ForscherInnen der Johannes Kepler Universität Linz entwickelten eine Methode um die Wirkung der MNS-Masken zu überprüfen. Ein einfaches und preiswertes Aerosol-Penetrometer zur Filterprüfung mit einer elektronischen Zigarette.
Wirkt sie oder wirkt sie nicht?
Ob das Tragen einer Maske tatsächlich Schutz vor Infektionen bietet, konnte bislang mit einem speziellen Messgerät überprüft werden. ForscherInnen der Johannes Kepler Universität Linz haben nun eine Methode entwickelt, mit der sich die Wirkung von MNS-Masken ebenso akkurat überprüfen lässt – und das auf eine viel simplere und kostengünstigere Weise.
In der jetzigen Zeit ist es besonders für das Gesundheitspersonal und andere systemrelevante MitarbeiterInnen essentiell zu wissen, ob MNS-Masken angemessen Schutz bieten. Dies kann durch einen Penetrometer überprüft werden, welches die Durchlässigkeit für Aerosole misst. Dafür werden in dem Messgerät Aerosoltröpfchen von öligen Flüssigkeiten erzeugt und der Prozentsatz jener Tröpfchen gemessen, der die Maske passieren kann. Der Haken an solch einem Penetrometer ist sowohl der Preis als auch die Erhältlichkeit.
Aus diesem Grund haben ForscherInnen der JKU vom Institut Medizin- und Biomechatronik und dem Kepler Universitätsklinikum im Rahmen eines EU-Projekts mit ihren Kooperationspartnern eine einfache und kostengünstige Methode entwickelt. Sie ist praktisch jedem zugänglich, da zur Erzeugung des Prüfaerosols eine handelsübliche E-Zigarette verwendet wird.
Die Tröpfchen, die E-Zigaretten herstellen, sind nämlich mit einem Durchmesser von 300 Nanometern genau so groß, dass sie möglichst gut durch Filter und andere Barrieren durchgehen. Gemessen wird die Menge an Aerosoltröpfchen, die durch eine Probe des zu untersuchenden Filtermaterials gelangen. Diese Messung kann entweder mit einer Feinwaage oder mit einem Lichtstreuungsdetektor durchgeführt werden. Lichtstreuungsdetektoren können aus einfachen und kostengünstigen elektronischen Komponenten gebaut werden. Auf die Idee für die Verwendung eines Lichtstreuungsdetektors kam den ForscherInnen, da an der JKU ein solcher Detektor als Erstsemester-Praktikumsprojekt für die Harnanalyse von einem JKU Studierenden des Medical Engineering Studiengangs entwickelt und gebaut wurde. Irgendwann kam dann die Idee: Mit diesem Detektor könnte man doch auch Aerosoltröpfchen in der Luft zählen.
Und wie zuverlässig ist die neue Methoden nun?
„Wir haben zahlreiche Masken getestet – von FFP3-Masken bis zu einfachen Baumwoll- oder Kunstfasertüchern“ – erklären die ForscherInnen. „Das deckt eine enorme Bandbreite ab mit Durchlässigkeiten von 1-60%, wobei Baumwolle im Gegensatz zu vielen Kunstfasern eigentlich recht gut schützt “ ergänzt Prof. Werner Baumgartner.
Das Wichtigste aber: Die JKU Methode liefert Ergebnisse, die denen hochpreisiger High-End-Penetrometer entspricht.
„Damit geben unsere Ansätze dem medizinischen Personal die Möglichkeit, selbst rasch zu überprüfen, ob eine Maskenlieferung den Anforderungen entspricht. Zudem kann man die Effizienz auch über die Zeit auf eventuelle Veränderungen testen. So konnte festgestellt werden, dass manche Masken mit der Tragezeit sehr schnell schlechter werden, andere halten deutlich länger. “ – Prof. Werner Baumgartner, Institutsvorstand.
„Der Mund-Nasen-Schutz wird uns als vorbeugende Maßnahme noch längere Zeit begleiten, daher ist es enorm bedeutsam, die Wirksamkeit zuverlässig und schnell durch vor Ort entwickelte Testsysteme überprüfen zu können. Die erfolgreiche Forschungsarbeit von Prof. Baumgartner und seinem Team zeigt beispielhaft, welches Potenzial in der Zusammenarbeit von Medizin und Mechatronik liegt. “ – Bernd Lamprecht, Vorstand der Klinik für Lungenheilkunde am Kepler Universitätsklinikum.
Mehrere Beispiele über die Verwendung von fehlerhaften Masken und die daraus resultierenden Gesundheitsrisiken zeigen, dass einfache, schnelle, preiswerte und breit verfügbare Methoden zur Filtercharakterisierung enorm nützlich sein können, auch wenn die Corona-Pandemie irgendwann kein Thema mehr sein sollte.
Um mehr über diese neue Methode zu erfahren, können Sie sich den in Begutachtung befindenden Preprint dazu durchlesen: https://www.preprints.org/manuscript/202012.0486/v1
Rückfragen:
Univ.-Prof. DI Dr. Werner Baumgartner
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(LB)
Quelle: Johannes Kepler Universität Linz
Foto: © markus winkler/ unsplash.com
Foto: © JKU
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