フェイスシールドやバルブ付きマスク、感染予防にはザルだったという研究

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フェイスシールドやバルブ付きマスク、感染予防にはザルだったという研究
Image: Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science|フェイスシールド(左)と、バルブ付きマスク(右)から漏れ出る飛沫。

やっぱり普通のマスクが一番と。

新型コロナウイルス対策でマスクが欠かせない日々ですが、マスクは息苦しいって人も多くいます(とくに欧米では)。それで代替としてプラスチックのフェイスシールドを着けたり、通気用バルブのあるN95マスクを使ったりする人もいるんですが、新たな研究によると、こういう代替手段では装着した人からの飛沫が相当漏れ出ているようです。上の画像の左がフェイスシールド、右が通気バルブ付きマスクをモデル化したもので、モヤモヤした光が口から出るエアロゾルを可視化したものなんですが…一目瞭然ですね。

マスクを着けるメリットは、まずは装着した人から周りの人へのウイルス拡散をかなり防げることとされています。あとは多少効果は落ちるのかもしれませんが、周りの人から装着した人への感染予防にもなっているように見えます。それでも海外、とくに米国ではマスクに意味があるのかとか、意味があったとしても強制されるのはイヤだとかいろんな反応がありますが、多くの人はマスク生活に順応しつつあります。

ただ、わかっちゃいるけど普通のマスクは呼吸しづらいってことで、フェイスシールドとか通気バルブ付きN95マスクを使う人たちも見かけます。フェイスシールドの場合表情がわかるからコミュニケーションがとりやすいし、装着してる人はたしかに呼吸しやすいと思います。また通気バルブ付きN95マスクは、吸い込む空気をフィルタリングしてくれるし、吐き出すときもバルブがあるから楽に吐き出せるそうです。見た目的にも、バルブがあることで布マスクとか不織布マスクに比べてガジェット感が高く、何かしら「わかってる人」みたいに見えそうでもあります。

飛沫の可視化実験で明らかに

でもフロリダ・アトランティック大学の研究チームが、ジャーナル「Physics of Fluids」で発表した論文の中で、フェイスシールドもバルブ付きマスクも装着者発のウイルスブロックにはあまり役立たないことを提示しました。

フロリダ・アトランティック大学のエンジニアたちは、フェイスシールドやマスクを使っているときに人間の呼気がどう動いているか、ライトショー的なもので可視化しました。マネキンにマスクやフェイスシールドを装着させたうえで水とグリセリンを混ぜたものを口から噴射させ、その周りをレーザーでライトアップしたんです。これによって、人間がせきやくしゃみで吐き出すエアロゾル飛沫と同等の霧を作り出しました。周りを暗くすると、レーザーで飛沫の動きが浮き彫りになる仕掛けです。

結果は見ての通りでした。フェイスシールドは、口から最初に出てくる飛沫の動きは止めるんですが、その後のエアロゾルはシールドの下とか横、そして後ろからもかなりの濃度で流れ出ているのがわかります。飛沫の濃度はマネキンの口から遠ざかるにつれ下がってはいきますが、条件がよければ(空気の動きの少ない屋内空間とか)かなり広範囲に広がっていきます。またバルブ付きN95マスクの場合、バルブの部分からくっきり飛沫が出ていってるのがわかります。

普通のマスクもテスト

研究チームは、上記のほかに複数メーカーのサージカルマスクやバルブのないN95マスクもテストしました。結果、他のマスクもエアロゾルをブロックする意味では完全でなく、ブロック度合いもまちまちでしたが、全体的にはフェイスシールドとかバルブ付きマスクよりはエアロゾルの濃度を下げる効果がより大きいことがわかりました。

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ふたつのサージカルマスクのうち、結果がよかったほうのもの。モヤモヤは上のほうに少し出るだけで、前方にはほとんど飛んでいない。
Image: Verma, et al/Phys. Fluids

「ここに示した図が示しているのは、フェイスシールドと通気バルブ付きマスクは、エアロゾル化した飛沫の拡散の制限において、通常のマスクほど効果的でないということだ」と論文にはあります。「したがって、こうした代替手段はより快適ではあるものの、しっかり作られたプレーンなマスクを使うほうが望ましいかもしれない」

前々から警告されていた

研究室での実験は現実世界を完全には反映してないので、この実験でもフェイスシールドとかマスクを着けた人から出るエアロゾルの動きを100%再現したわけじゃないかもしれません。でも別の研究でも、通常のマスクに比べてフェイスシールドの効果は低いことが示唆されてきました。バルブ付きマスクに関しても、着用者から周囲への感染を防げないとして専門家が警告し続けてきました。

フェイスシールドは、せきの飛沫が直接他人にかかるのを防ぐ効果があり、とくに短時間の接触の場合は有効です。ですがエアロゾル化した飛沫はそこにとどまり、発生源からかなりの距離にまで拡散することもあります。

この論文の著者で、フロリダ・アトランティック大学海洋・機械工学の責任者・Manhar Dhanak氏はメールの中で書いています。

ウイルスを含むせきから他人を守る手段としてのフェイスシールドには、限界があることを知っておくべきです。

この論文では、フェイスシールドやバルブ付きマスクといった代替手段が「COVID-19対策への逆効果になりうる」とすら言っています。

ただフェイスシールドは、病気や障害などでマスク着用が難しい人にとっては最善の策になることもあります。またマスクにフェイスシールドを組み合わせることで、感染リスクをさらに下げる可能性も高まります。でもそうじゃない限り、フェイスシールドよりもマスク、そしてバルブなしの普通のマスクが、ウイルス拡散防止にはもっともシンプルかつ有効な方法だと言えそうです。

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