltgesundheitsorganisation hat Bedenken hinsichtlich der Sekundärübertragung geäußert", sagt Ruquan. "Es bedeutet Übertragung nicht direkt von einer infizierten Person: zum Beispiel die Übertragung von Krankheiten von sekundären Medien wie Masken, Bank, Abwasser oder anderen Oberflächen."

Laut Ruquan gibt es keine eindeutigen Daten darüber, wie häufig Sekundärübertragungen von Masken ausgehen, aber ein mögliches reales Szenario könnte folgendermaßen aussehen: Sie gehen in ein öffentliches Badezimmer, berühren einen kontaminierten Türgriff, ziehen Ihre normale Gesichtsmaske herunter und benutzen die Toilette Ziehen Sie Ihre Gesichtsmaske hoch und waschen Sie dann Ihre Hände. In diesen wenigen Minuten haben Sie Ihre Maske möglicherweise mit E. coli kontaminiertoder Salmonellen, Bakterien, die eine Lebensmittelvergiftung verursachen können.

Wenn Sie dieselbe Maske innerhalb der nächsten acht Stunden verwenden, besteht eine gute Chance, dass sich noch etwa 90% der Bakterien darauf befinden, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Sie sich durch eine Sekundärinfektion infizieren.

Wenn Sie jedoch im selben Szenario eine antibakterielle Gesichtsmaske tragen, werden die Bakterien auf Ihrer Maske durch das Graphen abgetötet. Infolgedessen würde Ihr Risiko, eine Sekundärinfektion zu bekommen, sinken.

Dies gilt auch für die unsachgemäße Entsorgung kontaminierter Gesichtsmasken. Wenn Sie Ihre Maske nicht wiederverwenden, sondern sie auf dem Weg aus dem Badezimmer versehentlich auf den Boden fallen lassen und von jemand anderem aufgehoben werden, tragen die antibakteriellen Eigenschaften der Maske dazu bei, das Risiko einer Infektion mit Bakterien zu verringern.

Verhindern antibakterielle Masken COVID-19?

Es gibt keine endgültige Antwort darauf, ob diese Art von Maske eine COVID-19-Infektion verhindern könnte, aber das Forscherteam testete das Material gegen zwei andere Stämme menschlicher Coronaviren. Sie fanden heraus, dass 90% der Viren innerhalb von fünf Minuten nach Exposition gegenüber Graphen inaktiviert wurden, während fast 100% nach 10 Minuten unter direkter Sonneneinstrahlung verschwunden waren. Es ist geplant, COVID-19 zu einem späteren Zeitpunkt speziell zu testen.

Laut Altman wirkt der Schutzmechanismus dieser Masken jedoch nur gegen Bakterien und ist für Viren irrelevant, da Viren Taschen mit genetischem Material und keine lebenden Zellen sind.

"Meine größte Sorge ist, ob die Maske aus Graphen, gesponnenem Polypropylen (N95) oder klebrigem Kleber besteht", sagt Altman. "Die einzige Eigenschaft, die für den Schutz vor Viren von Bedeutung ist, ist die Porosität - oder die Fähigkeit der Maske, einem Luftstrom zu widerstehen, der Partikel wie Viren enthält."

Eine sekundäre Übertragung von COVID-19 ist zwar möglich, jedoch selten. Um infiziert zu werden, müssten Sie einer kontaminierten Oberfläche wie einer gebrauchten Maske einer hohen Viruslast ausgesetzt sein und dann Mund, Nase oder Augen berühren. Da das Virus außerhalb des Körpers nicht sehr lange lebensfähig bleibt, ist dies unwahrscheinlich.

Effektivität ist ein großes Problem, aber es ist nicht das einzige. Samantha Radford, PhD, eine Expositionswissenschaftlerin, die untersucht, wie Chemikalien in der Umwelt die menschliche Bevölkerung beeinflussen, sagt, dass es möglich ist, dass sich die Maske im Laufe der Zeit zersetzt und Graphen freisetzt, was andere Komplikationen und Gesundheitsprobleme verursacht.

"In Anbetracht der Tatsache, dass Ruquan der Ansicht ist, dass [die antibakteriellen Eigenschaften von Graphen] mit der Schädigung von Bakterienzellmembranen durch die scharfe Kante von Graphen zusammenhängen könnten, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dieselben Partikel beim Einatmen erhebliche Lungenschäden verursachen", sagt sie .

So reduzieren Sie das Risiko einer Sekundärübertragung

Während Ruquan derzeit mit verschiedenen Unternehmen in Kontakt steht, um diese Masken herzustellen, kann es einige Zeit dauern, die richtigen Zertifizierungen zu erhalten und den Prozess zu rationalisieren. Derzeit besteht eine der besten Möglichkeiten, eine sekundäre Übertragung zu verhindern, darin, das Berühren der Maske und des Gesichts zu vermeiden und die Maske ordnungsgemäß zu entfernen. Die CDC schlägt vor, die Hände zu waschen, bevor Sie die Maske berühren, und sie nur mit den Ohrschlaufen oder Krawatten zu handhaben.

Es ist auch wichtig, gebrauchte Masken sicher zu entsorgen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) empfiehlt, gebrauchte Masken in eine Plastiktüte zu legen, sie in den Müll zu werfen und dann die Hände zu waschen. Wenn Sie chirurgische Masken tragen, wird auch empfohlen, die Maske häufig zu wechseln und zu vermeiden Wiederverwendung. Stoffmasken sollten zwischen den Einsätzen gewaschen werden.