Stadtuniversität von Hong Kong
Inhaltsverzeichnis
Die wichtigsten Erkenntnisse
- Eine neue Studie legt nahe, dass antibakterielle Masken aus kohlenstoffbasiertem Graphen möglicherweise dazu beitragen können, sekundäre bakterielle Infektionen zu verringern, die durch das Berühren kontaminierter Masken entstehen.
- Obwohl die Masken Bakterien wirksam abtöten, gibt es nicht genügend Forschungsergebnisse, um tatsächliche Wirksamkeit gegen COVID-19 beurteilen zu können.
- Bei COVID-19 handelt es sich um eine Virusinfektion und nicht um eine bakterielle Infektion. Eine Sekundärübertragung des Virus ist selten.
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass antibakterielle Gesichtsmasken möglicherweise die sekundäre Übertragung bakterieller Infektionen verhindern können. Eine Sekundärinfektion kann auftreten, wenn Menschen kontaminierte Oberflächen wie gebrauchte oder unsachgemäß entsorgte Masken berühren.
In einer am 11. August in ACS Nano veröffentlichten Studie verwendeten Forscher eine kohlenstoffbasierte Substanz namens Graphen, um antibakterielle Masken herzustellen, die Bakterien mit einer Effizienz von 80 bis fast 100 Prozent abtöten
Die große Frage ist, ob diese antibakteriellen Masken möglicherweise dazu beitragen können, die Ausbreitung von COVID-19, einer viralen und nicht bakteriellen Infektion, zu verhindern oder einzudämmen. Die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) geben an, dass die Übertragung von COVID-19 häufiger durch Atemtröpfchen erfolgt als durch kontaminierte Gegenstände und Oberflächen wie
Greg Altman, PhD , Mitbegründer des Chemieunternehmens Evolved by Nature, sagt gegenüber Health Life Guide, er sei skeptisch, wie hilfreich eine antibakterielle Maske tatsächlich sein kann.
„Es geht nicht darum, ob die Maske das Virus auf ihrer Oberfläche abtöten kann oder nicht“, sagt er. „Es geht vielmehr darum, ob die Maske das Einatmen des Virus verhindern kann.“
Was das für Sie bedeutet
Während antibakterielle Masken im Kampf gegen Sekundärinfektionen durch gebrauchte Masken vielversprechend erscheinen, bleibt unklar, ob dies zur Vorbeugung von COVID-19 beiträgt. Eine Sekundärübertragung von COVID-19 ist sehr selten und der beste Weg, sich zu schützen, ist der richtige Umgang mit der Maske.
Wie antibakterielle Masken funktionieren
Antibakteriell bezieht sich auf alles, was Bakterien abtötet oder ihr Wachstum und ihre Vermehrung verhindert. Hitze sowie bestimmte Medikamente und Chemikalien haben alle antibakterielle Eigenschaften.
Während herkömmliche OP-Masken und Stoffmasken eine physische Barriere gegen Bakterien bilden können, gelten sie nicht als antibakteriell. Die Forscher der Studie testeten, wie lange Bakterien auf herkömmlichen Masken überleben können und fanden heraus, dass 90 % nach 8 Stunden noch am Leben waren.
Um dieses Problem zu lösen, erklärte einer der Studienautoren, Ye Ruquan PhD, ein Assistenzprofessor der Fakultät für Chemie der City University of Hong Kong, gegenüber Health Life Guide, dass er und seine Kollegen antibakterielle Gesichtsmasken entwickelten, indem sie mit einem kommerziellen Infrarotlasersystem auf kohlenstoffhaltige Kunststofffolien schrieben. 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 ein Material zwischen Kohle und Diamant vorstellen“, sagt Altman. „Es besteht aus Kohlenstoffatomen, die durch das Verbrennen aller anderen im Material enthaltenen Moleküle entstehen – das ist es, was der Laser macht.“
Nachdem die Forscher das Graphen hergestellt hatten, testeten sie seine Wirksamkeit, indem sie die antibakterielle Maske E. coli aussetzten. Dabei stellten sie fest, dass es etwa 82 % der Bakterien abtöten konnte. Zum Vergleich: Aktivkohlefasern und schmelzgeblasene Stoffe, die häufig zur Herstellung herkömmlicher Masken verwendet werden, töteten 2 % bzw. 9 % ab.
Das Graphen habe Bakterien auf zwei verschiedene Arten abgetötet, sagt Ruquan. Entweder habe das Graphen die Bakterien dehydriert und sie so weit schrumpfen lassen, dass sie nicht mehr überleben konnten, oder die scharfen Kanten des Graphens hätten die Zellmembranen der Bakterien physisch beschädigt und die Bakterien dadurch abgetötet.
Nach acht Stunden prüfte das Forschungsteam erneut die Bakterienzahl und stellte fest, dass fast alle E. coli-Bakterien auf der Oberfläche der Graphenmaske abgestorben waren, während über 90 % der Bakterien auf den normalen Masken noch am Leben waren.
„Wir kommen zu dem Schluss, 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 der Vermutung, dass antibakterielle Masken ein wirksames Mittel zur Eindämmung der Sekundärübertragung von Infektionen sein könnten, da diese aufgrund unsachgemäßer Verwendung und verantwortungsloser Entsorgung gebrauchter und kontaminierter Gesichtsmasken problematisch ist.
