Način funkcionisanja zaštitnih maski

12.12.2020

U prošlom tekstu smo se upoznali sa načinima širenja virusa SARS-CoV-2, kao i nekim od načina da se od njega zaštitimo (držanje distance, provjetravanje, higijena ruku), a u ovom ćemo razmotriti još jednu preventivnu mjeru, i to onu koja izaziva najviše kontroverzi, a to je nošenje zaštitnih maski. Od svih preventivnih mjera, maske su najneprijatnije, teže se podnose čak i od promaje. Ali, loša vijest za one koji ih ne vole je da su veoma efikasne i apsolutno neophodne, kako bismo spriječili nekontrolisano širenje epidemije dok vakcina ne stigne.

Da bismo shvatili zašto su maske neophodne, prvo moramo razumjeti kako one funkcionišu. Maske rade tako što filtriraju vazduh koji udišemo i izdišemo. Sposobnost maske da isfiltrira vazduh koji kroz nju protiče zavisi od vrste i načina tkanja materijala od koga je izrađena, jer od toga zavisi veličina pora kroz koje se filtracija vrši. Najčešća primjedba koju protivnici maski iznose jeste da su pore na maskama suviše velike da bi zadržale sićušne čestice virusa. Činjenica je da su pojedinačne čestice virusa SARS-CoV-2, čiji se prečnik u prosjeku kreće oko 120 nm (nanometar je milijarditi dio metra), manje od prosječne veličine pore maske (oko 1000 nm za hirurške maske, dok je veličina pora na N95 maskama manja, oko 150-500 nm). Međutim, to ne utiče na zaštitnu efikasnost maski iz nekoliko razloga.

Kao prvo i najvažnije, virusne čestice se vazduhom ne kreću pojedinačno, kao slobodne partikule, već gotovo isključivo u okviru respiratornih kapljica koje zaražena osoba izbacuje iz disajnih puteva svakim izdahom. Kao što smo vidjeli u prethodnom tekstu, krupnije kapljice, veličine nekoliko desetina do nekoliko stotina mikrometara (jedan mikrometar je 1000 nanometara), pod uticajem gravitacije brzo padaju na tle, a maska vas štiti u slučaju da se neko iskašlje u vašoj neposrednoj blizini. Stinije čestice, od jedan do 5 mikrometara (1000 do 5000 nm) ostaju aerosolizovane u vazduhu i tu se mogu zadržati više sati, dok se ne istalože. Kao što vidimo, ove čestice su veće i od pora hirurške maske, a višestruko veće od pora na N95 maskama. Zbog toga što virusi ne putuju kroz vazduh kao pojedinačne čestice, veličina samog virusa uopšte nije bitna i ne utiče na sposobnost maski da spriječe njegovo širenje.

Čak i da se pojedinačni virusi veličine 120 nm nalaze slobodni u vazduhu, zaštitna maska bi većinu virusnih čestica zaustavila. Maske imaju važnog asa u rukavu, elektrostatički naboj. To je posljedica činjenice da se filterski dio hirurških i N95 maski pravi postupkom „duvanja otopljene plastike“. Vazduh pod pritiskom dovodi do razdvajanja niti tankog sloja plastike i tako se među njima formiraju procjepi odnosno pore (vidi slike 1 i 2). Plastika posjeduje elektrostatički naboj, a posjeduju ga i molekuli proteina kapsida virusa (proteini su jako kompleksni molekuli koji se sastoje od više stotina do više hiljada aminokiselina od kojih su mnoge polarne tj. imaju električni naboj), zbog čega virusne čestice bivaju privučene plastičnim vlaknima i „lijepe“ se za njih.

Osim toga, čestice virusa su toliko male, da na njihovo kretanje utiče haotično toplotno kretanje molekula vazduha u njihovoj okolini. Ko je čitao tekst o toploti i beskontaktnim toplomjerima koji sam nedavno pisao, sjetiće se da se atomi i molekuli gasa haotično kreću u svim pravcima i da njihova brzina zavisi od temperature gasa. Prilikom tog kretanja oni se sudaraju i odbijaju jedni od drugih, a isto tako djeluju i na virusne čestice, mijenjajući im pravac kretanja. Zbog ovog haotičnog kretanja, prolazeći kroz „šumu“ plastičnih vlakana, najveća većina virusnih čestica prije ili kasnije naleti na neko vlakno gdje ih elektrostatički naboj uhvati i zadrži.

