Mittwoch, 18. Mai 2022

Max-Planck-Institut: So gut schützen FFP2-Masken

Göttingen. (mpg) Drei Meter reichen nicht aus, um einen Schutz zu gewährleisten. Selbst auf diese Entfernung dauert es weniger als fünf Minuten, bis sich eine ungeimpfte Person, die in der Nähe einer Person mit Covid-19 steht, mit fast 100-prozentiger Sicherheit ansteckt. Das ist die schlechte Nachricht. Die gute Nachricht ist, dass das Risiko drastisch sinkt, wenn beide Personen gut sitzende medizinische Masken oder, noch besser, FFP2-Masken tragen. In einer umfangreichen Studie hat ein Team des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen untersucht, inwieweit Masken unter welchen Tragebedingungen schützen. Dabei ermittelten die Forscher das maximale Infektionsrisiko für zahlreiche Situationen und berücksichtigten Faktoren, die in ähnlichen Studien bisher nicht berücksichtigt wurden.

Das Göttinger Team war überrascht, wie groß das Risiko einer Infektion mit dem Coronavirus ist. «Wir hätten nicht gedacht, dass es bei einem Abstand von mehreren Metern so wenig Zeit braucht, bis die infektiöse Dosis aus der Atemluft eines Virusträgers aufgenommen wird», sagt Eberhard Bodenschatz, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation. In dieser Entfernung hat sich die Atemluft bereits kegelförmig in der Luft verteilt, die infektiösen Partikel sind entsprechend verdünnt. Außerdem fallen die besonders großen und damit virusreichen Partikel schon nach kurzer Strecke durch die Luft zu Boden. «In unserer Studie haben wir festgestellt, dass das Ansteckungsrisiko ohne Maske schon nach wenigen Minuten selbst bei einem Abstand von drei Metern enorm hoch ist, wenn die Infizierten die hohe Viruslast der Delta-Variante des Sars-CoV-2-Virus haben», sagt Eberhard Bodenschatz. Und solche Begegnungen sind in Schulen, Restaurants, Vereinen oder auch im Freien unvermeidbar.

Gut sitzende FFP2-Masken reduzieren das Risiko in den Promillebereich

So hoch das Infektionsrisiko ohne Mund-Nasen-Schutz auch ist, medizinische oder FFP2-Masken schützen effektiv. Die Göttinger Studie bestätigt, dass FFP2- oder KN95-Masken besonders effektiv infektiöse Partikel aus der Atemluft filtern – vor allem, wenn sie im Gesicht möglichst dicht abschließen. Tragen sowohl der Infizierte als auch der Nicht-Infizierte eine gut sitzende FFP2-Maske, liegt das maximale Infektionsrisiko nach 20 Minuten selbst auf kürzestem Weg bei kaum mehr als 1:1000. Sitzen Masken schlecht, steigt die Ansteckungswahrscheinlichkeit auf etwa vier Prozent. Tragen beide gut sitzende medizinische Masken, wird das Virus binnen 20 Minuten mit einer maximalen Wahrscheinlichkeit von zehn Prozent übertragen. Die Studie bestätigt auch die intuitive Annahme, dass für einen wirksamen Schutz vor Ansteckung vor allem die infizierte Person eine Maske tragen sollte, die möglichst gut filtert und eng am Gesicht anliegt.

Die vom Max-Planck-Team ermittelten Infektionswahrscheinlichkeiten geben die Obergrenze des jeweiligen Risikos an. «Im Alltag ist die tatsächliche Infektionswahrscheinlichkeit sicher 10 bis 100 Mal kleiner», sagt Eberhard Bodenschatz. «Das liegt daran, dass die Luft, die an den Rändern aus der Maske strömt, verdünnt ist, man bekommt also nicht die ganze ungefilterte Atemluft ab. Wir sind aber davon ausgegangen, weil wir nicht für alle Situationen messen können, wie viel Atemluft von einem Maskenträger zu einer anderen Person gelangt, und weil wir das Risiko so konservativ wie möglich berechnen wollten», erklärt Bodenschatz. «Wenn unter diesen Bedingungen selbst das größte theoretische Risiko klein ist, dann ist man unter realen Bedingungen auf der sehr sicheren Seite.» Für den Vergleichswert ohne den Schutz einer Maske fällt der Sicherheitspuffer allerdings deutlich kleiner aus. «Für eine solche Situation können wir die Virendosis, die eine ungeschützte Person einatmet, mit weniger Annahmen bestimmen», sagt Gholamhossein Bagheri, der als Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation der Hauptautor der aktuellen Studie ist.

«Masken in Schulen sind eine sehr gute Idee»

Bei ihren Berechnungen des Infektionsrisikos berücksichtigte das Göttinger Team eine Reihe von Faktoren, die in vergleichbaren Studien bisher nicht berücksichtigt worden waren. So untersuchten die Forscher beispielsweise, wie ein schlechter Sitz der Maske den Schutz schwächt und wie dies verhindert werden kann. «Die Materialien von FFP2- oder KN95-Masken, aber auch von manchen medizinischen Masken, filtern extrem gut», sagt Gholamhossein Bagheri. «Das Infektionsrisiko besteht dann vor allem durch die Luft, die an den Rändern der Maske aus- und einströmt.» Dies geschieht, wenn der Rand der Maske nicht dicht am Gesicht anliegt. In aufwändigen Experimenten haben Bagheri, Bodenschatz und ihr Team die Größe und Menge der Atemwegspartikel gemessen, die an den Rändern von Masken mit unterschiedlichem Sitz vorbeiströmen. «Eine Maske lässt sich hervorragend an die Gesichtsform anpassen, wenn man ihr Metallband vor dem Aufsetzen zu einem runden W biegt», sagt Eberhard Bodenschatz. «Dann kommen die infektiösen Aerosolpartikel nicht mehr an der Maske vorbei, und auch die Brille beschlägt nicht mehr.»

Das Team berücksichtigte auch, dass Tröpfchen, die Menschen beim Atmen oder Sprechen verbreiten, in der Luft trocknen und leichter werden. Das bedeutet, dass sie länger in der Luft bleiben, aber auch eine erhöhte Viruskonzentration als gleich große Tröpfchen direkt nach der Freisetzung aufweisen. Beim Einatmen passiert das Gegenteil: Die Partikel nehmen wieder Wasser auf, wachsen wie ein Tropfen in der Wolke und lagern sich so leichter in den Atemwegen ab.

Die detaillierte Analyse der Max-Planck-Forscher zeigt jedoch, dass eng anliegende FFP2-Masken einen 75-mal besseren Schutz bieten als gut sitzende chirurgische Masken und dass die Art, wie eine Maske getragen wird, einen großen Unterschied macht. Selbst medizinische Masken reduzieren das Risiko der Infektion deutlich im Vergleich zu einer Situation ohne jeden Mund-Nasen-Schutz. «Deshalb ist es so wichtig, während der Pandemie eine Maske zu tragen», sagt Bagheri. Bodenschatz ergänzt: «Unsere Ergebnisse zeigen einmal mehr, dass das Maskentragen in Schulen und generell eine sehr gute Idee ist» (Foto: usp).

Wissenschaftliche Publikation (Quelle)

Gholamhossein Bagheri, Birte Thiede, Bardia Hejazi, Oliver Schlenczek und Eberhard Bodenschatz (Autoren): «An upper bound on one-to-one exposure to infectious human respiratory particles» – Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021-12-07 | Quelle | DOI |.