Eficiência de filtração de máscaras faciais médicas e comunitárias usando bioaerossóis virais e bacterianos

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7115 (2023) Citar este artigo

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As máscaras faciais são frequentemente recomendadas em ambientes comunitários para evitar a transmissão aérea de vírus ou bactérias respiratórias. Nosso primeiro objetivo foi desenvolver uma bancada experimental para avaliar a eficiência de filtração viral (VFE) de uma máscara com uma metodologia semelhante à medição normativa da eficiência de filtração bacteriana (BFE) usada para determinar o desempenho de filtração de máscaras médicas. Então, usando três categorias de máscaras de qualidade de filtração crescente (dois tipos de máscaras comunitárias e um tipo de máscara médica), os desempenhos de filtração medidos variaram de 61,4 a 98,8% de BFE e de 65,5 a 99,2% de VFE. Uma forte correlação (r = 0,983) entre a eficiência de filtração bacteriana e viral foi observada para todos os tipos de máscaras e para o mesmo tamanho de gotículas na faixa de 2–3 µm. Este resultado confirma a relevância do padrão EN14189:2019 usando bioaerossóis bacterianos para avaliar a filtração da máscara, para também extrapolar o desempenho da máscara, independentemente de sua qualidade de filtração contra bioaerossóis virais. De fato, parece que a eficiência de filtração das máscaras (para gotículas de tamanhos micrométricos e tempos de exposição de bioaerossol baixos) depende principalmente do tamanho da gotícula transportada pelo ar, e não do tamanho do agente infeccioso contido nessa gotícula.

A transmissão de partículas de aerossóis é uma das principais vias de transmissão de agentes infecciosos respiratórios. É definida como a passagem de microrganismos patogênicos (bactérias ou vírus) de uma fonte para uma pessoa a partir de aerossóis infecciosos liberados durante eventos exalatórios geradores de aerossóis, como respiração, tosse, fala, canto e espirro1. Por exemplo, um único espirro pode liberar até 40.000 partículas de aerossol2. Do ponto de vista físico, o termo aerossol" corresponde a uma mistura heterogénea de partículas em suspensão no ar, sólidas ou líquidas, suspensas num gás e com uma velocidade de sedimentação relativamente baixa3 (ou seja, partículas tipicamente em suspensão no ar com um diâmetro aerodinâmico inferior a 100 µm). No entanto, na literatura médica há décadas, uma distinção é freqüentemente encontrada, parecendo arbitrária (e enganosa para um cientista de aerossóis), entre partículas "transportadas pelo ar" menores que 5 µm de diâmetro e "gotículas" maiores que 5 µm de diâmetro3. , emanado da linguagem médica tradicional, por vezes criou distinções de terminologia científica infundadas entre a chamada transmissão "aérea" e "gotícula". fenômenos transitórios), constituídos principalmente por gotículas contendo patógenos (de secreções e excretas corporais), respiramos sempre partículas líquidas transportadas pelo ar, qualquer que seja seu tamanho4.

Portanto, em termos físicos, a transmissão de patógenos respiratórios é feita em ambos os casos (transmissão "aérea" e "gotículas") por tamanhos variados de partículas de aerossol5. Em outras palavras, se a transmissão do patógeno é chamada de "aérea" ou "gotícula", ela só pode ser por aerossol em todos os casos. No entanto, é verdade que o modo de transmissão e as medidas de controle podem variar de acordo com as características físicas das partículas de aerossol (incluindo a mudança de seu diâmetro aerodinâmico no espaço e no tempo). Por um lado, se um patógeno infeccioso se espalha principalmente por partículas de aerossóis respiratórios de sedimentação rápida chamadas "gotículas", as principais medidas de controle da transmissão consistem na redução do contato direto, distanciamento físico ou uso de máscaras faciais. Por outro lado, o caso de um patógeno infeccioso cuja transmissão é principalmente chamada de "aérea" requer medidas de precaução, como ventilação da sala, filtragem do ar ou atenção à qualidade e ajuste da máscara facial sempre que estiver em ambientes fechados.

Além disso, é bem reconhecido que a prevenção de infecções por patógenos transmitidos pelo ar (por exemplo, influenza, tuberculose, sarampo ou coronavírus) pode ser facilitada pelo uso de cobertura boca-nariz3. Portanto, o uso de máscara facial é atualmente recomendado para prevenir a transmissão de doenças respiratórias para a equipe médica, pacientes contagiosos e, em alguns casos, para a população em geral. Obviamente, qualquer máscara é melhor do que nenhuma máscara, especialmente em termos de proteção dos outros. O uso de uma máscara retém uma proporção relativamente grande das gotículas virais emitidas pelo usuário da máscara, proporcionando assim um alto grau de proteção contra a emissão de bioaerossóis. Embora as máscaras sejam projetadas para reter principalmente partículas de aerossol do tamanho de micrômetros carregadas de patógenos quando exaladas, elas provavelmente também fornecem algum grau de autoproteção durante a inalação (geralmente muito menos devido ao encolhimento das partículas líquidas de aerossol entre a exalação e a inalação). Considerando tudo, as máscaras faciais contribuem significativamente para diminuir o risco de infecção para as pessoas nas proximidades e também podem reduzir o risco de infecção para o usuário da máscara, especialmente se o patógeno for transmitido por partículas de aerossol maiores. Por exemplo, o entendimento no século XIX sobre o contágio da tuberculose causada pelo patógeno Mycobacterium tuberculosis ajudou a limitar sua disseminação ao desenvolver a primeira máscara cobrindo o nariz e a boca6,7. Foi bem demonstrado que as máscaras faciais usadas por pacientes infectados com tuberculose podem reduzir significativamente as taxas de transmissão para pacientes não infectados8.