概要

布マスクは、呼吸器感染症から着用者を保護するために、医療や地域社会の環境で使用されてきた。コロナウイルス病（COVID-19）パンデミック時の布マスクの使用については、議論の余地がある。

布マスクのろ過効果は一般的に医療用マスクや人工呼吸器よりも低いが、うまく設計され、正しく使用されていれば、布マスクはある程度の保護を提供することができる。

顔の周りにフィットするように設計された多層布マスクは、糸の数が多く、織りが細かい防水布でできており、それなりの保護効果があるかもしれない。

布マスクのデザインが医療用マスクやN95マスクと同等の効果があることが証明されるまでは、医療従事者に布マスクの着用を義務付けるべきではない。

しかし、コミュニティの環境では、布マスクは、病人や無症状の感染者によるコミュニティ感染の拡大を防ぐために使用される可能性があり、その正しい使用方法について一般の人々に教育されるべきである。

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コロナウイルス病（COVID-19）のパンデミックの結果、医療用マスクと人工呼吸器の供給は世界的に限られている。医療用・外科用マスクと呼吸器は、呼吸器感染症やその他の感染症からの保護として一般的に使用されている。この2つの製品の主な違いは、用途である。医療用マスクは、飛沫感染や血液や体液の飛沫・飛沫から保護するために、医療・地域社会の両方の環境で使用されている。また、病人や無症状の人からの感染拡大を防ぐためにも使用される（感染源対策とも呼ばれる）。呼吸器は顔の周りに装着し、呼吸器の保護のために設計されており、主に医療現場で使用されている。

医療従事者は、使い捨て製品の再利用や使用の延長、呼吸器の滅菌、あるいは布製やその他の自家製マスクの着用に頼らなければならないかどうかについて、熱い議論が交わされている(1,2)。歴史的に、布製のマスクは、様々な呼吸器感染症から医療従事者や一般市民を保護するために使用されていた(3)。しかし、布製マスクの研究のほとんどは、医療用マスクが開発される前の20世紀前半に、生体内で行われてった。我々の知る限りでは、布マスクの有効性を決定するために実施された無作為化比較試験は1件のみである(4)。この記事では、呼吸器感染症予防のための布製マスクの使用に関するエビデンスについて議論し、第一線で働く医療従事者と一般市民を守るための洗浄と除染の戦略を提案する。

布マスクの歴史的使用

20世紀初頭のアメリカの病院では、様々な種類の布製マスク（綿、ガーゼなどの布製）が使用されていた。ガーゼを2～3層に重ねたマスクを使用した医療従事者の呼吸器感染症の発生率は低かった(5)。また、ジフテリアや猩紅熱から医療従事者を守るために布製のマスクが使用されていた。1918年のスペインでのインフルエンザ大パンデミック時には、医療従事者や一般の人々に、綿を何層にも重ねたマスクが広く使われていた。ガーゼマスクは、1920-1921年の第2次満州ペストパンデミック時や1924年のロサンゼルスでのペストパンデミック時に使用されたが、マスクを着用した医療従事者の感染率は低かった(6)。1930年代か et al 1940年代にかけては、医療従事者が結核から身を守るためにガーゼや布製のマスクも使用されていた(7)。使い捨ての医療用マスクが開発された20世紀半ばには、布製マスクの使用は減少したが、アジアの多くの国では布製マスクの使用が今でも普及している。中国での重症急性呼吸器症候群の発生時には、綿マスクが医療従事者や一般市民に広く使用され、観察研究でその効果が確認された(8)。

布マスクの効果に関する研究

2015年にベトナムの医療従事者を対象に、布製マスクの有効性を医療用マスク群と対照群（標準的な実践）とで比較する無作為化比較試験を実施した（4）。感染率は、医療用マスク群と対照群よりも布マスク群の方が一貫して高かった。このことは、布製マスクを着用している人の方が感染リスクが高いことを示唆している。試験に使用したマスクは、地元で製造された二重構造の綿マスクであった。参加者には、4週間の試験期間中に5枚の布マスクが与えられ、毎日石鹸と水でマスクを洗うように求められた(4)。性能が悪かったのは、マスクの洗浄頻度が低かったか、マスクが湿って汚れてしまったためではないかと考えられる。対照群の一部の参加者は医療用マスクと布マスクを使用していたが、医療用マスクを使用した参加者全員（対照群と医療用マスク群）と布マスクのみを使用した参加者全員（対照群と布マスク群）を比較したポストホック分析では、布マスクの性能の悪さが残存していた(4)。