Ovo najbolje možete zamisliti ako se prisjetite osnovne škole i trenutka kad zazvoni zvono za završetak petog ili šestog časa. Odjednom čitavo more đaka pokulja iz učionica puneći hodnike i hol škole. Đaci ovdje predstavljaju molekule gasova vazduha (azot, kiseonik, ugljen dioksid...). Njihovo kretanje je potpuno haotično, oni trče na sve strane, sudaraju se, odbijaju jedni od drugih. Zamislite usred tog haosa, roditelja koji se vraća sa roditeljskog sastanka i koji pokušava da izađe iz škole, on predstavlja česticu SARS-CoV-2. Nošen strujom đaka, on se polako kreće holom škole ka izlazu, ali ne pravolinijski, jer ga haotično kretanje đaka stalno gura lijevo-desno pa mu je i putanja u cik-cak. Ipak, najveća razlika u odnosu na realnu školu je to što je hol dugačak izmedu tri i deset kilometara (SARS-CoV-2 u prosjeku ima prečnik od 120 nm, dok je prosječna debljina filterskog dijela hirurške maske oko 0,3 mm, a N95 maske oko 1 mm tj. 300 000 do 1 000 000 nm) i cijelom dužinom je, na svakih par metara ispresjecan stubovima i prečkama (to su vlakna filterskog dijela maske). Ako naš roditelj u ovom haosu dotakne makar jedan stub, ostaje zaglavljen jer su stubovi ljepljivi (vlakna filtera su, kao što smo ranije rekli, naelektrisana pa privlače proteine virusa koji takođe posjeduju električni naboj). Kad se ovo uzme u obzir, veoma mali broj roditelja SARS-CoV-2 će uspjeti da izađe iz škole. Maske sa oznakom N95 uspješno filtriraju minimum 95 odsto čestica manjih od 300 nm. Međutim, realna efikasnost maski da zaustave prolazak virusa SARS-CoV-2 je zapravo mnogo veća jer se, kao što smo ranije rekli, zanemarljivo mali broj virusa kreće vazduhom kao slobodne čestice, već su gotovo svi uklopljeni u krupnije čestice aerosola koje vlakna maske još lakše zadržavaju.

Efikasnost maski da zaustave širenje virusa dakle nije upitna. Međutim, u ovo vrijeme sveznalica sa Google i Youtube diplomama, počele su da se pojavljuju tvrdnje kako maske guše, kako ne dozvoljavaju prolazak kiseonika do pluća, kako blokiraju eliminisanje ugljen dioksida i slično. U suštini, čovjek 21. vijeka je užasno razmažen, sebičan, navikao da sve može dobiti pritiskom na dugme i nije spreman da podnese ni minimalnu neprijatnost kao što je nošenje maske. Maske jesu neprijatne, smetaju na licu, žuljaju uši, otežavaju komunikaciju, ali su u ovo pandemijsko vrijeme apsolutno neophodne. Pritom, ako se pravilo koriste, ne predstavljaju nikakvu opasnost po zdravlje.

Tvrdnje da maske izazivaju gušenje jer sprečavaju prolazak kiseonika do pluća i eliminaciju ugljen dioksida su potpuna budalaština, budući da su molekuli kiseonika i ugljen dioksida više stotina puta manji od čestica virusa SARS-CoV-2 (molekul kiseonika ima prečnik od 0,299 nm, a ugljen dioksida 0,334 nm). Interesantno je da „stručnjaci“ koji tvrde da maske ne dozvoljavaju razmjenu gasova su obično isti oni koji kažu da maske uopšte ne štite i ne mogu zaustaviti udisanje virusa SARS-CoV-2.

Da ne ispadne da sam neobjektivan, nepobitna je činjenica da su maske neprijatne za nošenje i da smo svi srećniji kad ih ne moramo nositi. Međutim, neprijatnost zbog nošenja maske nije posljedica poremećaja u razmjeni gasova, već nastaje zbog promjene mikroklime u vazdušnom prostoru između maske i lica. Temperatura kože ispod maske je viša nego temperatura nepokrivene kože, a vlažnost vazduha ispod maske je povišena zbog toga što se molekuli vode koje izdišemo kondenzuju i zadržavaju na vlaknima maske. Iako je molekul vode sićušan (0,275 nm), vodena para teže prolazi kroz masku, jer se molekuli vode zbog svoje polarnosti vezuju vodoničnim vezama i grupišu u veće kapljice (kondenzuju) i tako teže prolaze kroz pore maske. Zbog toga je disanje pod maskom neprijatno kao disanje u vrućim i vlažnim tropskim krajevima, iako nivo kiseonika u udahnutom vazduhu nimalo nije snižen.

Drugi značajni faktor koji nošenje maske čini neprijatnim je povećan respiratorni napor. Ovo je primjetno gotovo isključivo kod nošenja N95 maske koja čvrsto naliježe na lice. Maska pruža otpor kretanju vazduha pa se respiratorni rad blago povećava tokom mirovanja, a značajnije tokom intenzivnije fizičke aktivnosti. Ipak, to nikad nije toliko izraženo da može ugroziti disanje zdrave osobe. Jedina prava kontraindikacija za nošenje maske jeste oboljenje disajnih puteva koje i sâmo povećava respiratorni napor, kao što je teška upala pluća, astmatski napad, ili pogoršanje hronične opstruktivne bolesti pluća. Takvim, već ugroženim pacijentima, koji zahtijevaju terapiju kiseonikom nikako se ne smije staviti maska.

Jedan veliki medicinski eksperiment koji se tiče bezbjednosti zaštitnih maski traje već više od sto godina. Milioni ljekara, hirurga i anesteziologa kao i medicinskih sestara (hirurških i anestezioloških) već čitav vijek, po više sati dnevno nose zaštitne maske u operacionim salama. To je toliko veliki uzorak populacije da bi se, u slučaju da su maske zaista opasne po zdravlje, to odavno primjetilo. Da su maske tako ubitačne kao što tvrde antimaskeri (podgrupa kovidiota naročito posvećena borbi protiv nošenja maski) karijera hirurga ne bi trajala duže od nekoliko mjeseci ili godina, umirali bi kao muve. A to, kao što svi znamo, nije tako.

Zato, ne brinite, maske su i efikasne i bezbjedne ako se pravilno koriste, a kako ih treba koristiti i šta treba izbjegavati vidjećemo u sledećem tekstu

---