Även om det har varit allmänt känt att att bära en ansiktsmask kommer att bidra till att mildra spridningen av covid-19 i samhället, mindre är känt om den specifika effektiviteten av masker för att minska virusbelastningen i andningsvägarna hos dem som bär dem.

I Vätskors fysik , forskare från University of Massachusetts Lowell och California Baptist University undersökte effekten av att bära en trelagers kirurgisk mask på inandningsluftflöden och maskens effekter på inandning och avsättning av omgivande partiklar i de övre luftvägarna.

"Det är naturligt att tänka att bära en mask, oavsett nytt eller gammalt, ska alltid vara bättre än ingenting. Våra resultat visar att denna övertygelse endast gäller för partiklar större än 5 mikrometer, men inte för fina partiklar mindre än 2,5 mikrometer, " sa författaren Jinxiang Xi.

Forskarna fann att det kan vara värre att bära en mask med låg (mindre än 30 %) filtreringseffektivitet än utan.

De utvecklade en beräkningsmodell för ansiktsmasker med hjälp av en fysiologiskt realistisk modell av en person som bär en kirurgisk mask med veck och sedan använda numeriska metoder för att spåra partiklarna genom masken. De undersökte beteendet och öden för aerosoler som passerade genom masken, i ansiktet, in i luftvägarna, och, så småningom, där de lägger sig i näsan, svalg, eller djup lunga.

Modellen visade att en mask ändrar luftflödet runt ansiktet, så att istället för att luft kommer in i munnen och näsan genom specifika vägar, luft kommer in i munnen och näsan genom hela maskytan men med lägre hastigheter.

Den lägre hastigheten nära ansiktet gynnar inandning av aerosoler i näsan, så även om masker filtrerar bort ett visst antal partiklar, fler partiklar som slipper maskfiltrering kan komma in i andningsvägarna.

De fann att filtreringseffektiviteten för den treskiktiga kirurgiska masken kan variera från 65 %, om ny, till 25 %, när det används, så att bära en 65 % mask på rätt sätt ger bra skydd, men att bära en 25 % filtreringsmask kan vara värre än att inte bära en alls.

"Vi hoppas att folkhälsomyndigheterna stärker de nuvarande förebyggande åtgärderna för att stoppa överföringen av covid-19, som att välja en mer effektiv mask, att bära den ordentligt för bästa skydd, och undvik att använda en överdrivet använd eller utgången kirurgisk mask, sa Xi.

Forskarna fann att vecken på en kirurgisk ansiktsmask avsevärt påverkar luftflödesmönster, föreslår att maskens form också bör betraktas som en viktig faktor vid uppskattning av maskskyddets effektivitet och utformning av nya masker. Xi sa att de kommer att ytterligare studera effekterna av maskformer på mänskliga luftvägsskyddseffektivitet.