מה ההבדל בין מסכות מנתחים למסכות מגן נשימתיות? וכיצד הן עובדות? רמז - זה לא איך שחשבתם

רופאים עשו שימוש נרחב במסכות מנתחים כבר בתחילת המאה העשרים. מסיכות המנתחים הראשונות היו עשויות משכבות בד ששימש כמסנן, והיה עשוי ממשי, כותנה או טקסטיל אחר. הן היו מיועדות לשימוש חד פעמי. מסכות מנתחים נחבשו בזמן ביצוע הליכים רפואיים על מנת לעזור במניעת זיהומים העלולים לעבור למנותחים מהסגל הרפואי עצמו, בעת שהמנתחים מדברים, משתעלים ומתעטשים [1].

הדבקה על ידי גורמי מחלה מסוימים, כדוגמת נגיף השפעת, יכולה להתבצע בשני אופנים: במגע ישיר ובטיפות נוזלים המכילות את הנגיף. טיפות הנוזלים מתחלקות לשני סוגים. הסוג הראשון הוא טיפות נוזלים הגדולות מחמישה מיקרומטר, שמקורן בדרכי הנשימה ויכולות לנוע באוויר עד למרחק של כמטר. הסוג השני הוא טיפות של חלקיקים הקטנים יותר מחמישה מיקרומטר, אשר נקראות תרסיס (אירוסול - Aerosol) ויכולות לנוע באוויר למרחקים גדולים יותר [2].

מסכת מנתחים מספקת הגנה טובה בחסימת טיפות נוזלים גדולות, אך אינן יעילות בחסימת תרסיס המכיל חלקיקים קטנים מאחד מיקרומטר.

הצורך בשמירה על פועלי כרייה מפני אבק וגזים מסוכנים, על חיילים מפני נשקים כימיים ועל כבאים מפני עשן בתחילת המאה העשרים - הוביל להאצה בפיתוח מגן נשימתי מוצלח יותר ממסיכת המנתחים - מסכות מגן נשימתיות (Respirator, כדוגמת ה- N95). יכולת הסינון של מסכות אלו גדולה מזאת של מסכות המנתחים.

בין אם מטרת חבישת המסכה היא הגנה על החובש מפני מחולל מחלה, או הגנה על הסביבה מפני החובש עצמו, מספר משתנים קובעים את יעילותה: יכולת המסננים לחסום מעבר של חלקיקים בגדלים שונים, ויכולת המסכה לאטום את הפנים ולמנוע דליפה מהשוליים. כך למשל שיער פנים (זקן, ואפילו זיפים) פוגע ביכולת מסיכת המגן הנשימתית לאטום את הפנים ומוריד מיעילותה [3,4,5].

הדעה הרווחת היא, שמסכות מנתחים או מסכות מגן נשימתיות פועלות כמסננת מטבח - חלקיקים גדולים מהנקבים ינעצו וילכדו במסנן וחלקיקים קטנים מהנקבים יצליחו לעבור. אך האמת היא שאופן פעולת מסנני המסכות שונה לגמרי.

מסנן המסכות בנוי יותר כמו יער סבוך - בו העצים מפוזרים בצפיפות ובאקראיות, כך גם הנקבים במסנן. חלקיקים גדולים יותר, יטו לנוע בקו ישר - ומסנן המסכה ילכוד אותם בתהליך הנקרא "נעיצה" ו"לכידה". ככל שהחלקיק גדול יותר, כך הסיכוי שלו להינעץ ולהילכד גדול יותר.
מצד שני, חלקיקים קטנים מאוד ינועו באיטיות ובאופן אקראי ובלתי צפוי בתהליך הנקרא פעפוע, בתנועה הנקראת "תנועה בראונית" (Brownian motion). ככל שהחלקיק קטן יותר, כך התנועה שלו תהיה פחות יציבה, והסיכוי שלו להיתקל בשולי הנקבים ולהילכד במסנן עולה [6].

