接客業で多くみられる「マウスシールド」その有効性は【#コロナとどう暮らす】

(写真:ロイター/アフロ)

 新型コロナウイルスを経験したことによって、私たちの暮らしは今後どのように変化するのか。Yahoo!ニュースに寄せられたユーザーの声の中に、マウスシールドの有効性を問うものがあった。これまでの論文などから、今回は主にマウスシールドの効果について考えてみた(この記事は2020/07/09の情報に基づいて書いています)。

透明マスクの歴史

 すでにWHOもマスクに感染を広げない効果があることを認め、マスク着用が世界的に推奨されている。ドイツでは、マスク着用によって新型コロナ感染症の感染増加率が約40%減少したという(※1)。

 新型コロナ感染症は、主に接触感染と飛沫感染によってウイルスが感染すると考えられている。そのため、入念な手洗いの励行によって接触感染を防ぎ、マスク(市販の不織布製マスク)着用によって飛沫の拡散を防ぐことが期待できる。

 一方、飲食店や販売店などの接客業の現場で、透明プラスチック製のマウスシールドの着用が見られるようになっている。

 実はこうした透明タイプのマスクの歴史は長い。戦前の1936年に発表された論文には、デュポン社が開発した酢酸セルロース(植物のセルロース由来の樹脂)で作った透明マスク(Walker's mask)が記載されている(※2)。このマスクは顎の下が開放されていて現在のマウスシールドとは逆になっているが、かなり以前から同じような発想のマスクがあったことに驚かされる。

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酢酸セルロースで作られた1930年代の透明マスク。左が医療者、右は授乳者が着用し、鼻と頬に密着させ、顎の下が開放している。Via:Edward G. Waters, "Adequate Surgical Masking: Problem and Solution" American Journal of Surgery, 1936

 当時は、繊維がランダムに何重にも重なった不織布もなかったし、コットンガーゼの質も悪かったので、空気をほとんど通さない軽量な酢酸セルロース製の透明マスクが考案された。だが、呼吸がしにくいなどの不具合があり、次第に布製のマスク(とプラスチックマスクの併用など)に代わっていく(※3)。

 主に飲食店や販売店などの接客業で使われているマウスシールドが発売され始めたのは2000年代に入ってからだ。この国際特許は2008年に出されたが、医療用ではなく食品や商品、他者を従事者の飛沫汚染から守ることを目的としている(※4)。

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この国際特許を取得したのは韓国人でまず韓国で先行特許を出願し、改良型として欧州特許(EPO)などにいくつかの特許がある。本体は透明プラスチック、顎でホールドし、両耳へ紐でかける。中国製を含めて類似品が多いが、知財としてはこの特許が先行しているようだ。Via:Gyu-Seoung Shim, "Sanitary mask for the protection of others" WO2009088185A2, WIPO (PCT), 2008

新型コロナウイルスは空気感染するのか

 では、このように口元だけをおおい、上部が開口しているマウスシールドに、不織布製マスクのようなウイルスを感染させにくくする効果はあるのだろうか。

 顔の前面をおおうフェイスシールドに関する論文はいくつかある。だが、残念ながら今のところマウスシールドについて評価した論文は見つけられておらず、医療用ではないマウスシールドの評価は、まだ定まっていないと思われる。

 そこで、特に新型コロナウイルスが感染する仕組みなどから、マウスシールドの効果について考えていきたい。

 一般的にウイルスや細菌による感染は、直径5マイクロメートル以上のエアロゾルによるものを飛沫感染という。こうしたサイズの飛沫が落下し、周囲の水分などが蒸発するなどして残って5マイクロメートル以下になった場合、飛沫核といい(※5)、この飛沫核が空中を浮遊して感染すればそれを飛沫核感染(=空気感染)というようだ。

 この定義によれば、もし新型コロナウイルスが5マイクロメートル以下であれば、空気感染させることになるといえる。また、新型コロナウイルスは空気中で3時間は残存することもあるようだ(※6)。ただ、飛沫核感染が空気感染とする定義にしても100年以上前に考えられたものであり、サンプリングが正しいかどうかを含め、新型コロナウイルスについて、エアロゾル中の評価についてはまだ定まっていない(※7)。

