Ефективність засобів захисту органів дихання

Дослідження масок різного типу

Автор: к.т.н Романютін Андрій Олександрович

Герасименко Сергій Павлович

Стасюк Андрій Володимирович

Фучаджи Євген Валерійович

Епідемія вірусу викликає необхідність у масовому застосуванні засобів індивідуального захисту, до яких належать засоби захисту органів дихання - лицьові маски.

Знайомлячись із різними зразками лицьових масок, які використовують лікарі, президенти, міські голови, мікробіологи, підлітки, пенсіонери, вражає їхнє розмаїття в конструкціях і матеріалах, що використовуються.

У даній статті ми не ставимо завдання дослідити всі засоби захисту органів дихання (ЗЗЗД), які, як відомо, мають загальноприйняту класифікацію за захистом від пилу, диму тощо.

Рис.1 Порівняльні характеристики пилозахисних властивостей СЗОД залежно від типу

ЗЗОД класу FFP3 - дорогі (для професіоналів), що забезпечують високий рівень захисту (рис. 1). Засоби цього класу не можуть широко використовуватися, оскільки не зручні в побуті, складні для стерилізації, утилізації, мають високу вартість [1].

Маски класу FFP2 як ЗЗОД популярніші у користувачів, особливо в інформаційних мережах. Порівняно більш доступні за ціною, такі маски складно стерилізувати та утилізувати. Матеріал, з якого виготовлені маски, здебільшого синтетичний багатошаровий спанбонд гідрофобної природи.

Унаслідок цього захисна здатність маски ефективна до 2 годин [2].

Аналіз використання медичних масок свідчить, що через 2 години носіння маски перетворюються на засіб поширення інфекції, багато мікроорганізмів з повітря осідають на масці. Завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології Сеченовського університету м. Москви, доктор біологічних наук, академік РАН Віталій Васильович Звєрєв попереджає, що наслідком постійного носіння масок стане зростання таких захворювань як:

-  Емфізема легень

-  Бронхіальна астма

-  Грибкові

-  Алергічні

-  Бактеріальні захворювання [3].

Досвід китайських медиків свідчить, що постійне носіння масок, особливо за високих навантажень, може призвести до трагічних наслідків. Головний лікар лікарні Уханя доктор ЧеньБаоцзюнь зазначає, що у ЧжанПін, який пробіг у медичній масці 4 км, було виявлено стиснення лівої легені на 90%, а серце змістилося вправо [4].

Під час бігу у фектовальному костюмі без маски спортсмен вдихав повітря з концентрацією кисню 19,5%, у медичній (гігієнічній) масці дихання здійснювалося з концентрацією кисню 17%, концентрація кисню на рівні моря 21%. У таких умовах (при тренуванні в гігієнічній масці) можливі появи симптомів, що виникають при висотній хворобі [5] .

Практично всі респіратори FFP2 (або N95) мають зворотний клапан з метою зниження внутрішнього тиску в масці. Якщо хвора людина використовує лицьову маску з клапаном, то вона видихає в навколишнє середовище від 30 до 50% повітряної суміші, при цьому на вдиху маска не забезпечує достатній приплив кисню [6].

Слід зазначити, що цифри, якими оперують автори інформаційних матеріалів, ґрунтуються на технічних характеристиках, що описують захисні функції у фізичних середовищах: пил, аерозоль, дим тощо.

Даних щодо захисних властивостей масок вкрай мало, слід припустити, що вони тільки накопичуються, проте дослідження 2010 року, проведені під час порівняльних випробувань масок типу FFP1 і FFP3, засвідчили, що відсоток тих, хто заразився, серед медсестер, які працюють із хворими на грип, становить 24% і 23% відповідно [7].

Наймасовішим СЗОД є маски типу FFP1. Цей тип масок можна розділити на такі групи:

-  маски з натуральних матеріалів, відмінності: стерилізація автоклавуванням, багаторазове використання тощо.

-  маски з нетканих матеріалів (SMS, спанбонд, спанлейс тощо), відмінності: технологічні (низька собівартість), одноразового використання, температурні обмеження до 40о С.

-  маски із синтетичних матеріалів (неопрен тощо), відмінності: технологічні (завищена ціна, модні форми), можливе прання, хімічна обробка, багаторазове використання, не можна використовувати за високих температур, не можна використовувати довгостроково.