また、19件の研究をレビューして、布マスクのろ過能力を調べた(3)。その結果、布マスクの濾過効果は一般的に医療用マスクや人工呼吸器に比べて低いことがわかった。布マスクの濾過効果は大きく異なり、材質によっては他のものよりも濾過効果が高いものもある(9-11)。布マスクの濾過効果は、糸の数、層の数、生地の種類、耐水性など多くの要因に依存する(3)。ある研究では、医療用マスクといくつかの家庭用素材を用いて、細菌やウイルスのエアロゾルを遮断する能力をテストした。参加者はさまざまな材料でマスクを作ったが、テストしたすべてのマスクは、医療用マスクよりは少ないものの、微生物エアロゾルの課題をある程度ブロックする能力を示した(11)。別の研究では、手作りの布製マスクも、医療用マスクや人工呼吸器よりは少ないものの、エアロゾル曝露を減らす可能性があることがわかった(12)。綿とタオルで作られたマスクは、ガーゼで作られたマスクよりも優れた保護を提供する。布製のマスクは顔の周りにフィットするように設計されていないことが多いが、素材によっては顔にぴったりとフィットするものもある。ある研究では、マスクの周りにナイロン製のストッキングを使用すると、ろ過が改善されることがわかった（A.V. Muellerら、未発表データ、https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.17.20069567v2.full.pdfExternal リンク）。ウェットマスクの濾過効果はドライマスクよりも低いと報告されている(3)。

布マスク使用に関する方針とガイドライン

アジアの多くの国で布製マスクが一般的に使用されているにもかかわらず、既存の感染管理ガイドラインでは布製マスクの使用については言及されていない(13)。しかし、これまでの感染管理ガイドラインの中には、医療用マスクや人工呼吸器が使用できない場合の布製マスクの使用について言及しているものもある。例えば、米国疾病対策予防センター（CDC）と世界保健機関（WHO）は1998年に作成した感染制御ガイドラインにおいて、アフリカの低資源医療環境において、呼吸器や医療用マスクが利用できない場合に、ウイルス性出血熱からの保護のために綿のマスクを使用することを推奨している（14）。同様に、WHOは2009年のインフルエンザA（H1N1）パンデミックの際にも、着用者を感染から守るために布製のマスクを使用するという選択肢を検討した(15)。2006年には、米国医学研究所（National Academy of Sciences）が、インフルエンザパンデミック時のマスクの再利用性についての報告書を作成した(16)。その中で、パンデミック時のマスク需要が高いことから、布製マスクの使用を勧めることを躊躇していた(16)。最近のCOVID-19パンデミック時のマスク不足の結果、CDCはマスクの供給を最適化するための戦略を策定し、医療用マスクが入手できない場合には自家製の布製マスクの使用を推奨した(1)。しかし、布製マスクの洗浄および除染については、標準的な石鹸を用いた温水洗浄で十分であるが、ガイダンスは提供されていない。

COVID-19 パンデミック時に着用者を保護し、感染拡大を防ぐために布製マスクを使用する際に考慮すべき事項

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の主な感染経路は、呼吸器飛沫の吸入と密接な接触であると考えられているため、WHOは日常診療時には医療用マスクを着用し、エアゾール生成手順やその他のリスクの高い状況では人工呼吸器を使用することを推奨している（17）。しかし、SARS-COV-2は新しい病原体であり、空気感染の可能性を示す証拠が増えている(18-21)。飛沫感染から着用者を保護するためにマスクを着用することが推奨されているが、飛沫は一般的に1～2mの短い距離しか移動しないという仮定に基づいている。しかしながら、飛沫の水平距離に関する10の研究のうち、8つの研究では、飛沫は2m以上、場合によっては≈8m移動することが示されている(22)。最近の研究では、SARS-CoV-2は4mまで感染する可能性があることも示されている(18)。したがって、理想的には、すべての最前線の医療従事者が呼吸器を使用するべきである。しかし、COVID-19パンデミックでは個人用保護具の需要が増加しており、以前のパンデミックでも人工呼吸器の不足が報告されている(23-26)。人工呼吸器が入手できない場合、医療従事者は医療用マスクを使用することができるが、そうするとリスクが高まる可能性がある(2)。CDCと欧州疾病予防管理センターは当初、すべての医療従事者が呼吸器を使用することを推奨していたが、不足していたため、その後、リスクの高い状況でのみ呼吸器を使用することを推奨している(27,28)。また、一部の国では、再使用のために呼吸マスクの滅菌と除染を推奨しているが、これらの実践をサポートする証拠は限られており(29)、低・中所得国では実現できない可能性がある。

