3つの異なる微生物エアロゾルに対する医療用不織布のフィルター効率の比較

Comparison of the Filter Efficiency of Medical Nonwoven Fabrics against Three Different Microbe Aerosols.

• Noriko Shimasaki
• Akira Okaue
• Ritsuko Kikuno
• Katsuaki Shinohara

抄録

外科用マスクやバイオハザード防護服材料の病原体に対する性能を正確に評価することは、医療従事者が感染リスクを低減するために適切な材料を選択する際に役立つ情報を提供することができるため重要である。現在、手術用マスクに使用される不織布のウイルスエアロゾルに対する保護性能を評価するために、実際の呼吸器ウイルスが試験中に感染リスクをもたらすこと、およびファージがヒトに対して安全なウイルスであることから、ファイX174ファージエアロゾルを用いた非標準化試験法が広く実施されている。このファージを用いる方法は、ウイルス粒子よりも大きな黄色ブドウ球菌を用いた細菌エアロゾルに対するフィルター性能評価の標準的な方法を単純に改変したものである。しかし、このような評価は実際の病原体粒子の大きさに基づいて行う必要がある。そこで、不活化ウイルス粒子を用いて安全に行うことができ、抗原捕捉ELISAによるエアロゾル中のインフルエンザウイルスの定量が可能な方法を開発した（Shimasaki et al.本研究では、phi-X174ファージ、インフルエンザウイルス、S. aureusの3種類の微生物エアロゾルを用いて、2種類の医療用不織布について微生物エアロゾルを捕捉してフィルター効率を試験した。それぞれの微生物に対するフィルター効率を比較し、微生物の粒子径に対するフィルター効率の依存性を解析した。その結果，3種類の球状微生物粒子に対しては，両不織布ともインフルエンザウイルス粒子に対するフィルタ効率が最も低く，phi-X174ファージに対するフィルタ効率が最も高いことがわかった。実験結果は理論計算とほぼ一致した。以上のことから，ファイX174ファージのエアロゾルを用いたろ過効率試験は，実際のインフルエンザウイルスなどの病原体に対するろ過構造を有する不織布の保護性能を過大評価している可能性があることが示唆された。

　Exact evaluation of the performance of surgical masks and biohazard protective clothing materials against pathogens is important because it can provide helpful information that healthcare workers can use to select suitable materials to reduce infection risk. Currently, to evaluate the protective performance of nonwoven fabrics used in surgical masks against viral aerosols, a non-standardized test method using phi-X174 phage aerosols is widely performed because actual respiratory viruses pose an infection risk during testing and the phage is a safe virus to humans. This method of using a phage is simply modified from a standard method for evaluation of filter performance against bacterial aerosols using Staphylococcus aureus, which is larger than virus particles. However, it is necessary to perform such evaluations based on the size of the actual pathogen particles. Thus, we developed a new method that can be performed safely using inactivated viral particles and can quantitate the influenza virus in aerosols by antigen-capture ELISA (Shimasaki et al., 2016a) . In this study, we used three different microbial aerosols of phi-X174 phage, influenza virus, and S. aureus and tested the filter efficiency by capturing microbial aerosols for two medical nonwoven fabrics. We compared the filter efficiency against each airborne microbe to analyze the dependency of filter efficiency on the microbial particle size. Our results showed that against the three types of spherical microbe particles, the filter efficiencies against influenza virus particles were the lowest and those against phi-X174 phages were the highest for both types of nonwoven fabrics. The experimental results mostly corresponded with theoretical calculations. We conclude that the filter efficiency test using the phi-X174 phage aerosol may overestimate the protective performance of nonwoven fabrics with filter structure compared to that against real pathogens such as the influenza virus.