制定紫外线消毒N95口罩而不会影响性能的操作标准

为了对抗COVID-19的基础设备供应短缺，美国各地的医疗设施采取消毒个人防护设备（PPE），如N95口罩，用紫外线（UV）灯等方法进行再利用。

　　

2020年，在供应短缺的情况下，美国各地的医疗机构为了应对新冠肺炎疫情，采用了用紫外线灯等方法对N95口罩等个人防护装备(PPE)进行消毒，以便重新使用。但是关于这些方法的安全性和有效性以及如何最好地实施这些方法的问题仍然存在。

现在，美国国家标准与技术研究所（NIST）的研究人员对紫外线对N95口罩的影响进行了可能是迄今为止最严格的检查，结果表明，这些口罩可以消毒，对其形状或功能几乎没有影响。在美国国家标准与技术研究所（National Institute of Standards and Technology）的《研究期刊》（Journal of Research）上发表的一项新研究中，研究人员在联邦和私人合作伙伴的帮助下，仔细检查了暴露在紫外线下的N95口罩是否有病毒痕迹，并寻找其纤维形状、过滤气溶胶的能力和其他特性的变化。

这一结果代表了设计出在未来可能具有深远利益的紫外线标准的关键一步。

NIST的研究化学家兼高级顾问Dianne Poster说:“目前，紫外线技术在卫生保健环境方面还处于起步阶段。这篇论文中的数据可以为这些应用程序变得更加常规奠定基础。”

N95口罩可有效抵御传染性呼吸道疾病。“N95”中的“95”指的是这种口罩能够捕获至少95%的小至75纳米(十亿分之一米)的颗粒，这些颗粒可能含有冠状病毒等有害物质。但是，尽管N95的设计很有效，但它只适合单一用途。

当2020年COVID-19首次在美国爆发时，个人防护用品的需求远远超过了供应，卫生保健工作者转而使用几种方法对口罩和其他个人防护用品进行消毒，包括UV-C灯，这是一种相对常见的紫外线辐射，用于其他杀菌应用。

几十年来，UV-C一直被用于去除空气、水和表面的细菌和病毒，其应用得到了科学研究的支持。但随着N95口罩的突然广泛应用，该技术被弹射到未知领域，人们对如何有效应用该技术知之甚少。

为了更好地了解UV-C如何用于消毒N95口罩，NIST与UV-Concepts (UV-C系统制造商，目前尚未上市用于N95消毒)和ResInnova实验室(抗菌测试公司)合作。

这项新研究的作者将N95口罩固定在UV-Concepts系统内的架子上——一个由19个UV-C灯组成的外壳，并涂上反光表面，然后用紫外线照射它们3分钟，每个10次。

该团队在一些口罩上浸泡了一种含有OC43的溶液，OC43是一种人类冠状病毒，是导致Covid-19的病毒的近亲。辐照后，他们总结了剩余活跃的OC43病毒的数量，发现该方法对N95口罩的三层进行了充分消毒，甚至在某些地区使病毒颗粒灭活了100%。

但N95口罩，无论是否消毒，都只取决于它们的工作能力。

“目前还不知道用于灭活病毒的UV-C波长会产生臭氧等化学物质，而臭氧会破坏N95口罩中的塑料。但检查还是很重要的。”NIST研究员、该研究的合著者约翰·赖特说。

作者对N95口罩进行了大量的测试，以了解辐射是否改变了它们的整体乃至单个纤维。研究小组使用一种称为扫描电子显微镜的成像技术来观察这些纤维，这种技术可以将面具的图像放大2000倍或更多。在经过辐射和未辐射的三层口罩中，图像显示两组之间的纤维大小和形状没有显著差异。

为了防止紫外线的影响超过显微镜所看到的，作者们在其他地方寻找潜在的变化。

赖特说，研究人员测量了这些口罩对流经它们的空气的抵抗程度，以观察紫外线是否会让N95口罩更难以吸入。但再一次，紫外线似乎没有任何影响。

NIST团队还检查了辐照是否影响了N95的过滤能力或机械性能。为了确定前者，他们将一股携带盐的气溶胶（模拟呼出的气溶胶的大小）指向口罩，并计算有多少气溶胶流过口罩。为了帮助他们计算后者，他们用一种称为机械测试仪的机器从口罩上切下条子。再一次，经过辐照的口罩没有改变。

与此同时，美国疾病控制与预防中心下属的国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的专家也研究了在围栏中受到辐射的N95口罩。但是，尽管使用了不同的方法来研究一些与NIST团队相同的口罩特性，以及一些不同的方面，如口罩的适合度，他们得出了相同的结论。

未来，研究人员和紫外线行业的成员可以利用作者的数据，初步了解不同水平的UV- c辐射如何影响N95口罩的性能和清洁，这是标准化这些方法的必要条件。

更重要的是，该研究表明，当标准方法受到限制，并且需要跨学科的许多专家、能力和设施时，协作的好处。

“就我个人而言，作为一个私人、独立的实验室，我发现能够在这个项目上与联邦机构和制造商合作是非常值得的，”研究报告的合著者、ResInnova实验室的总裁兼首席执行官马修·哈德威克(Matthew Hardwick)说。

Poster说:“通过这样的合作制定的紫外线标准可以帮助我们应对下一次遇到的个人防护用品供应链紧张的紧急情况。”