 最近の研究では、粘度によるくっつきやすさやそのサイズのウイルス量で感染させるだけの力があるかどうかは別にして、新型コロナウイルスが直径1マイクロメートル(PM1)以下という微小粒子状物質に存在することが確認され始めている(※8)。

 WHO(世界保健機関)はパンデミックの発生当時から、人工呼吸器の挿管・抜管時などの特殊な状況を除外し、新型コロナウイルスは空気感染しないという態度を取ってきた(7月7日、WHOの技術専門官はメディアブリーフィングで空気感染の可能性について確認中とし、7月9日にこれまでの研究をまとめる形式で公式な見解を出した)。

 だが、最近になって空気感染に近い感染ルートを支持する研究論文が出てきている(※9)。ポルトガルの研究グループは、エアロゾル感染やより空気感染に近い形での空気伝達感染経路を疑い、エアコンや空調システムを介しての感染拡大を警告したほか(※10)、空気感染とは断言しないものの空気を媒介にした感染ルート(混濁粒子)や発話による空気感染を支持する研究論文もいくつかある(※11)。

 オーストラリアなどの研究者らが2020年7月6日に英国の感染症雑誌に出した論考(※12)によれば、新型コロナウイルスが空気を媒介にした感染をするという証拠は出そろっているとし、WHOはそれを前提にした防護策に取り組むべきと述べている。

マウスシールドに感染を防ぐ効果はあるか

 こうしたことを前提にマウスシールドについて考えてみよう。

 マウスシールドは口元をおおうことで主に着用者からの飛沫を排出させないことを目的にし、飲食などの接客業の従事者が自らの飛沫を商品や顧客に浴びせさせないために着用することが多い。飲食店の中ではクラブやスナック、居酒屋などの接客業で、表情が見えることや呼吸のしやすさなどからマウスシールドを着用するケースも少なくないようだ。

 マウスシールドは主に口から相手など前方へ出る大きなサイズの飛沫を防ぐことをある程度、防ぐことはできるかもしれないが、会話中に出る小さなサイズの飛沫の飛散を防ぐことができるかどうかについては疑問が残る。まして新型コロナ感染症が空気感染するかもしれないとすればなおさらだ。

 もちろん飛ぶ距離に違いはあるが、くしゃみや咳による飛沫よりも呼吸や会話中に出る飛沫のほうがずっと小さい。また、会話中の粒子サイズには1マイクロメートル前後のものも多く、飛沫の数は声が大きくなるにつれて多く出るようになる(※13)。

 医療用N95マスクなどと異なり、不織布マスクの繊維の隙間を考えればマスクのフィルタリング効果も約90%のエアロゾルを捕捉できるものの限定的と考えられ、日常生活でマスクを隙間なく完全に顔に密着させ続けることは不可能だ(※14)。これだけウイルスを含む粒子が小さい場合、マスクの隙間からかなりの量が漏れてしまうのだから、上が開放されているマウスシールドの防止力については言うまでもない。

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マスク着用あり(左)となし(右)の発話時の発生エアロゾルの比較。マウスシールドでこのような図はないが、顔の下半分をおおうマスクでもこれだけのエアロゾルが出ていることで、マウスシールドでどうなるかを想像できそうだ。Via:Christian J. Kahler, Rainer Hain, "Fundamental protective mechanisms of face masks against droplet infections." Journal of Aerosol Science, 2020

 つまり、マウスシールドの場合、上部が完全に開放されていることで、むしろ呼吸や発話によって発生したエアロゾルを吹き上げてしまう危険性さえあるといえる。

 では、感染を防ぐ効果はどうだろうか。

 医療従事者がゴーグルやフェイスシールドを使用する目的は、主に感染者からの目や顔、鼻、口などへの血液や唾液、その他の体液による感染を防ぐことを目的にしている。

 ゴーグルやフェイスシールドだけでは感染を防ぐことはできないため、医療現場でのゴーグルやフェイスシールドは医療用マスクやガウンなどと一緒に装着される(※15)。また、新型コロナ感染症のパンデミックでは、医療現場で医療用個人防護具が不足したため、耐久性があり再利用が可能なフェイスシールドの活用が推奨された(※16)。

