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醫用外科口罩:口罩的發展現狀及前景

發布日期:2020-03-13 瀏覽次數:
 當下由于燃煤、機動車尾氣排放、工業排放、道路揚塵等原因,導致大量的一氧化碳和細小微塵顆粒產生,使得全國各地的PM?。玻殿w粒物均大幅度超標。有的地區甚至經常出現霧霾、沙塵暴等天氣。醫用防護口罩

中國工程院院士、廣州呼吸疾病研究所所長鐘南山曾在某論壇上指出,近30年來我國公眾吸煙率不斷下降,但肺癌患病率卻上升了4倍多,這可能與霧霾天氣有一定的關系。霧霾的組成成分非常復雜,包括數百種大氣顆粒物,其中危害人類健康的主要是直徑小于10μm的氣溶膠粒子,它能直接進入并粘附在人體上下呼吸道和肺葉中,引起鼻炎、支氣管炎等病癥,長期處于這種環境還會誘發肺癌。

除了致癌,霧霾天還是心臟殺手。有研究表明,空氣中污染物加重時,心血管病人的死亡率會增高。陰霾天中的顆粒污染物不僅會引發心肌梗死,還會造成心肌缺血或損傷,尤其是長期在室外工作的人員。

目前針對這一問題人們還沒有一個簡單、有效的解決辦法,口罩是大家唯一的選擇。當下市場上的口罩種類繁多,有普通的棉紗口罩、抗輻射口罩、專業的醫用口罩及普通的民用口罩等。然而人們在選擇合適的口罩方面卻沒有正確的認識,只是盲目地跟風。

因此現就市場上常見的幾種類型口罩的結構、功能及各自的特點進行分析,旨在給不同的消費人群在選擇口罩時提供一個有益的參考;同時指出了現有口罩設計的不足,為未來口罩設計和發展提供一定的思路。

一、口罩的消費群體

1、普通消費者

每每走到工地旁總會看到塵土飛揚;上下班高峰時,擁擠的車廂中總是悶得難受;在感冒高發季,總會擔心無辜被傳染。因此,口罩出現在了普通人的生活中。由于感冒病菌一般通過飛沫在空氣中傳播,普通人若戴口罩患感冒的幾率可以降低40%~50%。除感冒人群宜佩戴口罩外,老年人、兒童也尤其需要??谡謱τ陬A防過敏性鼻炎也十分有效。小兒佩戴口罩需要留意,不能讓口罩堵塞鼻孔,影響呼吸。在地鐵車廂、商店賣場等公共場所佩戴口罩能夠有效隔離空氣中灰塵等有害物,防止鼻粘膜感染。

2、醫務人員

醫務人員因為自身所處特殊的工作環境中具有各種的病菌及易傳染的空氣中的飛沫和血液,所以佩戴口罩作為自身健康的保護顯得尤為重要。醫用口罩因為不同的科室應對不同程度不同種類的要求,導致配備也不盡相同,大致可分為3種。醫用外科口罩

醫用防護口罩

其作用是靠佩戴者呼吸克服部件阻力,過濾空氣中的微粒,阻隔飛沫、血液、體液、分泌物等,口罩的過濾效率較高,執行國家標準GB?。保梗埃福常玻埃埃场夺t用防護口罩技術要求》。其采用的濾料級別為N95,即市面上所稱的N95口罩,其中,N95表示該等級濾料對非油性顆粒的過濾效率不小于95%。經常進出隔離室的醫護人員或與甲型H1N1流感患者密切接觸者建議選用N95防護口罩。

醫用外科口罩

它是由臨床醫務人員在有創操作過程中所佩帶,為接受處理的患者及實施有創操作的醫務人員提供防護,阻止血液、體液和飛濺物傳播??谡值募毦^濾效率應不小于95%,對非油性顆粒的過濾效率應不小于30%。執行的是醫藥行業標準YY?。埃矗叮梗玻埃埃础夺t用外科口罩技術要求》。

③其他口罩

醫用護理口罩、一次性衛生口罩、一次性使用口罩等普通衛生口罩,其相關技術要求執行企業注冊產品標準。由于缺少對非油性顆粒過濾效率的要求,或者對非油性顆粒的過濾效率的要求比醫用外科口罩和醫用防護口罩都低,其防護作用有限,可以用在醫療單位或者家庭一次性衛生護理,但不得用于臨床有創操作過程中。其對病毒或細菌不能起到完全的防護作用,對防護甲型H1N1流感的作用是非常有限的。

