Neue antibakterielle Masken verhindern Sekundärinfektionen – aber nicht unbedingt COVID

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass antibakterielle Gesichtsmasken möglicherweise die sekundäre Übertragung von bakteriellen Infektionen stoppen können. Eine Sekundärinfektion kann auftreten, wenn Personen 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 % abtöten konnten.

Die große Frage ist, ob diese antibakteriellen Masken möglicherweise dazu beitragen können, die Ausbreitung von COVID-19, einer viralen, nicht bakteriellen Infektion, zu verhindern oder zu reduzieren. Die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) gibt an, dass die Übertragung von COVID-19 häufiger durch Atemtröpfchen als durch kontaminierte Gegenstände und Oberflächen wie Masken erfolgt.

Greg Altman, PhD, Mitbegründer des Chemieunternehmens Evolved by Nature, sagt Verywell, er sei skeptisch, wie hilfreich eine antibakterielle Maske tatsächlich sein kann.

„Es geht nicht darum, ob die Maske das Virus auf der Oberfläche der Maske abtöten kann“, sagt er. „Es geht eher darum, ob die Maske das Einatmen des Virus verhindern kann.“

Wie antibakterielle Masken funktionieren

Antibakteriell bezieht sich auf alles, was Bakterien abtötet oder deren Wachstum und Vermehrung verhindert. Hitze sowie bestimmte Medikamente und Chemikalien haben alle antibakterielle Eigenschaften.

Normale chirurgische Masken und Stoffmasken können zwar eine physikalische Barriere gegen Bakterien bilden, gelten jedoch nicht als antibakteriell. Forscher der Studie testeten, wie lange Bakterien auf normalen Masken überleben können und fanden heraus, dass 90% nach 8 Stunden am Leben blieben.

Um dieses Problem zu lösen, sagt einer der Studienautoren, Ye Ruquan, PhD, ein Assistenzprofessor an der Fakultät für Chemie der City University of Hong Kong, sagt Verywell, dass er und seine Kollegen antibakterielle Gesichtsmasken hergestellt haben, indem sie auf kohlenstoffhaltige Kunststofffolien mit a . geschrieben haben kommerzielles Infrarot-Lasersystem. Der Laser veränderte die Struktur des hitzebeständigen Kunststoffs und erzeugte Graphen – eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Muster angeordnet sind.

„Graphen kann man sich als Material zwischen Holzkohle und Diamant vorstellen“, sagt Altman. „Er besteht aus Kohlenstoffatomen, die durch das Abbrennen aller anderen Moleküle im Material entstehen – genau das macht der Laser.“

Nach der Herstellung des Graphens testeten die Forscher seine Wirksamkeit, indem sie die antibakterielle Maske E. coli aussetzten und fanden heraus, dass sie etwa 82% der Bakterien abtöten konnte. Zum Vergleich: Aktivkohlefasern und schmelzgeblasene Stoffe, die üblicherweise zur Herstellung normaler Masken verwendet werden, töteten 2 % bzw. 9 %.

Das Graphen wirkte auf zwei verschiedene Arten, um Bakterien abzutöten, sagt Ruquan. Das Graphen könnte die Bakterien entweder dehydrieren und sie schrumpfen lassen, bis sie nicht mehr überleben könnten, oder die scharfen Kanten des Graphens könnten die bakteriellen Zellmembranen physikalisch beschädigen und die Bakterien dadurch abtöten.

Nach acht Stunden testete das Forschungsteam die Bakterienzahlen erneut und stellte fest, dass fast alle E. coli auf der Oberfläche der Graphenmaske starben, während über 90% der Bakterien auf den regulären Masken noch lebten.

„Wir kommen zu dem Schluss, dass Aktivkohlefasern und schmelzgeblasene Stoffe nicht antibakteriell sind, während unser Graphenmaterial antibakteriell und besser ist als das kommerzielle Material“, sagt Ruquan.

Diese Schlussfolgerungen veranlassten die Forscher zu Spekulationen, dass antibakterielle Masken ein wirksames Mittel sein könnten, um die sekundäre Übertragung von Infektionen zu reduzieren, was Bedenken hinsichtlich der unsachgemäßen Verwendung und der unverantwortlichen Entsorgung gebrauchter und kontaminierter Gesichtsmasken darstellt.

Was ist Sekundärübertragung?

