Warum wir einen Mundschutz tragen sollten: Sprachgenerierte Tröpfchen und Aerosole in Zeiten von COVID-19

Tröpfchen und Aerosole, die während des Atmens, Sprechens, Hustens und Niesens mit unterschiedlicher Stärke erzeugt werden, sind als Transporter an der Übertragung von Bakterien und Viren beteiligt. Die Größe der Tröpfchen bestimmt, was mit ihnen passiert. Größere Tröpfchen unterliegen der Schwerkraft und der raschen Austrocknung auf unterschiedlichen Oberflächen. Sie können über den Hautkontakt weitere Menschen infizieren. Kleinere und leichtere Aerosole ≤ 5 μm trocknen schneller als sie absinken und können deshalb über Stunden in der Raumluft schweben. Die Übertragung von Atemwegsinfekten erfolgt hauptsächlich durch Übertragung von Tröpfchen in einer Größe zwischen < 5 bis 10 μm und Aerosolen mit ≤ 5 μm, die von asymptomatisch und symptomatisch Erkrankten ausgestoßen werden. Bisherige Untersuchungen zu COVID-19 Infektionen haben gezeigt, dass Aerosole bei der Übertragung vor allem asymptomatisch Erkrankter eine größere Rolle spielen als bisher angenommen wurde. Sie scheinen vor allem das „indoor“-Infektionsrisiko zu erhöhen. Aktuelle Untersuchungen aus Wuhan im Rahmen des COVID-19-Ausbruchs lassen vermuten, dass bis zu 79% der viralen Infektionen über asymptomatische Erkrankte als Tröpfchen oder Aerosole weitergegeben werden. Vor allem in Zeiten einer Pandemie besteht ein besonders großes Interesse, die Verbreitung von Infektionen einzuschränken und die für den Alltag vorgesehenen Schutzmaßnahmen in ihrer Wirksamkeit besser zu verstehen.

Vinufried et al. haben mit einer experimentellen Studie gezeigt, welche Partikel aus den Atemwegen emittiert werden, wenn eine Versuchsperson " stay healthy“ (bleib gesund) sagt. Hierbei werden zahlreiche Tröpfchen unterschiedlicher Größe erzeugt, die beim Durchgang durch eine Laser-Lichtscheibe als Blitze (Laser Scattering) auftreten. Die Helligkeit der Lichtblitze spiegelte die Größe der Partikel und den Bruchteil der Zeit wider, in der sie in einem einzigen 16,7 ms-Bild des Videos vorhanden waren. Die Anzahl der Blitze in einem Einzelbild des Videos war am höchsten, wenn "th" im Wort "healthy" ausgesprochen wurde. Die dreimalige Wiederholung desselben Satzes mit kurzen Pausen zwischen den Sätzen erzeugte ein jeweils ähnliches Partikel-Muster, wobei die Spitzenzahl der Blitze bei der lautesten Sprache bis zu 347 und bei leicht verminderter Lautstärke während der drei Versuche bis zu 227 Blitzlichter betrug. Wenn aber derselbe Satz dreimal durch ein leicht feuchtes Tuch gesprochen wurde, blieb die Anzahl der Lichtblitze wegen der fast vollständigen Reduktion der Tröpfchen im Bereich des Hintergrundpegels (Mittelwert: 0,1 Lichtblitze). Die Autoren konnten mit ihrem Experiment zeigen, dass die Partikelmenge mit der Lautstärke der Sprache zunimmt, was auch mit den Befunden früherer Beobachtungen übereinstimmt. Eine feuchte, über den Mund gelegte Maske führte aber zu einem fast völligen Rückgang der sprachgenerierten Tröpfchen-Emissionen.

Bereits für den SARS-Ausbruch 2003 konnte die Bedeutung des Infektionsweges über die Atemwege und Aerosole nachgewiesen werden. Die damals gesammelten Daten haben bereits den hemmenden Einfluss von Gesichtsmasken auf die Infektionshäufigkeit erkennen lassen. Die Wirksamkeit von Gesichtsmasken, für den chirurgischen Bedarf industriell hergestellt oder zu Hause aus zweilagigen häuslichen Stoffen genäht, scheinen eine vergleichbare Wirksamkeit zu besitzen, wie mit mehreren Studien gezeigt werden konnte. Häuslich aus Stoffen hergestellte Masken bieten noch den Vorteil, dass sie, wie das im Experiment verwandte Tuch, hydrophil sind und deshalb Tröpfchen besser aufnehmen können als chirurgische Gesichtsmasken. Gesichtsmasken sind neben der sozialen Distanzierung ein weiterer Faktor, der dazu beitragen kann, die schnelle Ausbreitung von Infektionserregern in Pandemien-Zeiten zu verlangsamen und vielleicht sogar zu verhindern.

Text: Dr. med. Jürgen Hower, Facharzt für Kinder- und Jugendmedizin
Quellen: Anfinrud P et al. Visualizing Speech-Generated Oral Fluid Droplets with Laser Light Scattering. N Engl J Med 2020 Apr 15 [online ahead of print]
Prather KA et al. Science 2020. PMID 32461212
Anderson EL et al. Consideration of the Aerosol Transmission for COVID-19 and Public Health. Risk Anal 2020 May; 40(5): 902-907 [epub ahead of print]
Morawska L, Cao J. Airborne Transmission of SARS-CoV-e: The World Should Face the Reality. Environ Int 2020 Apr 10 [online ahead of print]
Stadnytskyi V et al. The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission. PNAS 2020 June 2; 117(22): 11875-11877
Asadi S et al. Aerosol emission and super-emission during human speech increase with voce loudness. Sci Rep 2019; 20(9): 2348
Duguid JP. The size and the duration of air-carriage of respiratory droplets and droplet-nuclei. J Hyg (Lond) 1946;44: 471-479
Chao CYH et al. Characterization of expiration air jets and droplet size distributions immediately at the mouth opening. J Aerosol Sci 2009 Feb; 40(2):122-133
Lau JTF et al. SARS Transmission, Risk Factors, and Prevention in Hong Kong. Emerg Infect Dis 2004 Apr; 10(4): 587-592
Van der Sande M et al. Professional and Home-Made Face Masks Reduce Exposure to Respiratory Infections among the General Population. PLoS ONE 2008 Jul; 3(7): e2618

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