3、特種行業人員

現如今汽車產業越來越火爆,汽車尾氣對人體的危害巨大,汽車尾氣排放的主要污染物為一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOX)、鉛(Pb)等。汽車尾氣與其揚起的飛塵極大地污染了戶外環境,因此,長期工作在這種環境的一線工作者,如交通警察、城市清潔員等戶外工作者,飽受污染廢氣侵蝕。

長期直接呼吸高尾氣濃度與揚起的飛塵混合的污濁空氣,對人體身體健康無疑是極大地威脅。所以特種行業人員佩戴功能性口罩是非常有必要的,讓口罩阻隔掉對人體有極大危害的氣體,才能保證工作人員的身體健康,他們才能更好地為社會服務。

二、口罩的種類

口罩的生產可利用不同的材料,不同的工藝,達到不同的過濾效果。目前市場上的口罩主要有普通民用口罩、醫用口罩和功能性口罩等。

1、普通民用口罩

普通民用口罩是一種日用保健品,主要用于御寒,其材質、規格沒有統一要求,對疾病的預防沒有效果。一般由3層組成,表層為機織和針織布,中間為無紡布絮層,里層多為純棉針織布,觸感柔軟。

由于其各層面料的縫隙孔洞相對較大,只能對空氣中的大顆粒粉塵起一定的過濾作用,對PM2.5的微塵粒子不能進行有效屏蔽和過濾。部分口罩的氣流阻力較大,佩戴呼吸不暢,且透濕性不好,里層接觸口鼻的部分會潮濕,若沒有勤于清洗,容易滋生細菌,極易發生交叉感染,不符合衛生要求。

2、醫用口罩

一次性外科醫用口罩

采用2層非織造布作為口罩的濾材,主要是為了防止醫患之間的感染或醫務人員吸入環境中的病菌而被感染。外科口罩經過耐水加工,可以減少佩戴者暴露在患者血液或液體中病原體下的危險。由于非織造布的縫隙孔洞較大,且口罩邊緣并非密合臉形設計,大多數情況下只能起到遮擋作用,阻塵效率僅為10%~20%,無法阻擋PM2.5顆粒物。

②標準醫用防護口罩

標準外科醫用口罩一般由3層組成,外層有防水作用,可以阻止飛沫進入口罩里面,中層起過濾作用,靠近口鼻的里層用以吸濕,確保佩戴者唇部干爽、舒適。濾芯一般采用超細纖維作為熔噴材料,超細纖維隨機排列,形成大量微小孔隙。整個口罩采用折疊型設計,以提高口罩與佩戴者的臉部密合度,可以阻隔5μm的顆粒物90%以上。由于濾料較薄,大大降低了空氣過濾的阻力,舒適感較好。

③醫用紗布口罩

醫用紗布口罩呈平面折疊型,采用12~15層經嚴格消毒程序處理過的醫用紗布制成,能有效抵擋細菌及病毒。但這種類型口罩在結構上與人的臉部緊密度不理想。

據測試,24層紗布口罩對的過濾效率僅為36.8%。紗布口罩的阻塵原理是機械式過濾,即當粉塵沖撞到紗布時,經過層層阻隔,將一些大顆粒的粉塵阻擋在紗布中。所以厚的棉紗口罩能對大顆粒的粉塵起到一定的防塵作用,但有害氣體和一些微細粉塵,尤其是5μm以下的細顆粒物,就會從紗布的網眼中穿過去,進入呼吸系統。而且長期佩戴厚棉紗口罩,會讓人感覺呼吸不暢,很不舒適。

④防非典口罩

防非典口罩也稱為N95型口罩,N是指這種口罩適合在非油性場合中使用,95是指這種口罩在使用過程中能過濾掉體積≥0.3μm的微塵95%以上。這種口罩原指符合國家職業安全登記標準的工業用防微塵安全防護型口罩,2003年被世界衛生組織指定為防非典專用口罩。