Які критерії вибору маски типу FFP1? Без сумніву, при масовому екстреному і швидкому вирішенні завдань з виведення людей із зони ураження бактеріологічними та іншими факторами - це використання 3-х шарових масок з матеріалу SMS, за умови, що температура в зоні менше 40-50 градусів Цельсія. Практика показала правильність цього висновку на початку 2020 року.

Тривале носіння масок спричиняє дефіцит кисню в крові, створюючи надзвичайний ризик для здоров'я: 30% мають головні болі, у тих, хто страждає на головні болі внаслідок носіння масок, - 60% приймають знеболювальні засоби. Причина - зниження рівня кисню в крові (гіпоксія) і підвищення в крові рівня вуглекислого газу CO2 (гіперкапнія).

Носіння маски N95 годинами може знизити оксигенацію крові на 20%, що призводить до втрати свідомості. Зниження рівня кисню (гіпоксія) безпосередньо пов'язане з порушенням імунітету. Дослідження показали, нестача кисню пригнічує активність основних імунних клітин, які використовуються для боротьби з вірусними інфекціями, званими СД4+Т- лімфоцитами. Низький вміст кисню сприяє розвитку атеросклерозу, серцево- судинних (серцеві напади) і цереброваскулярних (інсульт) захворювань. Ці дані у своїй статті наводить визнаний нейрохірург, практикуючий лікар, автор і лектор Доктор Рассел Блейлок, автор інформаційного бюлетеня BlaylockWellnessReport. При носінні маски видихувані віруси не викидаються назовні, а концентруються в носових проходах, через нюхові нерви проникаючи в мозок людини і руйнуючи його [8].

Аналіз вищесказаного свідчить, що одним з основних критеріїв оцінювання ефективності використання масок класу FPP1(ГОСТ) є пневмоопір матеріалу, з якого вони виготовлені. Оскільки в більшості випадків як робочий матеріал використовується багатошаровий набір, то випробування проводилися вже на сформованих поверхнях.

Для визначення пневмоопору матеріалів, використовуваних під час виготовлення масок, було розроблено експериментальну установку (рис. 2). Установка складається з ручного пневмонасоса зі зворотним клапаном (поз. 1), системою вентилів (поз. 2), що забезпечують рух повітряного потоку в заданому напрямі, каліброваної ємності об'ємом 21 л з розташованою всередині гумовою кулею (поз. 3), герметичного фланцевого з'єднання з каліброваним отвором (поз. 4), через який пропускається повітря. Маски по черзі поміщали між фланцями, герметичність з'єднання поверхонь забезпечували еластичними

гумовими кільцями.

Рисунок 2. Експериментальна установка .

Експериментальні дані наведено в Таблиці 1.

Таблиця 1. Час проходження повітря об'ємом 21 літр через калібрований отвір, сек. (тиск 745 мм рт.ст., температура 24 градуси Цельсія, вологість 72%)

Характеристики респіраторів і масок описані в таблиці досить докладно, а результати досліджень досить красномовні.

Порівняльний аналіз масок на основі синтетичних матеріалів і натуральних матеріалів наведено в Таблиці 3.

Таблиця 3. Порівняльні характеристики.

Синтетичні матеріали

Маски з натуральних матеріаліалів

Необхідно зазначити, що:

1.    Хірургічні маски: маски для хірургів, медичного персоналу операційних, маніпуляційних тощо мають винятково зав'язки, оскільки тільки вони забезпечують надійне кріплення маски до обличчя. Марлева маска, що складається з 6-ти шарів марлі, не пропускає 67% мікроскопічних частинок на вдиху і дає змогу видихнути 90% об'єму повітря l5l, обличчя, окуляри, захисні екрани не потіють.

2.    Ватно-марлева маска розміром 20х30х1,5(2) см донедавна входила до костюма біологічного захисту. Саме в таких костюмах мікробіологи перемогли всі відомі небезпечні захворювання.

3.    Ватно-марлеві маски для дітей у школі (дитячому садочку) - це і засіб захисту від продуктів горіння, зокрема й під час горіння (зони високих температур).

4.    Професіонали вибирають маски з натуральних матеріалів 5-8 шарові на зав'язках. Вони знають і все розуміють.

Пам'ятаємо Пісочні!