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在疾病传播研究中，为明确呼出颗粒理化特征及口罩防护效果，研究人员对 28 名参与者进行体内实验，研究说话时亚微米颗粒排放及口罩源控制效率。结果显示，颗粒排放有个体差异，FFP2 和手术口罩效率达 80%，棉质口罩较低。这为防控疾病传播提供依据。
在日常生活中，人们交谈、呼吸时会释放各种微小颗粒，这些颗粒可能携带病原体，成为疾病传播的 “隐形帮凶”。在新冠疫情等传染病肆虐的背景下，了解这些呼吸道颗粒的特性以及口罩对它们的防护效果变得至关重要。此前，虽然已有不少关于呼出颗粒的研究，但仍存在诸多问题。比如，以往研究关注的颗粒尺寸范围较窄，缺乏直接的浓度测量，实验环境控制不严格，难以准确确定颗粒尺寸分布。而且研究涉及的样本量较小，对发声相关活动研究不足，儿童和青少年的数据也较为缺乏。此外，口罩过滤效率的研究大多在实验室进行，与实际佩戴情况存在差距，无法真实反映口罩在现实生活中的防护效果。
为了解决这些问题，匈牙利能源研究中心（HUN - REN Centre for Energy Research）和匈牙利科学院维格纳物理研究中心（HUN - REN Wigner Research Centre for Physics）等机构的研究人员开展了一项深入研究。该研究聚焦于说话时释放的亚微米（100 - 1000nm）颗粒排放，并对三种常用口罩（FFP2、手术口罩和 2 层棉质口罩）在体内条件下的源控制效率进行测试。研究成果发表在《Scientific Reports》上，为理解疾病传播和口罩防护提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，设计并构建了一个密封的测量舱，通过 ULPA 过滤风扇系统确保舱内环境清洁、可控，同时利用工业管道风扇实现换气。其次，使用 PMS LasAir III 110 型光学粒子计数装置测量颗粒尺寸分布，并用声级计监测声压水平。此外，对 28 名健康成年志愿者进行测试，让他们在不同条件下（不戴口罩及佩戴不同口罩）说话，以此获取数据。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 颗粒的数量尺寸分布：研究发现，呼出的亚微米颗粒数量尺寸分布呈现多峰模式。其中，两个主要模式分别源于细支气管区域（约 0.1μm 和 0.3μm 模式），与细支气管液膜破裂（Bronchiole Fluid Film Burst，BFFB）机制有关；另一个模式（0.5 - 1.5μm）可能来自喉部和气管。性别对颗粒尺寸分布和数量影响不显著，但个体之间颗粒数量差异可达两个数量级。
- 颗粒数量随时间的变化：在持续说话过程中，亚微米颗粒数量浓度总体呈下降趋势，但个体之间存在差异，可分为两种情况。部分人在说话开始时颗粒排放较多，随后逐渐减少；另一些人则是先增加后减少或无明显时间趋势。此外，说话时颗粒尺寸分布的双峰模式（100 - 150nm 和 300 - 500nm）在整个说话过程中保持稳定，且颗粒排放数量与说话音量有关，音量降低时颗粒数量减少。
- 口罩的源控制效率：FFP2 和手术口罩在整个亚微米尺寸范围内表现出色，对 300nm 以下的颗粒源控制效率可达 72 - 87%。不过，由于实际佩戴时的泄漏问题，FFP2 口罩的实际源控制效率低于实验室数据。手术口罩在现实佩戴条件下的源控制效率与 FFP2 口罩相似，约为 80%。而 2 层棉质口罩的源控制效率较低，对 300nm 以下颗粒为 49 - 56%，对大于 300nm 的颗粒为 40 - 48%，在 1 - 5μm 尺寸范围内表现最差。
研究结论和讨论部分强调了该研究的重要意义。一方面，明确了呼吸道颗粒的特征，如双峰模式的存在，有助于更精准地评估疾病传播风险。通过识别超级排放者（在说话时释放大量颗粒的个体），可以更好地了解疾病传播的热点区域，为风险评估提供更准确的数据。另一方面，研究了不同口罩的实际防护效果，证实了 FFP2 和手术口罩在减少颗粒排放方面的有效性，这对于指导人们在日常生活和医疗场景中正确选择口罩具有重要的实用价值。然而，该研究也存在一定的局限性，如未测试口罩的长期使用效果，对不同健康影响的颗粒排放者的特征描述还需要更多测量数据。但总体而言，这项研究为呼吸道疾病传播防控和口罩的合理使用提供了关键信息，对公共卫生领域具有重要的参考价值。