N95型口罩造型獨特,中間凸起成杯狀,與人的口鼻部位十分吻合,并有一定的過濾空間。同時,它的邊緣部分與人的臉部密合程度較嚴,能防止非典病毒對人的口、鼻部位接觸感染??谡诌^濾層通常采用經過靜電加工后的丙綸熔噴無紡布作為濾材,微塵過濾效能特別突出。

3、功能性口罩

活性炭口罩

活性炭是一種黑色粉狀、粒狀或丸狀的無定形多孔碳,主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯等。它具有石墨一樣的精細結構,只是晶粒較小,層層間不規則堆積。具有較大的表面積(500~1?。埃埃埃恚玻纾?,有很強的吸附性能,其表面能吸附氣體、液體或膠態固體;對于氣體和液體,其吸附物質的質量可接近于本身的質量。

其吸附作用具有選擇性,非極性物質比極性物質更易于被吸附。常用于氣體的吸附、分離和提純,溶劑的回收,作為糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑等,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。早期生產活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨,后來主要通過煤經干餾、活化處理后得到。

活性炭生產方法有:⑴蒸汽、氣體活化法,利用水蒸氣或二氧化碳在850~900℃將碳活化;⑵化學活化法,利用活化劑放出的氣體,或用活化劑浸漬原料,在高溫處理后都可得到活性炭。

活性炭具有微晶結構,微晶排列完全不規則,晶體中有微孔(半徑<2×10-9?。恚?、中孔(半徑2×10-9~5×10-9?。恚?、大孔(半徑>5×10-9?。恚┑?,使它具有很大的內表面,比表面積為500~1?。罚埃埃恚玻?。這決定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物和色素等。

活性炭纖維是20世紀70年代開發出的新型功能性吸附材料,它采用有機纖維為原料,經碳化、活化后制成。纖維直徑小,吸附質擴散路徑短,使其對吸附質顯現出良好的動力學特征,吸附、脫附速率相當快。

活性炭纖維防護口罩由活性炭纖維內芯、無紡布內罩、白色純棉布外罩和鼻夾組成?;钚蕴祭w維防護口罩的主要特點為:具有防毒、濾菌、除臭、阻塵等功效;特別適用于含有有機氣體、酸性揮發物、農藥、SO2、Cl2等刺激性氣體的場合,防毒、除臭效果顯著。

②3M口罩

3M口罩,通過覆蓋人的口、鼻及下巴部分,形成一個和臉密封的空間,靠人吸氣迫使污染空氣經過過濾??谡直倔w通常用防顆粒物的過濾材料制成,由2根頭帶或耳帶固定,依靠鼻夾保證鼻部密合,不需要更換配件,失效后需要整體廢棄,也稱隨棄式面罩。

由于使用中不斷有粉塵等顆粒物沉積在濾材中,使用一段時間后呼吸阻力會自然增加,使用者會感覺越來越不舒適,因此有的口罩表面增加了一個單向開啟的呼氣閥,可降低呼氣阻力,呼氣閥為口罩上的止回閥,只允許呼出氣體通過它排出面罩,并幫助排出濕熱空氣,吸氣時該閥關閉。

3M口罩主要分為工業防護和醫用防護,雖然其防護等級均達到國家相應的標準,但并不適合普通消費者防范霧霾佩戴,尤其不適合孕婦、小孩、老人使用。

而且,霧霾顆粒中夾帶的細菌病毒是對健康損害極大的因素,但3M防護工業口罩并沒有涉及對細菌病毒的防護處理。且該口罩是一次性使用,整體成本也偏高。

③PM2.5口罩

PM2.5口罩是商家剛推出的一種新型防塵口罩,由3部分組成:表層為普通機織面料,里層一般為純棉機織面料,中間為可以更換的濾芯組成。

濾芯的表里兩層為普通熔噴的非織造材料,中間夾一層超細纖維熔噴非織造材料。超細纖維無規排列形成微孔,一方面可以阻擋直徑超過微孔孔徑的微小顆粒物,另一方面微孔的存在有益于佩戴者呼吸。雖然濾片材料具有一定的過濾性能,但濾片面積比口罩整體面積小,因此一些粉塵會從濾片四周的布的孔洞中進入到口罩內,降低了口罩的過濾效果,且濾片的插入也加大了呼吸阻力。

