N95口罩有望实现重复利用，研究表明紫外线可有效清洁

为了在2020年医疗资源供应短缺的情况下对抗新冠病毒，美国各地的医疗机构对N95口罩等个人防护用品（Personal Protective Equipment, PPE）进行消毒，比如通过紫外线（Ultraviolet, UV）等方法实现PPE的重复使用，但是这些方法的安全性以及有效性尚存疑问。如今，美国国家标准与技术研究院（The National Institute of Standards and Technology, NIST）的研究人员表明，可以在对N95口罩功能没有影响的情况下，对其进行消毒，以实现重复使用。

图1 N95口罩（图源：[1]）

近日，在美国国家标准与技术研究院研究杂志上发表的一项题为“Disinfection of Respirators with Ultraviolet Radiation”的最新研究中，研究人员仔细检查了暴露在紫外线之后的N95口罩是否有病毒痕迹，并寻找其纤维形状的变化，评估其过滤气溶胶和其他物质的能力[1]。研究结果表明，紫外线可以有效清洁N95口罩，进而实现重复使用。

图2 研究成果（图源：[1]）

最初疫情爆发时，由于PPE的需求远超供应，为了缓解资源紧张，医护人员开始探索对口罩和其他PPE进行消毒的方法，其中就包括UV-C（一种常见的紫外线辐射杀菌应用）。UV-C一直用于清除空气、水中的细菌和病毒，但用于消杀N95口罩病毒的效用还有待考量。这项研究就试图了解使用UV-C对N95口罩的消毒效果。

在这项研究中，研究人员首先将N95口罩浸泡在含OC43（一种人类冠状病毒）的溶液中，随后将该口罩固定在UV-Concepts系统内的架子上（其内衬有19个UV-C灯，外壳涂有反射表面），并用紫外线照射3分钟。在紫外线照射结束后，研究人员分析了N95口罩上剩余的活跃OC43病毒数量，发现这种方法对N95口罩的三层都进行了充分消毒，甚至在某些区域能够使病毒颗粒失活高达100%[2]。

 图3 对N95口罩进行紫外线消毒的设备（图源：[1]）

NIST研究院John Wright表示，“目前尚不清楚用于灭活病毒的UV-C波长是否会产生例如臭氧这样的化学物质，这可能会损坏N95口罩中的塑料，因而有效检查很重要。”研究人员通过大量测试对N95功能进行了检测，以了解紫外线辐射是否使其结构产生了改变。该研究团队使用扫描电子显微镜将口罩的图像放大2000倍以上以观察N95口罩中的纤维变化。在电镜的辅助下，研究人员观测到经过紫外线辐射的N95口罩和未经紫外线辐射的N95口罩，其纤维尺寸以及形状并没有显著差异。

为了测试经过紫外线消毒的N95口罩是否依然保持对病毒高度防护作用，研究人员检查了N95的过滤能力和机械性能。为了确定N95口罩过滤能力是否变化，研究人员将携带盐分的气溶胶（模拟呼出的气溶胶大小）对准口罩，计算流过口罩的气溶胶，发现经过辐射消毒的N95口罩过滤能力没有变化；为了确定其机械性能有无变化，研究人员用机械测试仪测试口罩上机械性能，口罩剖面完整性结果显示没有发生视觉退化。

未来，UV行业的研究人员可以使用这项研究中的数据作为研究基础，以了解不同水平的UV-C辐射对N95口罩性能和清洁度的影响。研究人员Poster表示，“通过制定N95口罩紫外杀菌标准，实现N95口罩的重复使用，可以帮助我们应对下一次PPE供应链紧张的情况。”