口罩之学问：外科医生的视角
宋刚
①说起口罩，外科医生使用的次数比较多，只要上台做手术必须戴上口罩、帽子。新型冠状病毒肺炎在我国的疫情高峰虽过，口罩不再“一罩难求”，但在复工、复产、复学的需求下，依然是大家生活、工作的必备品。网上购物平台各种口罩令人眼花缭乱：外科口罩、医用口罩、纱布口罩、N95口罩，可反复使用的口罩……价格越贵越好吗？如何选到合适的、性价比高的口罩？外科医生眼里口罩应该是怎样的呢？
②戴口罩就是要将灰尘、雾霾颗粒、细菌、病毒挡在口鼻之外，现在当务之急更是要挡住新型冠状病毒。这些颗粒、微生物虽然肉眼难以看见，但具体尺寸又差别巨大。例如，肉眼可见的灰尘颗粒尺寸至少需要达到50微米以上，而病毒的尺寸单位则是纳米级别。要知道，1毫米=1000微米，1微米=1000纳米。我们常说的PM2.5的单位就是微米，指等于或者小于2.5微米的颗粒物。PM2.5可以经过口鼻喉、支气管直达肺泡，其中的部分有害物质进入肺泡的毛细血管参加全身血液循环，部分有害物质则永久停留在肺泡无法呼出。直径大于10微米的颗粒物能被鼻毛和鼻腔结构沿途阻留。
③新型冠状病毒的直径为60～140纳米（即0.06~0.14微米），比PM2.5小得多，是其几十分之一。目前没有任何一款口罩能够过滤掉如此之小的颗粒物。不过，病毒在空气中不易单独存在，需要借助一定的载体，例如呼吸道飞沫、气溶胶等，而呼吸道飞沫的直径普遍大于5微米，称之为载体的空气动力学直径。在检测口罩的过滤效能时，常用空气动力学直径在0.3微米的氯化钠颗粒物或性质相当的气溶胶颗粒物作为测试介质。
④口罩的核心材料是中间过滤层的熔喷非织造布，以聚丙烯为材料，形成纵横交错、随机层叠的纤维，纤维直径一般为0.5～10微米，主要依靠机械阻隔、静电吸附作用阻挡颗粒物。颗粒越大，越容易被机械阻隔；颗粒越小，越容易被静电吸附。中间过滤层的内外侧还分别有一层非织造布，外层防水、防飞沫，内层吸湿、提高舒适度。而20世纪普遍使用的棉纱口罩是以脱脂纱布为材料，至少12层，经、纬纱≥9根/厘米，主要起到保暖、阻挡较大灰尘的作用。
⑤口罩的种类很多，老百姓尤其关注带“医用”二字的口罩。医用口罩分为一次性使用医用口罩、医用外科口罩、医用防护口罩。一次性使用医用口罩又称医用普通口罩，用于普通医疗环境中佩戴；医用外科口罩适合医务人员在进行有创操作时佩戴，外科医生做手术佩戴的就是医用外科口罩；医用防护口罩约等于老百姓常说的N95或者KN95口罩，但又有一些不同，具体在后文详述。
⑥口罩按照有无灭菌过程又分为灭菌型和非灭菌型口罩，前面提到的三种口罩全为按照标准生产的灭菌型口罩。非灭菌型并不意味着细菌很多、不能佩戴。口罩的生产车间都有严格的微生物控制要求，一般使用环氧乙烷进行消毒和灭菌，还需要等待一段时间待环氧乙烷残留达标后方可使用。正规厂家生产的非灭菌型口罩虽然没有消毒和灭菌的工艺，但对佩戴者没有危害。
⑦医用口罩除了可以保护医务人员，还要保护患者，尤其是接受手术的患者，所以按照标准生产的医用口罩必须灭菌。
⑧口罩最关键的分类指标是过滤效率，包括细菌过滤效率和颗粒物过滤效率。能阻隔越小的颗粒物，口罩的过滤性能越高。由于病毒一般以呼吸道飞沫颗粒物或气溶胶颗粒物作为载体，而细菌的尺寸远大于颗粒物载体，所以颗粒物过滤效率是代表口罩过滤效率的重要指标。医用普通口罩不对颗粒物过滤效率进行要求，医用外科口罩要求颗粒物过滤效率≧30%，医用防护口罩≧95%，99%，99.97%（即大家常说的N95、N99、N100口罩）。N或者KN是指用于防护非油性颗粒物，病毒颗粒物载体是非油性的，所以防病毒认准N或者KN就行。从过滤效率上讲，医用防护口罩>医用外科口罩>医用普通口罩。
⑨医用N95口罩和工业N95口罩对非油性颗粒物的过滤效果一样（即防病毒的效果一样），主要不同在于前者可以防止医疗操作过程中体液飞溅到口罩上发生渗漏。因此对于大众来说，佩戴工业用N95口罩可以起到一样的防病毒效果。另外，虽然医用防护口罩的过滤效率高于医用外科口罩，但前者对合成体液穿透的阻断却低于后者。在疫情高峰阶段，笔者就是用防雾霾工业N90口罩，外加医用外科口罩在门诊和病房工作，一加一的效果接近医用防护口罩。
（选自《科学时报》，有删改 2020.5.09）
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