パンデミック時には、布マスクが唯一の選択肢かもしれないが、医療用マスクや人工呼吸器が利用できない場合には、最後の手段として使用すべきである(3)。医療従事者に布マスクの使用を義務付けるべきではないが、他に選択肢がない場合は布マスクの使用を選択する人もいるだろう(30)。保護は、適切なマスクの使用だけでなく、防水性、濾過性、フィット感のためのマスクの布地やデザインの選択によっても影響を受ける。現在の証拠は、耐水性のある生地、糸の数が多く、織りが細かい多層マスクの方が、より保護効果が高い可能性を示唆している(3,10)。いくつかの研究では、ろ過について調べられているが、フィット感や耐水性について調べた研究はほとんどない。外科用マスクは通常、耐液性について評価されており、布製マスクもそうであるべきである。マスクは、最大160 mm Hgの圧力で流れる流体の流れがマスクを通り抜けて口の中に染み出すのを防ぐことができなければならない。マスクの側面に隙間があると、空気はマスクからではなく隙間から流れてしまう。

布マスクは、短時間で大量に作ることができる。それらは様々な技術で除染された後、再利用することができ、理想的には石鹸でお湯で洗浄する。他の方法または製品は、漂白剤、イソプロピルアルコールまたは過酸化水素の使用；オートクレーブまたはマイクロウェーブ；および紫外線照射または乾燥熱の適用を含む（16）。使い捨ての医療用マスクや人工呼吸器とは異なり、布製マスクの材質は標準的な除染手順で劣化する可能性は低い。しかし、病院では使用済みマスクの洗浄と除染の負担が増える。医療従事者が自分で除染を行うと、マスクの洗浄が十分に行われず、自己汚染の危険性がある(31)。

一般市民が布製のマスクを使用することで、地域社会での感染拡大を防ぐことができる。地域社会の環境では、マスクは2つの方法で使用される可能性がある。第一に、感染拡大を防ぐために病人が使用することができ（感染源管理）、ほとんどの保健機関（WHOとCDCを含む）がそのような使用を推奨している。実際、布マスクのコミュニティ使用に関する最近のCDCの方針変更(1)も、無症候性または無症候性の人からの感染リスクの高さに基づいている(32)。いくつかの研究によると、COVID-19を持つ人の約25%～50%は軽症か無症状であり、他の人に感染する可能性があるとされている。そのため、感染が多い地域では、感染源のコントロールとしてマスクを使用することで、無症状、無症候性、前症候性、または軽症の感染者からの感染拡大を防ぐことができる。医療従事者のために医療用マスクが優先される場合、一般市民は布製のマスクを代替品として使用することができる。第二に、マスクは健康な人が呼吸器感染症に感染するのを防ぐために使用される可能性がある；いくつかの無作為化比較試験では、手指衛生の実施の有無にかかわらず、閉鎖されたコミュニティ環境でマスクが有効であることが示されている(33)。さらに、広汎なパンデミックでは、コミュニティ内で無症状の人と健康な人を見分けることは非常に困難であるため、少なくとも感染率の高い地域では、普遍的なマスクの使用が有益であるかもしれない。布製のマスクは感染に対する防御力が限られているため、使用者に誤った防御力を与えてしまう可能性があるため、一般市民はマスクの使用について教育を受けるべきである(16)。布製マスクを正しく着脱することで保護力が向上する（表）。マスクの外表面に病原体が付着している可能性があり、マスクを外す際に自己汚染を引き起こす可能性があるため、マスクを外すことはリスクの高いプロセスである(34)。

今後の研究の方向性

布製マスクが不足した場合や需要が高い場合に、手術用マスク・呼吸器の代替品として使用するためには、布製マスクのさらなる研究が必要である。我々の知る限りでは、医療現場における布マスクの有効性を検討した無作為化比較試験(4)は1件しか実施されておらず、布マスクの使用を推奨する結果にはなっていない。呼吸器感染症に対する布マスクの有効性を検証するためには、地域社会での無作為化比較試験をもっと実施すべきである。米国医学研究所（National Academy of Sciences）によると、布製マスクのろ過性とフィット感を高めるための工学的設計に関する研究が必要であるとしている(16)。また、布マスクの除染方法についても様々な検討が必要である。

