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Coronavirus: Bessere Masken erforderlich

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Angesichts der Tatsache, dass nur wenige Wochen nach der Wiedereröffnung in 21 US-Bundesstaaten ein Anstieg der Covid-19-Fälle zu verzeichnen ist, ist klar, dass sich die Aufrechterhaltung der Kontrolle über die Pandemie ohne Abschottung als Herausforderung erweist. Um nicht nur offen zu bleiben, sondern auch die Wirtschaft wirklich wieder anzukurbeln – damit die Menschen wieder arbeiten, reisen, Sportveranstaltungen besuchen, in Restaurants essen und so weiter – müssen sie sich sicher sein können, dass sie und ihre Angehörigen einem geringen Infektionsrisiko ausgesetzt sind.

Die Tests bleiben um eine Größenordnung hinter dem zurück, was benötigt wird, und ein Impfstoff wird zumindest bis Anfang nächsten Jahres nicht verfügbar sein. Aber wir könnten möglicherweise schon jetzt Kontrolle und Zuversicht erlangen, wenn der Öffentlichkeit bessere Masken zur Verfügung stünden, die einen besseren Schutz bieten als die jetzt getragenen Stoffmasken, die näher am Kaliber des KN95 und an den hochfiltrierenden chirurgischen Masken liegen, die von medizinischem Personal verwendet werden. In einem früheren Artikel haben wir die Notwendigkeit solcher Masken unterstrichen, damit sie sicher wieder geöffnet werden können. Jetzt, da die Zahl der Fälle zunimmt, erklären wir, warum bessere Masken so wichtig wie eh und je sind, und skizzieren die Kriterien für ihr effektives Design.

Wissenschaftler glauben, dass Covid-19 weitgehend über virushaltige Partikel übertragen wird, die Menschen beim Atmen, Sprechen, Husten oder Niesen abgeben. KN95-Masken können, wenn sie richtig getragen werden, fast die gesamte Verbreitung blockieren. Hochfiltrierende chirurgische Masken, die einen Schnitt unterhalb der KN95-Masken liegen, können einen Großteil dieser Übertragung blockieren, sind jedoch gegen kleinere Partikel, so genannte Aerosole, nicht so wirksam. Es gibt eine Debatte darüber, wie viel Covid-19 sich durch Aerosole verbreitet und ob der zusätzliche Schutz, den KN95s gegen diese Partikel bieten, notwendig ist. Zwar müssen wir das erforderliche Schutzniveau besser verstehen, aber es ist klar, dass die Übertragung erheblich und schnell eingedämmt werden könnte, wenn wir bessere Masken als die derzeitigen Stoff- und selbstgemachten Masken hätten. Das Problem ist, dass KN95-Masken über lange Zeiträume unangenehm zu tragen sind, und sowohl chirurgische als auch KN95-Masken sind selbst für das Gesundheitspersonal nach wie vor Mangelware, so dass beides für die Allgemeinbevölkerung keine Option darstellt.

Modelle deuten darauf hin, dass die weit verbreitete Verwendung sogar von Stoffmasken, Bandanas oder Schals die Übertragung dramatisch reduzieren könnte. Ihre Wirksamkeit variiert jedoch, und sie dienen in erster Linie der “Quellenkontrolle”: Sie bieten der Person, die sie trägt, einen gewissen Schutz vor eindringenden Partikeln, verringern aber hauptsächlich, wie viel der Träger ausstößt. Das bedeutet, dass Ihre persönliche Sicherheit vor einer Infektion nicht in Ihrer Hand liegt und weitgehend davon abhängt, wie zuverlässig die Personen in Ihrer Umgebung Masken tragen – ein großes Problem, wenn man bedenkt, dass nur die Hälfte der Amerikaner ständig Masken trägt und einige sich hartnäckig weigern, sie als politische Erklärung zu tragen. Ein einziger “Superspreizer”, der keine Maske trägt, reicht aus, um zahlreiche andere zu infizieren, die eine Maske tragen.

