Pandemie Spezial

N95-Masken lassen sich recyceln

Eine Stunde bei 70 °C tötet SARS-CoV-2

Eine Wiederverwendung von N95-Atemschutzmasken nach einer thermischen Desinfektion könnte eine kostengünstige Lösung für Krankenhäuser darstellen. Dass das möglich ist, zeigt eine kanadische Untersuchung.
Foto: lunx – stock.adobe.com

Auch Monate nach dem COVID-19-Pandemieausbruch mangelt es in manchen Bereichen an hochwertigem Atemschutz. Die größte Infektionsgefahr besteht für Personal im Gesundheitswesen. Sie sind besonders auf Atemschutzmasken vom Typ N95 angewiesen (Luftfiltrationsbewertung des US-amerikanischen National In­stitute for Occupational Safety and Health, gilt funktional gleichwertig mit FFP2- und KN95-Masken). Diese Art von Maske hat eine teilchenfiltrierende Funktion und schützt den Träger vor Viren. Eigentlich müsste dieser Mundschutz nach einmaligem Tragen entsorgt werden. Doch in Zeiten von Lieferengpässen sieht sich das Krankenhauspersonal weltweit gezwungen, diese länger zu tragen. Die Gefahr: Auf der Oberfläche der Maske sammeln sich Viren, die sowohl den Träger als auch den Patienten infizieren können. Wenn ein häufiger Wechsel nicht möglich ist, stellt sich die Frage, ob eine Wiederverwendung des Mundschutzes durch Desinfektion erreicht werden kann.

Dazu hat ein kanadisches Team um Dr. Gregory Borschel vom Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering an der Kinderklinik „SickKids“ eine Studie durchgeführt. Getestet wurden vier verschiedene Typen der N95-Masken (8110, 9105, 8210 und 1860 von 3M). Das Team unterzog die Masken einer thermischen Desinfektion bei 70 °C für 60 Minuten. Dabei wurde die Luftfeuchtigkeit variiert zwischen 0 Prozent, 25 Prozent, 40 Prozent und 50 Prozent. Vorher wurde der Mundschutz mit SARS-CoV-2 versetzt. Als Kontrollprobe dienten Atemschutzmasken, die ebenfalls mit dem Virus inokuliert, jedoch keiner thermischen Wärmebehandlung unterzogen wurden.

Das Ergebnis: Nach einer Wärmebehandlung bei 70 °C für 60 Minuten und 0% Luftfeuchtigkeit konnte in keiner der zuvor mit dem Virus versetzten Atemschutzmasken infektiöses SARS-CoV-2-Material nachgewiesen werden. Im Vergleich dazu: Die Schutzmasken, die keiner thermischen Wärmebehandlung unterzogen worden waren, zeigten eine hohe Zahl an SARS-CoV-2 auf der Oberfläche. Dies gilt für alle vier Arten der getesteten Masken. Angemerkt wurde jedoch, dass 155 statt vier Masken pro Gruppe hätten getestet werden müssen, um eine Nicht-Unterlegenheit ­sicher nachweisen zu können.

Bakterielle Inaktivierung bei 50% Luftfeuchtigkeit

Um zu testen, ob die Hitzebehandlung auch E. coli abtöten kann, wurden N95-Atemschutzmasken in kleine Stücke geschnitten. Die Oberfläche dieser Fragmente wurde anschließend mit E. coli versetzt. Als Negativkontrolle dienten zerschnittene Masken, die ­lediglich mit reinem Luria-Bertani-Medium, einem Nährmedium zur ­Kultivierung von Bakterien, versetzt wurden. Auch hier unterzog man das Probematerial den gleichen Desinfektionsbedingungen: 70 Grad für 60 Minuten bei einer Luftfeuchtigkeit von 0 Prozent, 25 Prozent, 40 Prozent und 50 Prozent. Nach 24 Stunden folgte das Auszählen der Kolonien aller Proben. Als Ergebnis zeigte sich, dass nach 60 Minuten thermischer Desinfektion bei 70 °C und 50 Prozent Luftfeuchtigkeit keine E. coli auf der Maske zu finden waren.

Faserstruktur bleibt erhalten

Es stellte sich jedoch die Frage, ob das Material der Masken unter den thermischen Behandlungen leiden würde. Untersucht wurde die Mikrostruktur der N95-Filterschicht. Das Resultat: Die hohen Temperaturen hatten die physikalische Struktur des Filters nicht beeinträchtigt. Die Durchmesser der Faser hatten sich kaum verändert. Auch die Passform, der Atemwiderstand und der Tragekomfort waren selbst nach zehn Wärmebehandlungen in gutem Zustand. Eine Desinfektion der Masken mit dieser Wärmebehandlung ist also möglich.

Ungeeignete Methoden

Nicht nur das Team vom Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering untersuchte Methoden zur sicheren Wiederverwendung von Atemschutzmasken. Auch andere Forscherteams versuchten aufgrund des Mangels Wege zu finden, bereits getragene Masken zu dekontaminieren. Getestet wurden Verfahren wie das Behandeln der Masken mit ultraviolettem Licht, das Autoklavieren und das Reinigen mit 70-prozentigem Ethanol oder 2-prozentiger Chlorlösung. Das Problem hier: Die Qualität des Filters der 95N-Masken litt unter der Prozedur. Eine sichere Wiederverwendung war hier nicht gegeben. |

Literatur

Daeschler SC et al: Effect of moist heat reprocessing of N95 respirators on SARS-CoV-2 inactivation and respirator function. CMAJ 2020 doi: 10.1503/cmaj-201203: 30. Juli 2020

Regina Huwa, Apothekerin

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