Was ist Sekundärübertragung?
„Die Weltgesundheitsorganisation hat die Sorge vor einer sekundären Übertragung geäußert“, sagt Ruquan. „Damit ist eine Übertragung gemeint, die nicht direkt von einer infizierten Person ausgeht, zum Beispiel die Übertragung der Krankheit über sekundäre Medien wie Masken, Bänke, Abwasser oder andere Oberflächen.“
Laut Ruquan gibt es keine eindeutigen Daten darüber, wie häufig eine Sekundärübertragung durch Masken ist, aber ein mögliches Szenario im echten Leben könnte so aussehen: Sie gehen in eine öffentliche Toilette, berühren eine kontaminierte Türklinke, ziehen Ihre normale Gesichtsmaske herunter, benutzen die Toilette, ziehen Ihre Gesichtsmaske wieder hoch und waschen sich dann die Hände. In diesen wenigen Minuten haben Sie Ihre Maske möglicherweise mit E. coli oder Salmonellen kontaminiert, Bakterien, die Lebensmittelvergiftungen verursachen können.
Wenn Sie die gleiche Maske innerhalb der nächsten acht Stunden wieder verwenden, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sich noch etwa 90 % der Bakterien darauf befinden, wodurch sich das Risiko einer Sekundärinfektion erhöht.
Wenn Sie jedoch in diesem Szenario eine antibakterielle Gesichtsmaske tragen würden, würden die Bakterien auf Ihrer Maske durch das Graphen abgetötet. Dadurch würde Ihr Risiko einer Sekundärinfektion 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 jemand anderes sie aufheben muss, tragen die antibakteriellen Eigenschaften der Maske dazu bei, das Risiko einer bakteriellen Infektion zu verringern.
Verhindern antibakterielle Masken COVID-19?
Es gibt keine definitive Antwort darauf, ob diese Art von Maske eine COVID-19-Infektion verhindern könnte, aber das Forschungsteam testete das Material gegen zwei andere Stämme menschlicher Coronaviren. Sie fanden heraus, dass 90 % der Viren innerhalb von fünf Minuten nach Kontakt mit Graphen inaktiviert wurden, während nach 10 Minuten unter direkter Sonneneinstrahlung fast 100 % verschwunden waren. Es gibt Pläne, zu einem späteren Zeitpunkt gezielt auf COVID-19 zu testen.
Altman sagt jedoch, dass der Schutzmechanismus dieser Masken nur gegen Bakterien wirkt und bei Viren irrelevant ist, da Viren Taschen genetischen Materials und keine lebenden Zellen sind.
„Meine größte Sorge ist, ob die Maske aus Graphen, gesponnenem Polypropylen (N95) oder klebrigem Klebstoff besteht“, sagt Altman. „Die einzige Eigenschaft, die beim Schutz vor Viren zählt, ist die Porosität – oder die Fähigkeit der Maske, einem Luftstrom standzuhalten, der Partikel wie Viren enthält.“
Eine sekundäre Übertragung von COVID-19 ist zwar möglich, aber selten. Um sich anzustecken, müssen Sie einer hohen Viruslast auf einer kontaminierten Oberfläche, wie einer gebrauchten Maske, ausgesetzt sein und dann Ihren Mund, Ihre Nase oder Ihre Augen berühren. Da das Virus außerhalb des Körpers nicht sehr lange lebensfähig bleibt, ist dies unwahrscheinlich.
Die Wirksamkeit ist ein großes Problem, aber nicht das einzige. Dr. Samantha Radford, eine Wissenschaftlerin, die untersucht, wie sich Chemikalien in der Umwelt auf die menschliche Bevölkerung auswirken, sagt, es sei möglich, dass sich die Maske mit der Zeit zersetze und Graphen freisetze, was zu weiteren Komplikationen und gesundheitlichen Problemen führe.
„Wenn man bedenkt, dass es in dem Bericht heißt, Ruquan glaube, die antibakteriellen Eigenschaften von Graphen könnten mit der Schädigung der bakteriellen Zellmembranen durch die scharfen Kanten des Graphens zusammenhängen, besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass diese gleichen Partikel beim Einatmen erhebliche Lungenschäden verursachen könnten“, sagt sie.
So verringern Sie das Risiko einer Sekundärübertragung
Während Ruquan derzeit mit verschiedenen Unternehmen in Kontakt steht, um diese Masken herzustellen, sagt er, dass es einige Zeit dauern kann, die entsprechenden Zertifizierungen zu erhalten und den Prozess zu rationalisieren. Eine der besten Möglichkeiten, eine Sekundärübertragung zu verhindern, besteht derzeit darin, das Berühren von Maske und Gesicht zu vermeiden und die Maske richtig abzunehmen. Die CDC empfiehlt, sich vor dem Berühren der Maske die Hände zu waschen und sie nur an den Ohrschlaufen oder Bändern
Es ist auch wichtig, gebrauchte Masken sicher zu entsorgen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) empfiehlt, gebrauchte Masken in eine Plastiktüte zu packen, sie in den Müll zu werfen und sich dann die Hände zu waschen. Wenn Sie chirurgische Masken tragen, wird außerdem empfohlen, die Maske häufig zu wechseln und eine Wiederverwendung zu vermeiden. Stoffmasken sollten zwischen den Anwendungen gewaschen werden.
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