Folglich brauchen wir Masken für die Allgemeinbevölkerung, die das Eindringen und Austreten des Virus blockieren, ähnlich wie hochfiltrierende chirurgische oder KN95-Masken für das Gesundheitspersonal. Masken wie diese würden den Menschen die Kontrolle über ihre eigene Sicherheit geben, einen größeren Anreiz, sie zu tragen, und das Vertrauen, wirtschaftlich wichtige Aktivitäten wieder aufzunehmen.

Wenn diese Masken in überfüllten und geschlossenen Räumen, in denen die meisten Übertragungen auftreten, weit genug getragen werden, könnten sie die Epidemie möglicherweise ganz stoppen. Sie würden auch die Übertragung der Grippe und die Wahrscheinlichkeit einer gefürchteten “doppelten Epidemie” im Herbst verringern. Bessere Masken könnten die wirksamste Methode zur Bekämpfung von Covid-19 in einkommensschwachen Ländern sein, in denen die Testmöglichkeiten begrenzt sind und der soziale und wirtschaftliche Schaden durch die Abriegelung schwerer wiegt.

 

Diese Masken sollten fünf Parameter erfüllen:

 

Schutz

Das Niveau des notwendigen Schutzes hängt davon ab, wie wichtig die Abwehr von Aerosolen ist. Der Schutz ergibt sich aus der Ablenkung und Filterung (wie gut die Partikel durch die Maske blockiert werden) und dem Sitz (wie gut die Maske um das Gesicht herum abdichtet und verhindert, dass Partikel um das Gesicht herum gelangen). Es gibt immer mehr Beispiele dafür, wie diese Eigenschaften erreicht werden könnten. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass eine Filtration, die nur knapp an KN95s heranreicht, mit Kombinationen aus Baumwolle und anderen gängigen Stoffen wie Seide, Flanell und Chiffon erreicht werden könnte. Andere Untersuchungen haben gezeigt, wie die Passform verbessert werden kann, indem man die Innenseite der Masken mit Material aus einem Nylonstrumpf auskleidet oder mit Gummibändern eine Stütze schafft. Ein anderer Forscher experimentiert mit Stoffen, die geringe elektrische Ladungen abgeben und in Masken eingesetzt werden können, um Viruspartikel zu neutralisieren. Einige Experten für Infektionskrankheiten schlagen vor, dass Gesichtsschutzmasken – die auch verhindern, dass Partikel durch die Augen in den Körper einer Person gelangen – auch einen ausreichenden Schutz für Mund und Nase bieten könnten.

 

Skalierbarkeit

Jedes Design muss allgemein verfügbare Materialien verwenden, die kommerzielle Hersteller in großen Mengen kaufen können. Möglicherweise sind mehrere Entwürfe mit unterschiedlichen Materialien erforderlich, so dass wir nicht auf einen einzigen Satz von Materialien angewiesen sind, der auslaufen könnte. Ein Grund dafür, dass Masken eine so attraktive Option sind, ist, dass sie im Gegensatz zu Tests und Kontaktverfolgung leichter und breiter skaliert werden können.

 

Komfort

Die Masken müssen so bequem sein, dass die Menschen sie lange Zeit tragen können, ohne sie zu häufig berühren oder ablegen zu müssen. Möglicherweise gibt es Möglichkeiten, dies zu erreichen, ohne den Schutz zu beeinträchtigen. So experimentieren Forscher in Stanford beispielsweise mit tragbaren Geräten, die Sauerstoff in die Masken pumpen, um sie atmungsaktiver zu machen.

 

Wiederverwendbarkeit

Um einen ständigen Bedarf an neuen Masken auszuschließen, müssten diese leicht zu reinigen sein oder nur bestimmte Teile (z.B. Filter) ausgetauscht werden müssen, damit sie wiederholt verwendet werden können. (Einige Krankenhäuser haben damit begonnen, Elastomermasken zu verwenden, die typischerweise in Industrieanlagen und auf Baustellen getragen werden, die diese Anforderung erfüllen).

 

Stil

Die weitverbreitete Einführung von Masken wird einen bedeutenden kulturellen Wandel erfordern, damit sie nahtlos in eine “neue Normalität” übergehen. Sie sollten Spaß machen, cool und modisch sein. Sie könnten zum Beispiel die Farben oder Logos der Lieblingssportteams oder -marken von Einzelpersonen zeigen.