結論

布マスクの濾過性、有効性、フィット感、性能は医療用マスクや呼吸器に比べて劣る。医療従事者に布マスクの使用を義務付けるべきではない。医療用マスクが利用できない場合には、布製マスクの方が地域社会での使用に適している。布マスクによる保護は、適切な素材を選択し、マスクの層数を増やし、ろ過とフィット感を提供する設計のものを使用することで改善されるかもしれない。布マスクの洗浄は、毎日、高暴露の使用後は、石鹸と水、またはその他の適切な方法で行う必要がある。

マスクの素材

研究では、フェイスマスクのための最も効果的で最も効果的でない材料を示している

Research shows the most and least effective materials for face masks

www.weforum.org/agenda/2020/07/covid19-coronavirus-infection-protection-mask-material

Journal of Hospital Infectionによる研究では、どの素材が最も効果的なフェイスマスクを作るのかが研究されている。

テストでは、高度に汚染された環境下で、30秒と20分間、マスクをチェックした。
その結果、Tシャツがいかに効果がないか、N99とN95のマスクがいかに効果があるかがわかった。

研究では、マスクがCOVID-19の拡散を抑えるのに有効であることが示されているが、新しい研究によると、すべてのマスクやマスク素材が同じように有効であるわけではない。

「私たちは、マスクが有効であることは知ってったが、どの程度の効果があるのかを知り、健康への影響を比較したいと考えていた。」

Journal of Hospital Infection誌に掲載された研究では、研究者たちは、高度に汚染された環境で30秒後と20分後の感染から人を保護するために、様々な非伝統的なマスク素材の能力を評価した。

研究者らは、ウイルスへの20分および30秒の暴露中にマスクを着用した場合と無保護の場合を比較したところ、感染リスクはマスクと暴露時間に応じて24～94%、または44～99%減少することがわかった。リスクの減少は、曝露時間が長くなるにつれて減少することがわかった。

ベストとワーストのマスク

「N99マスクは、N95マスクよりもさらに効率的に空気中の粒子をフィルタリングすることで、彼らは20分と30秒の暴露の平均リスクを94〜99%削減することができるので、明らかに、ウイルスをブロックするための最良の選択肢の一つであるが、これらは入手が難しいかもしれないし、医療専門家のためにそれらを利用できるようにしておいたほうが良いなどの倫理的な考慮事項もある 」と、アリゾナ大学のメルとイーニッドZuckerman大学公衆衛生のコミュニティ、環境、政策部門の環境保健科学の博士号候補者である主著者アマンダ・ウィルソンは言う。

 

感染リスクはマスクと暴露時間によって24～94%、または44～99%減少する。

研究によると、次の最良の選択肢は、N95とサージカルマスク、そしておそらく驚くべきことに、布マスクのフィルターポケットに挿入できる掃除機フィルターである。掃除機フィルターは、30秒の暴露で83%、20分の暴露で58%の感染リスクを減少させた。研究者らが評価した他の非伝統的な素材の中では、ティータオル、綿混紡布、抗菌性枕カバーが次に保護効果が高かった。

スカーフは30秒後に44%、20分後に24%の感染リスクを減少させ、同様に効果のある綿のTシャツは、マスクを全く着用しない場合よりもわずかに優れていることがわかった。

「マスクが有効であることは知ってったが、どの程度の効果があるのかを知り、健康への影響を比較したかったのです」と、定量的な微生物リスク評価を専門とするウィルソン氏は述べている。

曝露時間が鍵を握る

ウィルソン氏と彼女のチームは、マスクの有効性に関する様々な研究からデータを収集し、様々な要因を考慮して感染リスクをシミュレートするコンピュータモデルを作成した。

「リスクの大きな要素の1つは、どれくらいの時間さらされているかということです。私たちは、高度に汚染された環境で30秒と20分の両方の感染リスクを比較しました」と彼女は言う。

感染リスクに影響を与える他の条件としては、周囲にいる人の数と距離があると彼女は言う。

くしゃみや咳、さらには発話からウイルスを運ぶ飛沫の大きさも非常に重要な要素である。ウイルスを運んでいる大きくて重い飛沫は、小さくて軽い飛沫よりも早く空気中から落ちていく。これが、距離を置くことで被ばくを減らすことができる理由の一つである。

「エアロゾルの大きさは湿度にも影響されます。」空気が乾燥していれば、エアロゾルはより早く小さくなる。湿度が高ければ、エアロゾルはより長い時間、大きくなったままになり、より早く脱落してしまう。最初は良いことのように聞こえるかもしれないが、エアロゾルが表面に落ちてくると、その物体は別の潜在的な暴露ルートになってしまう。

