Neue Studie aus Japan: So effektiv schützen Masken vor Corona

  • Immer wieder wird die Wirksamkeit von Mund-Nasen-Masken beim Kampf gegen die Corona-Epidemie in Zweifel gezogen.
  • Eine neue Studie von Wissenschaftlern der Universität Tokio hat jetzt bestätigt: zu Unrecht.
  • Gesichtsmasken, so das Ergebnis der Untersuchungen, reduzieren die Virusbelastung eines Gegenübers um bis zu 70 Prozent.
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Ob Stoffmaske oder chirurgische Maske: Das Tragen eines Mund-Nasen-Schutzes verhindert beim Gegenüber die Belastung mit dem Coronavirus um 70 Prozent. Das haben Forscher der Universität Tokio nach eigenen Angaben in einer neuen Studie nachgewiesen. Danach sei sowohl der Schutz Dritter wie auch die geringere Übertragung des Sars-CoV-2-Virus durch Atemluft durch die Maske nachgewiesen, so das Team um Yoshihiro Kawaoka und Hiroshi Ueki vom Institut für Medizinische Wissenschaft der Universität Tokio.

Die Forscher schildern in ihrer Studie, dass sie einen Simulator entwickelten, der die Übertragung infektiöser Coronaviren durch Tröpfchen beziehungsweise Aerosole nachstellte, die durch menschliche Atmung und Husten freigesetzt wurden. Damit ließen sich dann die unterschiedlichen Schutzfähigkeiten der Gesichtsmasken gegenüber dem Virus feststellen, so die Forscher.

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Eigenschutz oder Fremdschutz – Welche Maske wirkt wie?
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Welche Masken gibt es, wen schützen sie und was sollte man beim Tragen von selbstgenähten Masken beachten?  © RND
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Masken schützen besser, wenn sie von Infizierten getragen werden

„Unsere Forschungen haben ergeben, dass sowohl Baumwollmasken wie auch chirurgische Masken und N95-Masken (N95-Masken sind nach dem N95-Standard des US-Instituts NIOSH benannt, den sie erfüllen, Red.) vor der Übertragung des Sars-CoV-2-Virus durch Tröpfcheninfektion oder Aerosole schützen. Die Effizienz des Schutzes war dabei höher, wenn die Maske von einem Virusverteiler getragen wurde“, heißt es in der Studie.

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Mit dieser Apparatur konnte das japanische Forscherteam den Schutzfaktor unterschiedlicher Masken gegen das Coronavirus in verschiedenen Situationen nachweisen. © Quelle: Tokio University/Ueki et al.


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Weiter führen die Forscher um Kawaoka und Ueki aus: „Es ist allerdings wichtig festzustellen, dass die medizinischen Masken (chirurgische und N95-Masken) nicht in der Lage waren, eine Übertragung gänzlich zu blockieren – auch nicht, wenn sie absolut luftdicht saßen. Unsere Daten sollen medizinischem Personal dabei helfen, die richtige Handhabung und Schutzfunktion der Masken besser zu verstehen, um so feststellen zu können, ob sie zusätzliche Ausstattung brauchen, um sich vor infizierten Patienten zu schützen.“

Effizienz zwischen 17 und 79 Prozent

Die jeweilige Effizienz der unterschiedlichen Masken bei der Virusabwehr betrug rund 17 Prozent bei Stoffmasken, bei einer chirurgischen Maske zirka 47 Prozent – und die perfekt angepasste N95-Maske erzielte 79 Prozent. Trug sie hingegen der Virusverteiler, lag der Grad des Virusschutzes bei allen drei Masken bei etwa 70 Prozent.

Die Wissenschaftler betonen, dass ein 100-prozentiger Schutz durch Masken nicht gewährleistet sein könne. Es komme aber gerade bei den professionellen Masken sehr darauf an, sie richtig zu tragen, um den höchstmöglichen Schutz zu gewährleisten. Nach Angaben der Autoren Kawaoka und Ueki ist ihre Studie die erste, die Effizienz von Schutzmasken gegenüber dem Coronavirus untersucht habe.

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Richtiger Umgang mit einem Mund-Nasen-Schutz
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Es gibt viele Möglichkeiten für eine Mund-Nasen-Bedeckung, jedoch spielt neben dem Tragen auch der richtige Umgang eine wichtige Rolle.  © RND

Alltagsmasken haben eine Filterwirkung

Auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat sich in einem Gemeinschaftsprojekt der Effizienz von sogenannten Alltagsmasken aus Stoff gewidmet. Das Ergebnis der Experimente mehrerer DLR-Institute zeige den positiven Beitrag von Alltagsmasken zum Schutz vor Infektionen, heißt es in der Zusammenfassung des DLR. „Die Versuche zeigen deutlich den positiven Effekt von Alltagsmasken und das, obwohl kleine Aerosole den Stoff durchdringen können", sagte Versuchsleiter Andreas Schröder vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Zwar passierten kleine Aerosole beinahe ungehindert die Maschen der Versuchsmasken, so die Untersuchung. Allerdings hätten sie dennoch einen Schutz-Effekt.

„Die Thermik, hervorgerufen durch die Körperwärme, lässt mögliche infektiöse Partikel, die durch die Maskenwirkung bei ruhiger Raumluft in Körpernähe bleiben, in Richtung Raumdecke schweben, wo sie der Luftströmung folgen und sich langsam im Raum verteilen."

Aerosole werden verdünnt

Dadurch werden bei längeren Wegen durch den Raum und durch die begleitende turbulente Durchmischung mit der Raumluft die Aerosole weiter verdünnt. „Die lokale Konzentration der möglichen infektiösen Aerosole im Raum sinkt durch die Masken insbesondere gegenüber Personen, die sich in der Nähe aufhalten“, so das DLR.

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Versuch mit futuristischer Anmutung: Für den Ver­suchsauf­bau wur­de ein 12 m³ großer Ex­pe­ri­men­tier­raum mit Sei­fen­bla­sen ge­flu­tet, die so klein sind wie Zucker­kör­ner. © Quelle: DLR

Seifenbläschen von der Größe eines Zuckerkorns

Die Methodik der Experimente stammt aus der Luft- und Raumfahrttechnik. Mit dem messverfahren wird gemeinhin Strömungsverhalten von Flugobjekten getestet. Die Experimente wurden mittels winziger Seifenblasen umgesetzt, mit denen ein geschlossener Versuchsraum geflutet wurde. „Durch ihre Helium-Luft-Füllung“, so das DLR, " schweben diese Bläschen längere Zeit in der Luft und folgen dem komplexen Strömungsfeld des Raumes". In dem Raum saß eine Testpuppe mit einer künstlichen Lunge. Hochauflösende Streamingkameras hielten die Bewegungen fest. Die Verteilung der Luft und der symbolisierten Aerosole wurde mit einem speziellen, vom DLR entwickelten Verfahren rekonstruiert und visualisiert.

In einem späteren Verlauf der Untersuchungen wollen die Wissenschaftler die Infektiösität der Aerosole und deren Bewegung im Raum weiter erforschen. Neue Resultate des DLR-Projekts „Aeromask“ sollen im Frühjahr 2021 vorliegen.




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