Solche Masken zu entwerfen und zu produzieren und eine große Anzahl von Menschen davon zu überzeugen, sie zu tragen, ist nicht einfach und wirft Herausforderungen in den Bereichen Technik, Herstellung und Marketing auf, die letztendlich Kompromisse erfordern können. Es gibt bereits einige Bemühungen, sie zu überwinden. J Labs, eine Einheit von Johnson and Johnson, führte im vergangenen Jahr einen Wettbewerb zur Entwicklung besserer Masken durch; der Gewinner und andere Teilnehmer entwarfen Designs, die sich an dem orientieren, was wir jetzt brauchen. Eine leitende Krankenschwester in San Antonio schuf Masken des Kalibers KN95 aus Materialien, die in örtlichen Eisenwarengeschäften zu finden sind. Und ein Team in Stanford entwarf eine ähnlich wirksame Version, die sich an handelsübliche Schnorchelmasken anpasst.

Angesichts der Herausforderungen, die auf dem Spiel stehen, sollte die Bundesregierung Unternehmen einberufen und öffentlich-private Partnerschaften schmieden, um den Prozess der Entwicklung, Validierung und Skalierung effektiver Designs zu beschleunigen. Preise für große Herausforderungen könnten dazu beitragen, diese Bemühungen zu beschleunigen, und der Defense Production Act könnte dazu genutzt werden, die Produktion rasch zu steigern.

Wir müssen jedoch nicht auf Bundesmaßnahmen warten, um voranzukommen. Akademische Institutionen, Unternehmen und Privatpersonen können damit beginnen, effektive Entwürfe und Massenfertigungen zu entwickeln und zu testen. Industrien, die von der Epidemie bedroht sind – wie Fluggesellschaften, Sportligen und Hotels – haben jeden Anreiz, dies zu sehen, und sollten ihre Ressourcen und ihr Know-how nutzen, um dies voranzutreiben.

Sobald ein wirksames Design vorliegt, wird die Herausforderung darin bestehen, genügend Menschen dazu zu bringen, sie in entscheidenden Situationen tatsächlich zu tragen. Es ist schwierig für die Menschen, Masken – so bequem sie auch sein mögen – stundenlang zu tragen. Nicht alle Situationen bergen jedoch ein gleiches Übertragungsrisiko, und das Tragen von Masken bei der Ausübung bestimmter Tätigkeiten, wie z.B. alleiniges Gehen im Freien, ist weniger wichtig. Am kritischsten ist das Tragen von Masken in geschlossenen Räumen, in überfüllten oder engen Räumen (z.B. in öffentlichen Verkehrsmitteln, Bars), bei längerem engen Kontakt mit anderen Personen (z.B. beim Sitzen gegenüber dem Tisch beim Abendessen) oder bei Tätigkeiten, die mit schwerer Atmung verbunden sind (z.B. Sport, Singen). Konzertierte Werbekampagnen von Regierungen und Unternehmen könnten eine große Zahl von Menschen dazu bewegen, an solchen Orten Masken zu tragen. Ansätze aus der Verhaltensökonomie und Anthropologie, die “Stupser” zur Förderung gesunder Verhaltensweisen einsetzen, könnten ebenfalls eine Rolle spielen. Während Gesetze, die das Tragen von Masken an Orten mit hohem Risiko vorschreiben, ihren Gebrauch zu verstärken scheinen, wurden ähnliche Erlasse in einer Weise durchgesetzt, die schwarze Amerikaner diskriminiert. Sie müssten also sorgfältig angewandt werden, um eine voreingenommene Durchsetzung zu vermeiden.

Obwohl die Ausweitung von Tests oder die Rückverfolgung von Kontakten nach wie vor von entscheidender Bedeutung ist, ist die Entwicklung, Herstellung und das Tragen von mehr Schutzmasken durchführbarer und schneller realisierbar. Dies könnte die wichtigste Gelegenheit sein, um die Ausbreitung von Covid-19 zu verlangsamen und den Menschen die Sicherheit zu geben, die sie brauchen, um unsere Gesellschaften wieder zum Leben zu erwecken.