『Journal of Hospital Infection』の研究では、どの素材が最も効果的なマスクになるかが調べられた。
この試験では、高度に汚染された環境で、30秒間と20分間にわたってマスクが検査された。
結果から、Tシャツがいかに効果が低いか、またN99およびN95マスクがいかに効果的かが分かる。
研究によって、マスクがCOVID-19の拡散抑制に効果的であることは示されているものの、新たな研究によると、すべてのマスクやマスク素材が同程度に効果的というわけではない。
「マスクが効果を発揮することは分かっていたが、健康への影響について、どの程度効果があるのか、また素材ごとの効果の違いを比較したかった。」
Mikayla Mace-Arizona
研究は、『Journal of Hospital Infection』に掲載され、高度に汚染された環境で30秒間および20分間曝露された後に、従来型ではない多様なマスク素材が人を感染から守る能力について、研究者らが評価した。
研究者らは、20分間と30秒間のウイルス曝露時において、マスクを着用した場合と何も防護しなかった場合を比較したところ、マスクの種類や曝露時間に応じて、感染リスクが24～94%、または44～99%低減することを明らかにした。また、曝露時間が長くなるほど、リスク低減効果は低下することも分かった。
効果の高いマスクから低いマスクまで
「N99マスクは、空気中の粒子をろ過する効率がN95マスクよりもさらに高く、ウイルスの遮断に最適な選択肢の一つであることは明らかです。20分間および30秒間の曝露において、平均リスクを94～99%低減できます。ただし入手が困難なうえ、医療従事者のために確保しておくべきといった倫理的な配慮も必要です」と、アリゾナ大学Mel and Enid Zuckerman公衆衛生大学院のコミュニティ・環境・政策学部で環境保健科学の博士課程に在籍する筆頭著者のAmanda Wilson氏は述べている。
研究によると、次に効果が高い選択肢は、N95と医療用サージカルマスクであり、意外にも掃除機のフィルターも含まれる。このフィルターは布製マスクのフィルター用ポケットに挿入できる。掃除機フィルターは、30秒間の曝露では感染リスクを83%、20分間の曝露では58%低減した。研究者らが評価したその他の従来型ではない素材のうち、防護効果が次に高かったのは、ティータオル、綿混紡生地、抗菌性の枕カバーであった。
スカーフは30秒後に感染リスクを44%、20分後に24%低減し、同程度に効果的な綿のTシャツは、マスクを全く着用しない場合よりもわずかに優れているにすぎないことが分かった。
「マスクが効果を発揮することは分かっていたが、健康への影響について、どの程度効果があるのか、また素材ごとの効果の違いを比較したかった」と、定量的微生物リスク評価を専門とするWilson氏は述べている。
曝露時間が鍵となる
Wilson氏と研究チームは、マスクの有効性に関する複数の研究からデータを収集し、さまざまな要因を考慮したうえで、感染リスクをシミュレーションするコンピューターモデルを作成した。
「リスクの大きな要因の一つは、どれだけの時間曝露されるかです。高度に汚染された環境において、30秒間と20分間の両方で感染リスクを比較しました」と同氏は述べている。
感染リスクに影響するその他の条件として、周囲にいる人の数や、その人との距離があると同氏は述べている。
くしゃみ、咳、さらには会話によって放出されるウイルスを運ぶ飛沫の大きさも、非常に重要な要因である。ウイルスを含む大きく重い飛沫は、小さく軽いものよりも速く空気中から落下する。距離が曝露の低減に役立つ理由の一つはここにある。
「エアロゾルの大きさは湿度の影響も受けます」とWilson氏は述べている。「空気が乾燥していると、エアロゾルはより速く小さくなります。湿度が高いと、エアロゾルはより長時間大きいまま留まり、より速く落下します。一見すると良いことのように思えるかもしれませんが、その後、エアロゾルが物の表面に付着すると、その物がもう一つの潜在的な曝露経路になってしまうのです。」
この研究はまた、ウイルスが存在する環境に人がいる時間が長いほど、マスクの効果が低下することも示している。
「それは20分経ったらマスクを外せという意味ではありません」とWilson氏は述べている。「ただし、マスクを着用していてもリスクをゼロにすることはできないということです。マスクを着用しているからリスクがないと考えて、4時間もバーに行くようなことは避けてください。できるだけ自宅にいて、こまめに手を洗い、外出時にはマスクを着用し、顔に触れないようにしてください。」
マスクがCOVID-19からどのように身を守るのか
マスクは、着用者本人や周囲の人を、さまざまな方法で守る。Wilson氏によると、マスクが比較的大きなエアロゾルをろ過する仕組みには、「直感的に理解しやすい方法」が二つあるという。それは、機械的遮断と慣性衝突である。
「素材の繊維が密であるほど、ろ過性能は高くなります。そのため、糸の本数が多いほど効果も高くなるのです。ウイルスを遮断する要素がより多くなるからです」と同氏は述べている。「ただし、シルクなどの一部のマスクには静電気特性もあり、より小さな粒子を引き寄せて、マスクを通過させないようにすることができます。」
Wilson氏らが開発したモデルには、吸入率（一定時間に吸い込む空気の量）や空気中のウイルス濃度などのパラメーターが含まれている。
「多くの研究データを取り入れ、数理モデルに当てはめて、データ同士の関係を明らかにしました」とWilson氏は述べている。「例えば、人々の吸入率がこれほど変動すること、空気中にこれだけのウイルスが存在すること、そしてこれらの素材がこれだけのろ過効率を持つことが分かっている場合、感染リスクはどうなるのか、という問いです。人によって、例えば一定時間に吸う空気の量が異なるため、結果に幅が出るのです。」
Wilson氏はまた、マスクは鼻の部分をしっかりとつまんでフィットさせ、隙間なく密着させることが重要だと述べている。さらに、使用していないときは、鼻の下に着けたり、顎の下に入れたりしないよう指摘している。
「マスクの正しい使い方は非常に重要です」とWilson氏は述べている。「また、私たちはマスクによる着用者本人の防護に注目してきましたが、感染している場合には、周囲の人を守ることこそが最も重要です。空気中に放出されるウイルスが減れば、周囲の環境の汚染も減ります。モデルが示すように、曝露する感染性ウイルスの量は、感染リスクや、他の人のマスクが他の人々を守る可能性に大きな影響を与えるのです。」
