Главная страница
Запрос коммерческого предложения
Отправить сообщение Заказать обратный звонок Заявка на оборудование
 

Передача COVID-19 посредством аэрозолей

Передача COVID-19 посредством аэрозолей

Основным путем переноса вируса COVID-19 является аэрогенный. Вирусы перемещаются с помощью аэрозолей, которые возникают в дыхательных путях инфицированного человека. В данной статье будут рассмотрены основы физики аэрозолей и переноса инфекционных частиц в контексте передачи вируса от человека к человеку.

Для распространения аэрозолей из легких человека важны следующие аспекты: возникновение аэрозолей в дыхательных путях источника, их выделение в окружающую среду и их поведение в свободном пространстве, а также депонирование после его аспирации в дыхательных путях реципиента.

Для выделения аэрозоля из дыхательных путей источника требуется энергия. Для этого как раз хватает энергии, которая образуется при нормальном дыхании человека в состоянии покоя. По сравнению с дыханием в состоянии покоя акты кашля и чихания повышают скорость исходящего потока воздуха примерно в 4 раза, однако максимальное расстояние, которое преодолевает аэрозольное облако пред лицом человека, увеличивается незначительно: это расстояние составляет 0,6 м при обычном дыхании, 0,6 м при чихании, 0,8 м при кашле.

Аэрозоль представляет собой твердые или жидкие частицы, взвешенные в газовой среде. Диаметр этих частиц варьируется от от 0,001 до 100 мкм. Для вычисления основных механизмов осаждения — седиментации и импакции — необходим аэродинамический диаметр частицы который равен соотношению размера и плотности частиц. Для классификации аэрозолей используется масс-медианный аэродинамический диаметр. Способность аэрозольных частиц переносить вирусы зависит от массы частиц, при этом масса частицы равна ее диаметру, возведенному в третью степень. При выдохе частицы аэрозоля меняют размер в зависимости от относительной влажности среды. При более низкой влажности частицы сжимаются, при более высокой могут увеличиваться, меняя при этом физические свойства. В свободном пространстве под действием силы притяжения происходит седиментация частиц. В случае, если размер частиц меньше 0,5–1 мкм, сила внутреннего трения Стокса препятствует осаждению. Аэрозоли с частицами такого размера остаются в воздухе почти неподвижно и могут снова попасть в организм человека со вдохом.

Аэрозоли, состоящие из более крупных частиц быстрее оседают, а значит риск столкнуться с именно такими аэрозолями наиболее высок рядом с их источником (пациентом). Вместе с тем нужно учитывать жизнеспособность вируса в аэрозоле. Последние эксперименты по коронавирусу показали, что период полужизни вируса Sars-CoV-2 в аэрозолях равен 1,1 часа. Сможет ли вирус достичь стабильной опасной концентрации в воздухе, зависит от вирусной нагрузки на человека (низкой или высокой), минутного объема дыхания, размера и вентиляции помещения. В целом, передача вируса аэрозольным путем представляется вполне вероятной. Поэтому имеет смысл обеспечить постоянное проветривание помещения и использовать маски.

Аэрозольные частицы размером 3–4 мкм перемещаются вместе со своим газом-носителем. Однако если воздушный поток меняет направление, из-за инерции масс частица стремится к перемещению прямо. Если же она при этом наталкивается на поверхность, происходит импакция. Наиболее резкое изменение направления воздушного потока при выдохе в верхнем отделе дыхательных путей происходит в голосовой щели. Таким образом, мелкие частицы с большей вероятностью могут попасть в нижние дыхательные пути и в клетки альвеолярного эпителия, но существует 50% вероятность того, что частицы, имеющие масс-медианный аэродинамический диаметр менее 10 мкм, могут депонироваться внутри бронхов.

При применении методов респираторной поддержки: высокопоточной назальной оксигенотерапии, CPAP-терапии и неинвазивной и инвазивной вентиляции легких система органов дыхания подвергается дополнительному внешнему давлению или же обеспечивается подача потока дыхательной смеси. Исследование по ИВЛ показало, что при повышении положительного давления в дыхательных путях на выдохе (в данном случае >5 см H2O) при выдохе увеличивается количество аэрозольных частиц. Так как респирабельная фракция аэрозоля образуется на уровне альвеол, повышенный альвеолярный рекрутмент, по всей видимости, вызывает повышенное образование аэрозолей. Этим и объясняется более высокая вероятность передачи заболевания при нахождении рядом с пациентом, который получает указанную респираторную терапию.

Если же вести речь о стандартной ИВЛ, то еще до начала инвазивной вентиляции необходима интубация, при проведении которой применение надлежащих СИЗ совершенно необходимо. При эндотрахеальной аспирации образование вирусных аэрозолей у пациента также является высоким. В литературе нет данных в отношении передачи вируса у пациентов на инвазивной ИВЛ за рамками проведения медицинских манипуляций.С точки зрения авторов, при сравнении данных в отношении интубации и эндотрахеальной аспирации последняя представляет значительно более высокий риск распространения инфекции аэрозольным путем. Поэтому для аспирации должны применяться закрытые аспирационные контуры. При инвазивной вентиляции легких необходимо обратить внимание, чтобы выдыхаемый пациентом воздух подвергался соответствующей фильтрации.