 一方、眼球を通じた感染リスクは新型コロナ感染症のパンデミック初期から指摘されていた。まだ、はっきりわかっているわけではないが、このウイルスの感染メカニズムから眼球を経由した飛沫感染の危険性は排除できない(※17)。

 目の感染防護は主に医療従事者のためのものだが、それが重要とすれば口だけをおおうマウスシールドに感染を防ぐ効果は期待できないことになる。

 感染拡大を防ぐための社会的な距離の保持、いわゆるソーシャル・ディスタンシングでは、2メートル(最低でも1メートル)物理的な距離を保持するように推奨されているが、これはお互いにマスクを着用している場合にのみ当てはまるようだ(※18)。十分なソーシャル・ディスタンシングの距離については議論が続いているが(※19)、至近距離の対面会話でマウスシールドが小さなサイズの飛沫感染を防ぐことはできないだろう。

 これらのことから、残念ながら接客業などが期待している対面接客や物品でのウイルスの飛沫感染防止にマウスシールドはあまり効果がないと考えられるが、もちろんすぐに落下してしまうような大きな飛沫を前方へ吐き出すことをある程度、防ぐことはできる。

 また、感染症では、口や鼻に手指が触れることで付着したウイルスや細菌に感染するが、マスクの着用はこうした手指による感染を防ぐ効果もある。マウスシールドを着用することで、同様に口や鼻を無意識に触ってしまうことを防ぐこともありそうだ(※20)。

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画像制作:Yahoo! JAPAN

 もっとも、マスクがフィットしていない場合、マスク表面を触ってしまい、逆に感染リスクを高めることがあるように、マウスシールドも本体を手で触ったりするのは避けるべきで、使い回しなどはもってのほかだろう。頻繁に手洗いなどをすることで、こうした接触感染のリスクを下げることが可能だ。

なぜ多い? 透明マスクのニーズ

 マスクで顔の下半分を隠すと、相手の表情を読めないことで心理的な混乱に陥るという意見もある。特に聴覚障がい者とのコミュニケーション、プライマリケア(かかりつけ医など一般的な総合診療)など患者とのコミュニケーションが重要になる医療、接客業などの現場でのマスク着用による問題は以前から指摘されてきた(※21)。

 インターネット上では、米国ケンタッキー州の女子大生が、透明プラスチックをつけて口が見えるようにした自作マスクを提案して話題にもなった。彼女は視聴覚障がい者のために、この口の動きが見えるマスクを広めようとしている。

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21歳のアシュレイ・ローレンスさんが手作りした聴覚障がい者(Deaf and Hard of Hearing)のための口が見えるマスクとその運動「DHH Mask Project」のFacebookページ。Facebookより

 マスクに抵抗のある文化は多い。イスラム諸国から移民を受け入れてきた欧州には、目だけを出したベールを禁止してきた国もある。そうした国の人がマスクを着用せざるを得ない状況になったことで、これまでの文化的態度を顧みる動きも出てきた(※22)。

 こうして考えれば、ウイルス対策としては心許ないながら、口元が見えるマウスシールドが使われている背景も理解できる。

 感染させられる人の健康状態によっても変わってくるが、他者へ感染させる最小ウイルス量についても、また呼吸や発話で発生する微小サイズの飛沫が持つ感染力についてもまだよくわかっていない。感染者の感染と発症の時期によって変わるウイルス量によって感染力も違ってくる(※23)。

 もしマウスシールドを使うなら、なるべく大きな声を出さず、長時間の対面会話は避けたほうがいいだろう。そして、換気を良くして距離を取ればウイルスが拡散し、相手へ到達するウイルス量を減らすことができるかもしれない。

 それにしても現在の技術で、冒頭で紹介した1930年代の透明マスクのようなものを作ることができないのだろうか。

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【この記事は、Yahoo!ニュース個人編集部とオーサーが内容に関して共同で企画し、オーサーが執筆したものです】

※1:Timo Mitze, et al., "Unmasked! The effect of face masks on the spread of COVID-19https://voxeu.org/article/unmasked-effect-face-masks-spread-covid-19" VOXEU CEPR, June, 22, 2020