„Die Besorgnis über eine sekundäre Übertragung wurde von der Weltgesundheitsorganisation geäußert“, sagt Ruquan. „Es bedeutet die Übertragung nicht direkt von einer infizierten Person: zum Beispiel die Übertragung von Krankheiten durch Sekundärmedien wie Masken, Bänke, Abwasser oder andere Oberflächen.“

Ruquan sagt, dass es keine klaren Daten darüber gibt, wie häufig eine sekundäre Übertragung durch Masken ist, aber ein mögliches Szenario aus dem wirklichen Leben könnte so aussehen: Sie gehen in eine öffentliche Toilette, berühren einen kontaminierten Türgriff, ziehen Ihre normale Gesichtsmaske herunter, benutzen die Toilette , ziehen Sie Ihre Gesichtsmaske hoch und waschen Sie sich dann die Hände. In diesen wenigen Minuten haben Sie Ihre Maske möglicherweise mit E. coli oder Salmonellen kontaminiert, Bakterien, die eine Lebensmittelvergiftung verursachen können.

Wenn Sie dieselbe Maske innerhalb der nächsten acht Stunden verwenden, besteht eine gute Chance, dass sich noch etwa 90 % der Bakterien darauf befinden, was Ihre Wahrscheinlichkeit erhöht, sich durch eine Sekundärinfektion zu infizieren.

Wenn Sie jedoch im gleichen Szenario eine antibakterielle Gesichtsmaske tragen, werden die Bakterien auf Ihrer Maske durch das Graphen abgetötet. Infolgedessen würde Ihr Risiko, eine Sekundärinfektion zu bekommen, sinken.

Dies gilt auch für die unsachgemäße Entsorgung kontaminierter Mundschutzmasken. Wenn Sie Ihre Maske auf dem Weg aus dem Badezimmer versehentlich auf den Boden fallen lassen, anstatt sie wiederzuverwenden, und jemand anderes sie aufhebt, würden die antibakteriellen Eigenschaften der Maske dazu beitragen, das Risiko einer Infektion mit Bakterien zu verringern.

Verhindern antibakterielle Masken COVID-19?

Es gibt keine endgültige 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 der Exposition gegenüber Graphen inaktiviert wurden, während fast 100% nach 10 Minuten unter direkter Sonneneinstrahlung verschwunden waren. Es ist geplant, COVID-19 zu einem späteren Zeitpunkt gezielt zu testen.

Altman sagt jedoch, dass der Schutzmechanismus dieser Masken nur gegen Bakterien funktioniert und für Viren irrelevant ist, da Viren Taschen mit genetischem Material sind, keine lebenden Zellen.

„Meine größte Sorge ist, ob die Maske aus Graphen, gesponnenem Polypropylen (N95s) oder klebrigem Kleber besteht“, sagt Altman. „Die einzige Eigenschaft, die beim Schutz vor Viren von Bedeutung ist, ist die Porosität – oder die Fähigkeit der Maske, einem Luftstrom zu widerstehen, der Partikel wie Viren enthält.“

Effektivität ist ein großes Anliegen, aber es ist nicht das einzige. Samantha Radford, PhD, eine Expositionswissenschaftlerin, die untersucht, wie Chemikalien in der Umwelt die menschliche Bevölkerung beeinflussen, sagt, dass sich die Maske im Laufe der Zeit zersetzen und Graphen freisetzen könnte, was andere Komplikationen und Gesundheitsprobleme verursacht.

„Wenn man bedenkt, dass der Bericht sagt, dass Ruquan glaubte [graphene’s antibacterial properties] mit der Schädigung bakterieller Zellmembranen durch die scharfe Kante von Graphen zusammenhängen könnte, besteht eine große Chance, dass dieselben Partikel beim Einatmen erhebliche Lungenschäden verursachen könnten“, sagt sie.

So reduzieren Sie das Risiko einer Sekundärübertragung

Während Ruquan derzeit mit verschiedenen Unternehmen über die Herstellung dieser Masken in Kontakt steht, sagt er, dass es einige Zeit dauern kann, die richtigen Zertifizierungen zu erhalten und den Prozess zu rationalisieren. Derzeit besteht eine der besten Möglichkeiten, eine sekundäre Übertragung zu verhindern, darin, die Berührung von Maske und Gesicht zu vermeiden und die Maske ordnungsgemäß abzunehmen. Die CDC empfiehlt, sich vor dem Berühren der Maske die Hände zu waschen und sie nur an den Ohrschlaufen oder Bändern anzufassen.

Es ist auch wichtig, gebrauchte Masken sicher zu entsorgen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) empfiehlt, gebrauchte Masken in eine Plastiktüte zu stecken, in den Müll zu werfen und sich anschließend die Hände zu waschen. Wenn Sie chirurgische Masken tragen, wird außerdem empfohlen, Ihre Maske häufig zu wechseln und eine Wiederverwendung zu vermeiden. Stoffmasken sollten zwischen den Anwendungen gewaschen werden.

Die Informationen in diesem Artikel sind zum angegebenen Datum aktuell, was bedeutet, dass neuere Informationen verfügbar sein können, wenn Sie dies lesen. Für die neuesten Updates zu COVID-19 besuchen Sie unsere Coronavirus-Nachrichtenseite.