実験室ベースの研究では、COVID-19パンデミック時の個人用保護具の保護バリアとして、またフェイスカバーの機能性素材としての可能性を評価するために、絹織物の特性を調査しています

A laboratory-based study examining the properties of silk fabric to evaluate its potential as a protective barrier for personal protective equipment and as a functional material for face coverings during the COVID-19 pandemic.

• Adam F Parlin
• Samuel M Stratton
• Theresa M Culley
• Patrick A Guerra

抄録

COVID-19パンデミックによる単回使用のN95呼吸器とサージカルマスクの世界的な不足により、多くの医療従事者は既存の機器を可能な限り長く使用することを余儀なくされています。多くの場合、作業員は、ウイルスに対する有効性を高めるために、利用可能なマスクで呼吸器を覆っています。マスクの供給量が少ないため、多くの人が一般的な布地から即席で作ったフェイスカバーを使用しています。私たちの目標は、この両方の方法でどのような布地が最も効果的であるかを決定することでした。実験室条件下で、COVID-19を引き起こすウイルスの重要な感染経路である小さな水滴やエアロゾル化した水滴の浸透に対する抵抗力で測定した布地（綿、ポリエステル、シルク）の疎水性を調べました。また、これらの布帛の通気性と、繰り返し洗浄しても疎水性を維持できるかどうかを調べました。実験室での試験は、人工呼吸器のオーバーレイバリアとして使用した場合と、フェイスカバーとして使用した場合に実施した。これら2つの状況で材料として使用されたとき、シルクはより効果的に液滴の浸透と吸収を阻害することができましたが、その疎水性が高いため、他のテストされたファブリックに比べて相対的でした。私たちは、シルクのフェイスカバーリングは、スプレーテストで液滴を撃退しただけでなく、使い捨てのシングルユースの手術用マスクと同様に、シルクのフェイスカバーリングは、マスクよりも追加の利点を持っていることを発見しました。私たちは、シルクが疎水性のバリアであることを示していますが、液滴には、他のファブリックよりも通気性があり、湿度をトラップし、洗浄を介して再利用可能です。私たちは、シルクが効果的な材料として、人工呼吸器を保護する疎水性バリアを作ることができることを示唆しています。人工呼吸器が最も適切な保護手段であることに変わりはありませんが、シルクのフェイスカバーは飛沫をはじく性質を持っています。

The worldwide shortage of single-use N95 respirators and surgical masks due to the COVID-19 pandemic has forced many health care personnel to use their existing equipment for as long as possible. In many cases, workers cover respirators with available masks in an attempt to extend their effectiveness against the virus. Due to low mask supplies, many people instead are using face coverings improvised from common fabrics. Our goal was to determine what fabrics would be most effective in both practices. Under laboratory conditions, we examined the hydrophobicity of fabrics (cotton, polyester, silk), as measured by their resistance to the penetration of small and aerosolized water droplets, an important transmission avenue for the virus causing COVID-19. We also examined the breathability of these fabrics and their ability to maintain hydrophobicity despite undergoing repeated cleaning. Laboratory-based tests were conducted when fabrics were fashioned as an overlaying barrier for respirators and when constructed as face coverings. When used as material in these two situations, silk was more effective at impeding the penetration and absorption of droplets due to its greater hydrophobicity relative to other tested fabrics. We found that silk face coverings repelled droplets in spray tests as well as disposable single-use surgical masks, and silk face coverings have the added advantage over masks such that they can be sterilized for immediate reuse. We show that silk is a hydrophobic barrier to droplets, can be more breathable than other fabrics that trap humidity, and are re-useable via cleaning. We suggest that silk can serve as an effective material for making hydrophobic barriers that protect respirators, and silk can now be tested under clinical conditions to verify its efficacy for this function. Although respirators are still the most appropriate form of protection, silk face coverings possess properties that make them capable of repelling droplets.