※2:Edward G. Waters, "Adequate Surgical Masking: Problem and Solution" American Journal of Surgery, Vol.32, No.3, 1936

※3-1:Charles A. Rockwood, et al., "The Surgical Mask: Its Development, Usage, and Efficiency" A.M.A. archives of surgery, Vol.80(6), 963-971, 1960

※3-2:John L. Spooner, "History of Surgical Face Masks" AORN Journal, Vol.5(1), 76-80, 1967

※3-3:Nathan L. Belkin, "The Evolution of the Surgical Mask: Filtering Efficiency Versus Effectiveness" Infection Control & Hospital Epidemiology, Vol.18, Issue1, 49-57, 1997

※4:Gyu-Seoung Shim, "Sanitary mask for the protection of others" WO2009088185A2, WIPO (PCT), 2008

※5:X Xie, et al., "How far droplets can move in indoor environments- revisiting the Wells evaporation-falling curve" INDOOR AIR, Vol.17, 211-225, 2007

※6:Anita K. Simonds, "‘Led by the science’, evidence gaps, and the risks of aerosol transmission of SARS-COV-2." RESUSCITATION, Vol.152, P205-207, May, 15, 2020

※7-1:W D. Griffiths, G A L. Decosemo, "The assessment of bioaerosols: A critical review" Journal of Aerosol Science, Vol.25(8), 1425-1458, 1994

※7-2:Raymond Tellier, "Review of Aerosol Transmission of Influenza A Virus." Emerging Infectious Diseases, Vol.12, No.11, November, 2006

※7-3:Jan Gralton, et al., "The role of particle size in aerosolised pathogen transmission: A review." Journal of Infection, Vol.62, Issue1, 1-13, January, 2011

※8:Jean F. Gehanno, et al., "Evidences for a possible airborne transmission of SARS-CoV-2 in the COVID-19 crisis." Archives des Maladies Professionnelles et de l'Environnement, doi.org/10.1016/j.admp.2020.04.018, May, 4, 2020

※9-1:Nan Zhang, et al., "Close contact behavior in indoor environment and transmission of respiratory infection." INDOOR AIR, Vol.30, Issue4, 645-661, July, 2020

※9-2:Renyi Zhang, et al., "Identifying airborne transmission as the dominant route for the spread of COVID-19." PNAS, Vol.117, No.26, 14857-14863, June, 30, 2020

※9-3:Kimberly A. Prather, et al., "Reducing transmission of SARS-CoV-2" Science, Vol.368, Issue6498, June, 26, 2020

※10:G Correia, et al., "Airborne route and bad use of ventilation system as non-negligible factors in SARS-CoV-2 transmission" Medical Hypotheses, Vol.141, 109781, 2020

※11-1:G Buonanno, et al., "Estimation of airborne viral emission: Quanta emission rate of SARS-CoV-2 for infection risk assessment" Environment International, Vol.141, 105794, May, 11, 2020

※11-2:Alyssa C. Fears, et al., "Persistence of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 in Aerosol Suspensions" EMERGING INFECTIOUS DISEASES, Vol.26, No.9, June, 22, 2020

※11-3:Renyi Zhang, et al., "Identifying airborne transmission as the dominant route for the spread of COVID-19" PNAS, Vol.117, No.26, 14857-14863, June, 30, 2020

※12:Lidia Morawska, Donald K. Milton, "It is Time to Address Airborne Transmission of COVID-19" Clinical Infectious Diseases, ciaa939, doi.org/10.1093/cid/ciaa939, July, 6, 2020

※13:Sima Asadi, et al., "Aerosol emission and superemission during human speech increase with voice loudness." SCIENTIFIC REPORTS, Vol.9: 2348, doi.org/10.1038/s41598-019-38808-z, February, 20, 2019

※14-1:Tara Oberg, Lisa M. Brosseau, "Surgical mask filter and fit performance." American Journal of Infection Control, Vol.36, Issue4, 276-282, 2008

※14-2:Mahesh Jayaweera, et al., "Transmission of COVID-19 virus by droplets and aerosols: A critical review on the unresolved dichotomy." Environmental Research, Vol.188, 109819, June, 13, 2020