三、市場口罩存在的缺陷

從口罩消費者和市場現存的各種口罩性能特點分析可以看出,市場口罩設計主要以工業防護口罩和醫用口罩研究為主,不僅特種行業人員在口罩市場找不到合適的口罩,就是普通消費者在眾多的口罩市場也很難找到防止霧霾的合適口罩。

市場上的普通民用口罩僅停留在過去御寒的基本功能上,且民用口罩防塵效果缺乏相應的標準,導致消費者在選擇口罩時很茫然。因此,口罩選擇需要掌握三大原則:口罩對所應用環境粉塵的阻塵效率;口罩與面部的密合程度;口罩的舒適性。消費者在選擇口罩時,一定要了解自己佩戴口罩的環境中污染物的組成,有針對性地選擇適合自己的口罩。

四、特種行業人員用口罩開發途徑

現在,口罩已經逐漸融入到人們的生活之中,無論是醫用的防護口罩、一次性的阻隔口罩、還是御寒的普通棉質口罩都具有一定的局限性。隨著國內空氣質量的下降,隨著平日生活空氣的污染源越來越多,口罩的更新換代也應該加速。其功能性也應該隨著環境的改變、需要阻隔微粒的改變而改變。

而如今,市場上缺少一種能為處在特殊環境PM2.5下的人員和特殊工作人員(環衛工人、交警、化工企業人員、皮革造紙企業人員和長期在室外工作并且容易接觸污染空氣的人員)而設計的口罩。正是缺乏針對這種對于特殊工種專用的口罩的研究,才一直讓這類人群得不到一個健康的保障。

為此,市場需要一種針對空氣中所含的有害氣體及微細固體顆粒物具有良好阻礙作用的新型口罩。要求這種口罩不僅能有效吸附有毒氣體和最大程度地阻擋PM2.5微細顆粒,而且需要透氣、長期佩戴舒適,經濟實用。

口罩可由表、里兩層以及中間的濾芯組成,表、里兩層可重復清洗使用。里層材料的選定不僅要確??谡滞笟庑院?,而且要確保人體呼出的濕氣能迅速排出,使人體嘴部皮膚干爽、舒適。

濾芯材料可以采用靜電紡納米活性炭纖維制成,不僅具有最大程度地吸附空氣中的微細顆粒物,同時能吸附有害氣體;或者采用微孔薄膜,一方面微塵顆粒能被有效地阻擋,又可將佩戴者呼出的水汽迅速擴散出去,確??谡峙宕髡叽讲扛稍锸孢m,同時由于膜很薄,所以呼吸的阻力很小,透氣性較好。

此外,為節約成本,濾芯須方便更換。這樣環衛工人、交通警察和長期在室外工作的人群戴上這種口罩,不僅解決了他們為空氣質量所困擾的問題,而且長期佩戴舒適、透氣。

從使用上來看,特種工作專用口罩的開發途徑主要考慮對細小微粒的阻隔處理和有毒氣體的吸附、使用面料的親膚性和里層面料的排濕導氣性。

分析口罩的消費群體和市場上不同口罩品種的特點和性能可知,市場上口罩設計主要以普通民用口罩、工業防護口罩和醫用口罩研究為主,不僅特種行業人員在口罩市場找不到合適的口罩,就是普通消費者在眾多的口罩市場也很難找到防止霧霾的合適口罩。

市場上的普通民用口罩僅停留在過去御寒的基本功能上,且民用口罩防塵效果缺乏相應的標準,導致消費者在選擇口罩時很茫然。消費者在選擇口罩時,一定要了解自己佩戴口罩的環境中污染物的組成,有針對性地選擇自己適合的口罩。

口罩選擇需掌握口罩的阻塵效率、口罩與面部的密合程度和口罩的舒適性三大原則。目前,國內市場上的口罩設計在舒適性方面考慮不夠,不適合長期佩戴。因此,針對目前嚴重污染的人類生存環境,開發能有效吸附有毒氣體、最大程度地阻擋PM2.5微塵顆粒,同時又能確保使用者佩戴舒適的民用口罩和特種工作專用口罩將成為未來口罩市場的發展趨勢。

醫用外科口罩生產:http://www.jkdlyl.com/

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