研究はまた、人がウイルスが存在する環境で過ごす時間が長いほど、マスクの効果が低くなることを示している。

「これは、20分後にマスクを外すという意味ではありません」とウィルソン氏は言う、「しかし、マスクはあなたのリスクをゼロにすることはできません。4時間もバーに行って、マスクをしているからリスクがないと思ってはいけない。できるだけ家にいて、こまめに手を洗い、外出時にはマスクをして、顔を触らないようにしましょう。」

マスクがCOVID-19からあなたを守る方法

マスクは様々な方法で着用者と他の人を保護する。Wilson氏によると、マスクがより大きなエアロゾルをろ過するには、機械的な遮断と慣性的な衝突という2つの「直感的な方法」があると言う。

「素材の繊維が密であればあるほど、フィルタリングに優れている。糸数が多いほど効果が高いのはそのためである。ウイルスをブロックする量を増加させるだけはできます」と彼女は言う。「しかし、一部のマスク（シルク製など）には静電特性があり、小さな粒子を引き寄せてマスクを通過させないようにしてくれるものもあります」。

ウィルソン氏と彼女の同僚が開発したモデルには、吸入率（時間をかけて吸い込んだ空気の量）や空気中のウイルス濃度などのパラメータが含まれている。

「私たちは多くの研究データを数学モデルにまとめ、それらのデータポイントを相互に関連付けることができました」とウィルソン氏は言う。

「例えば、人の吸入率がこれだけ変化し、空気中にはこれだけの量のウイルスが存在し、これらの材料はろ過の面でこれだけの効率を発揮することがわかっているとしたら、それは感染リスクにどのような意味があるのでしょうか？私たちは、時間の経過とともにどのくらいの量の空気を吸うかなど、人によって異なるため、ある意味では範囲を提供しています」とウィルソン氏は言う。

ウィルソン氏はまた、マスクには鼻をつまむような良いシールがあることが重要であると言い、使用しないときはマスクを鼻の下につけたり、あごの下に入れたりしてはいけないと指摘している。

「マスクの適切な使用はとても重要です」とウィルソン氏は言う。

「また、マスクは着用者を保護することに焦点を当ててったが、自分が感染した場合、周囲の人を守ることが最も重要である。空気中に放出されるウイルスの量が減れば、周囲の環境が汚染されにくくなる。私たちのモデルが示すように、あなたがさらされている感染性ウイルスの量は、あなたの感染リスクに大きな影響を与え、他の人のマスクが自分を守る可能性にも影響を与えます。」

フェイスシールド

「プラスチック製のバイザーを持つ人だけが感染した」：スイス政府はフェイスシールドに警告

スイス政府はプラスチック製のシールドは保護が不十分であり、フェイスマスクと組み合わせて着用する必要があると述べている。

www.thelocal.ch/20200715/only-those-with-plastic-visors-were-infected-swiss-government-warns-against-face-shields

エストラマー製呼吸器

エラストマー製の呼吸器は、コロナウイルスの発生時に使い捨てのN95マスクに代わる、より安全で持続可能な代替品である

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32689926/

背景。本論文では、著者らは新型コロナウイルス（COVID-19）から自分自身と他者を保護するためのエラストマー呼吸器の安全性と実用性をレビューしている。また、この防護具の安全な着脱手順についても記述している。

本文。個人用保護具（PPE）が不足しているため、CDCは、再使用や延長使用を含め、使い捨てのN95マスクを保存する方法を推奨しており、N95マスクはエアロゾル生成手順のために確保している。しかし、これらのマスクは再利用されることはなかった。COVID-19の感染様式は完全には解明されていないが、重症急性呼吸器症候群（SARS）および中東呼吸器症候群（MERS）について知っていることに基づいて、飛沫およびエアロゾル化された飛沫がこのウイルスの伝播に寄与している。中国の武漢からのさらなる証拠は、COVID-19ウイルス粒子がエアロゾル化され、PPEが除去されている部屋ではより高い濃度で発見されていることを示している。したがって、すべての医療従事者が完全なエアロゾル保護を受けることが最善である。

結論。エアロゾル用のPPEが不足していることを考えると、フィルター効率が95%以上の再利用可能なエラストマー呼吸器を利用するのが論理的である。エラストマー呼吸器1台で、数百から数千枚の使い捨てN95マスクの代わりになる可能性がある。