※14-3:Siddhartha Verma, et al., "Visualizing the effectiveness of face masks in obstructing respiratory jets." Physics of Fluids, Vol.32, 061708, doi.org/10.1063/5.0016018, June, 30, 2020

※14-4:Christian J. Kahler, Rainer Hain, "Fundamental protective mechanisms of face masks against droplet infections." Journal of Aerosol Science, Vol.148, 105617, June, 28, 2020

※15-1:William G. Lindsley, et al., "Efficacy of Face Shields Against Cough Aerosol Droplets from a Cough Simulator." Journal of Occupational and Environmental Hygiene, Vol.11, Issue8, 2014

※15-2:Raymond J. Roberge, "Face shields for infection control: A review." Jounral of Occupational and Environmental Hygiene, Vol.13, Issue4, 2016

※15-3:S Aguilar-Duran, et al., "Incidence and Risk Factors of Blood Splatter in Dermatological Surgery: How Protective Are Full Facial Masks?" British Journal of Dermatology, Vol.176, No.1, 275-277, 2017

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※17-2:Ivan Seah, Rupesh Agrawal, "Can the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Affect the Eyes? A Review of Coronaviruses and Ocular Implications in Humans and Animals." Ocular Immunology and Inflammation, doi.org/10.1080/09273948.2020.1738501, March, 16, 2020

※17-3:Pietro Emanuele Napoli, et al., "The Ocular Surface and the Coronavirus Disease 2019: Does a Dual ’Ocular Route' Exist?" Journal of Clinical Medicine, Vol.9, 1269, doi:10.3390/jcm9051269, April, 28, 2020

※17-4:Derek K. Chu, et al., "Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis." THE LANCET, Vol.395, Issue10242, June, 1, 2020

※18-1:Leonardo Setti, et al., "Airborne Transmission Route of COVID-19: Why 2 meters/6 Feet of Inter-Personal Distance Could Not Be Enough." International Journal of Environmental Research & Public Health, Vol.17(8), 2932, April, 23, 2020

※18-2:Anita K. Simonds, "‘Led by the science’, evidence gaps, and the risks of aerosol transmission of SARS-COV-2." RESUSCITATION, Vol.152, P205-207, May, 15, 2020

※19-1:Prateek Bahl, et al., "Airborne of Droplet Precautions for Health Workers Treating Coronavirus Disease 2019?" The Journal of Infections Diseases, doi.org/10.1093/infdis/jiaa189, April, 16, 2020

※19-2:Zeshan Qureshi, et al., "What is the evidence to support the 2-metre social distancing rule to reduce COVID-19 transmission?" CEBM, June, 22, 2020

※20:Rachel T. Weber, et al., "Environmental and Personal Protective Equipment Contamination during Simulated Healthcare Activities." Annals of Work Exposures and Health, Vol.63, No.7, 784-796, 2019

※21-1:Carmen Ka Man Wong, et al., "Effect of facemasks on empathy and relational continuity: a randomised controlled trial in primary care." BMC Family Practice, Vol.14, doi.org/10.1186/1471-2296-14-200, 2013

※21-2:Urvakhsh Meherwan Mehta, et al., "The "mind" behind the "mask": Assessing mental states and creating therapeutic alliance amidst COVID-19" Schizophrenia Research, doi: 10.1016/j.schres.2020.05.033, May, 16, 2020

※22:Mario Ricca, "Don't Uncover that Face! Covid-19 Masks and the Niqab: Ironic Transfigurations of the ECtHR's Intercultural Blindness" International Journal for the Semiotics of Law, doi.org/10.1007/s11196-020-09703-y, April, 30, 2020

※23-1:Mark Nicas, et al., "Toward Understanding the Risk of Secondary Airborne Infection: Emission of Respirable Pathogens." Journal of Occupational and Environmental Hygiene, Vol.2, Issue3, 143-154, 2005

※23-2:Sima Asadi, et al., "The coronavirus pandemic and aerosols: Does COVID-19 transmit via expiratory particles?" Aerosol Science and Technology, Vol.54, Issue6, 635-638, April, 3, 2020