אבל רגע - אם יעילות המסנן גדלה ככל שהחלקיקים גדולים יותר או קטנים יותר, כיצד קיימים מסננים בעלי יעילות שונה? התשובה נעוצה בחלקיקים בעלי גודל בינוני - בין 0.8 ל-0.1 מיקרומטר. חלקיקים אלו קטנים מדי על מנת להינעץ או להילכד, וגדולים מדי בכדי לנוע באופן בראוני, ולכן יוכלו לעבור דרך המסנן [7]. באופן מפתיע, חלקיקים מסוימים כדוגמת תרסיסים המכילים נגיפים יהיו בעייתיים לסינון לא בגלל שהם קטנים מדי, אלא בגלל שהם בינוניים מדי.
זאת הסיבה שיעילות המסנן לא נמדדת על ידי תחום לכידת גודל החלקיקים הקטנים או הגדולים, אלא דווקא הבינוניים, בערך הנקרא MMPS - Most penetrating particle size. מסנן בעל ערך MMPS מוצלח יהיה יעיל יותר בלכידת חלקיקים גדולים, בינוניים וקטנים כאחד.

מסכות מגן נשימתיות הנפוצות בשוק מדורגות לפי ערך ה-MMPS. לפי התקן האמריקאי, בהינתן שערך ה-MMPS שלהן עומד על 0.3 מיקרומטר, אם הן מסננות לפחות 95% מהתרסיסים  בגודל 0.3 מיקרומטר הן יכונו "95". כך מסיכות המסננות 99% או 99.97% יכונו בהתאמה "99" או "100". בנוסף, מסכות מגן נשימתיות מדורגות גם לפי יכולת ההגנה מפני חלקיקים שומניים, כאשר מסכות שאינן מגינות (None), עמידות (Resistant) או חסינות (Proof) יכונו בהתאמה: N,R,P. לכן מסיכת המגן הנשימתית הנפוצה קיבלה את השם "N95". המסכה המקבילה ל-N95 בתקן האירופאי נקראת "FFP2".

לסיכום, מסכות מנתחים אינן אוטמות את הפנים ומשמשות בעיקר כמחסום פיזי בין אפו ופיו של הלובש לסביבתו הקרובה, ומסננות טיפות נוזלים גדולות. מסכות מגן נשימתיות, כאשר חובשים אותן כראוי מספקות איטום וסינון יעיל של תרסיסים, לפי דירוגן. שתיהן נועדו, לרוב, לשימוש חד פעמי. מסכות מגן נשימתיות בעלות שסתום נשיפה מקלות על הנשימה ומורידות לחות וחום בתוך המסכה, אך מאפשרות לאוויר בלתי מסונן לצאת דרך השסתום - לכן יגנו יותר על החובש ופחות על הסביבה.
חשוב לציין, בהקשר למגיפת ה"קורונה" COVID-19, שכרגע אין המלצה רשמית לציבור להשתמש במסכות מגן נשימתיות או ניתוחיות. הן מיועדות בעיקר לאנשי מקצוע שיודעים כיצד להשתמש בהן. יש לחבוש אותן אם ניתנה המלצה רשמית מאיש צוות רפואי, ובמידה ומפתחים תסמינים וחשודים כחולים.

כן מומלץ לנקוט בזהירות ובפעולות מנע, כגון הקפדה על ריבוי שטיפת ידיים עם סבון, הימנעות מאנשים חולים, הימנעות מנגיעה בעיניים, באף ובפה, וכיסוי הפה בעת שיעול או עיטוש באמצעות מטלית או שרוול [8]. וכמובן, להישמע להוראות משרד הבריאות המתעדכנות בהתאם למצב [9].

מקורות:

1)  חדירת מחוללי מחלה מבעד למסכות ניתוח ורספירטורים

2) על אירוסולים ונגיף השפעת

3) מידע על המסכות השונות באתר ה-FDA

4) מידע על המסכות השונות באתר ה-CDC

5) שיער פנים פוגע ביעילות מסכת הרספירטור

6) מידע על המסכות השונות באתר המוסד לבטיחות וגהות

7) על הפיזיקה מאחורי אופן פעולת המסנן

8) מידע על מחלת הקורונה, אתר ה-CDC

9) מידע על מחלת הקורונה, אתר משרד הבריאות