Eficiência de filtragem de máscaras faciais médicas e comunitárias usando bioaerossóis virais e bacterianos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 7115 (2023) Citar este artigo

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As máscaras faciais são frequentemente recomendadas em ambientes comunitários para prevenir a transmissão aérea de vírus ou bactérias respiratórias. Nosso primeiro objetivo foi desenvolver uma bancada experimental para avaliar a eficiência de filtração viral (VFE) de uma máscara com metodologia semelhante à medição normativa de eficiência de filtração bacteriana (BFE) usada para determinar o desempenho de filtração de máscaras médicas. Então, usando três categorias de máscaras de qualidade de filtração crescente (dois tipos de máscaras comunitárias e um tipo de máscara médica), os desempenhos de filtração medidos variaram de 61,4 a 98,8% de BFE e de 65,5 a 99,2% de VFE. Uma forte correlação (r = 0,983) entre a eficiência de filtração bacteriana e viral foi observada para todos os tipos de máscaras e para o mesmo tamanho de gotículas na faixa de 2–3 µm. Este resultado confirma a relevância da norma EN14189:2019 utilizando bioaerossóis bacterianos para avaliar a filtração da máscara, para também extrapolar o desempenho da máscara, qualquer que seja a sua qualidade de filtração contra bioaerossóis virais. Na verdade, parece que a eficiência de filtração das máscaras (para tamanhos de gotículas micrométricas e baixos tempos de exposição ao bioaerossol) depende principalmente do tamanho da gotícula transportada pelo ar, e não do tamanho do agente infeccioso contido nessa gotícula.

A transmissão de partículas de aerossol é uma das principais formas de transmissão de agentes infecciosos respiratórios. É definida como a passagem de microrganismos patogênicos (bactérias ou vírus) de uma fonte para uma pessoa a partir de aerossóis infecciosos liberados durante eventos expiratórios geradores de aerossóis, como respirar, tossir, falar, cantar e espirrar1. Por exemplo, um único espirro pode libertar até 40.000 partículas de aerossol2. Do ponto de vista físico, o termo aerossol” corresponde a uma mistura heterogénea de partículas transportadas pelo ar, sólidas ou líquidas, suspensas num gás e com uma velocidade de sedimentação relativamente baixa3 (isto é, tipicamente partículas transportadas pelo ar com um diâmetro aerodinâmico inferior a 100 µm). No entanto, na literatura médica há décadas, é frequentemente encontrada uma distinção, que parece arbitrária (e enganosa para um cientista de aerossóis), entre partículas “transportadas pelo ar” menores que 5 µm de diâmetro e “gotículas” maiores que 5 µm de diâmetro3. Esta confusão, que emana da linguagem médica tradicional, tem por vezes criado distinções terminológicas cientificamente infundadas entre a chamada transmissão “aérea” e “gotícula”. Com efeito, se as pessoas podem inalar partículas de aerossol (de tamanho variável no espaço e no tempo porque são sempre fenómenos dinâmicos e transitórios), constituídas principalmente por gotículas contendo agentes patogénicos (de secreções corporais e excretas), respiramos sempre partículas líquidas transportadas pelo ar, qualquer que seja o seu tamanho4.

Portanto, em termos físicos, a transmissão de patógenos respiratórios é feita em ambos os casos (transmissão “aérea” e “gotículas”) por tamanhos variados de partículas de aerossol5. Em outras palavras, quer a transmissão do patógeno seja chamada de “transmissão aérea” ou “gotícula”, ela só pode ocorrer por aerossol em todos os casos. No entanto, é verdade que o modo de transmissão e as medidas de controlo podem variar de acordo com as características físicas das partículas de aerossol (incluindo a mudança do seu diâmetro aerodinâmico no espaço e no tempo). Por um lado, se um agente patogénico infeccioso se espalha principalmente através da rápida sedimentação de partículas de aerossóis respiratórios denominadas “gotículas”, as principais medidas de controlo da transmissão consistem na redução do contacto direto, do distanciamento físico ou do uso de máscaras faciais. Por outro lado, o caso de um patógeno infeccioso cuja transmissão é principalmente chamada de “aerotransportada” requer medidas de precaução como ventilação do ambiente, filtragem do ar ou atenção à qualidade e ajuste da máscara facial sempre que estiver em ambientes fechados.

Além disso, é bem reconhecido que a prevenção da infecção por agentes patogénicos transmitidos pelo ar (por exemplo, gripe, tuberculose, sarampo ou coronavírus) pode ser facilitada através da utilização de coberturas bucais3. Portanto, o uso de máscara facial é atualmente recomendado para prevenir a transmissão de doenças respiratórias ao pessoal médico, aos pacientes contagiosos e, em alguns casos, à população em geral. Obviamente, qualquer máscara é melhor do que nenhuma máscara, especialmente no que diz respeito à proteção dos outros. O uso de uma máscara retém uma proporção relativamente grande das gotículas virais emitidas pelo usuário da máscara, proporcionando assim um alto grau de proteção contra a emissão de bioaerossol. Embora as máscaras sejam projetadas para reter principalmente partículas de aerossol do tamanho de um micrômetro carregadas de patógenos quando exaladas, elas também provavelmente fornecem algum grau de autoproteção durante a inalação (geralmente muito menos devido ao encolhimento das partículas de aerossol líquido entre a expiração e a inalação). Considerando tudo isso, as máscaras faciais contribuem significativamente para diminuir o risco de infecção para as pessoas nas proximidades e também podem reduzir o risco de infecção para o usuário da máscara, especialmente se o patógeno for transmitido por partículas maiores de aerossol. Por exemplo, o entendimento no século XIX sobre o contágio da tuberculose causada pelo patógeno Mycobacterium tuberculosis ajudou a limitar a sua propagação ao desenvolver a primeira máscara que cobria o nariz e a boca6,7. Foi bem demonstrado que as máscaras faciais usadas por pacientes infectados com tuberculose podem reduzir significativamente as taxas de transmissão para pacientes não infectados8.