Masques contre le covid-19 : quelles sont les alternatives ?

Herminia Soledad Cerda y Meneses (CIQA)

La M. C. est coordinatrice du transfert technologique au bureau de transfert technologique du Centre de recherche en chimie appliquée (CIQA). Contact : Cette adresse e-mail est protégée contre les spambots. Vous devez activer JavaScript pour le visualiser.

Ces derniers mois, l’utilisation des masques faciaux est devenue un sujet très débattu en raison de la pandémie de coronavirus SRAS-CoV-2. Les craintes concernant le développement de la covid-19, la maladie respiratoire causée par le virus, ont poussé les gens à rechercher des masques, ce qui a entraîné une importante pénurie de ces équipements pour le personnel médical et infirmier.

Les principales organisations de santé, notamment les Centres de contrôle et de prévention des maladies (CDC) et l’Organisation mondiale de la santé (OMS), ont exhorté les gens à ne porter des masques faciaux de qualité médicale que s’ils sont malades, afin de ne pas transmettre le virus à d’autres personnes, ou s’ils sont prestataires de soins de santé.

Les masques de qualité médicale comprennent les masques chirurgicaux jetables et les masques ou respirateurs N95. Les masques chirurgicaux sont utilisés pour empêcher les grosses particules et les gouttelettes respiratoires (qui sont envoyées dans l’air lorsqu’une personne tousse ou éternue) d’entrer ou de sortir par la bouche. Les masques respiratoires adaptés N95 sont conçus pour filtrer la fumée, les petites particules et les virus présents dans l’air.

L’autre alternative est constituée par les masques faciaux non médicaux : ils comprennent les masques en tissu réutilisables, les bandanas et les foulards, et ont le même objectif qu’un masque chirurgical : se protéger des grosses particules et des gouttelettes respiratoires. Cependant, ce type de revêtement de protection doit être nettoyé entre deux utilisations et n’est généralement pas utilisé dans un environnement médical.

À l’heure actuelle, il n’existe pas de masques spécialement développés pour protéger contre les virus ; comme mentionné, les masques existants (N95) fonctionnent contre la poussière, sont utilisés à des fins de sécurité des travailleurs et offrent des effets protecteurs sur les particules de poussière.

Le N95, l’une des normes de filtre de masque les plus courantes, est publié par le NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health). Les masques chirurgicaux utilisés dans les hôpitaux sont une catégorie de produits complètement différente des respirateurs N95, qui protègent l’environnement opérationnel de la contamination en bloquant les particules de salive ou de sécrétions respiratoires répandues dans l’environnement par le porteur. Cependant, les masques chirurgicaux protègent également le porteur, dans une certaine mesure, des aérosols en suspension dans l’air ou des bio-aérosols.

Les experts affirment que les masques chirurgicaux ne peuvent pas protéger suffisamment contre les virus et qu’il sera plus efficace d’opter pour des masques dits N95 ; Bien qu’ils aient une efficacité de filtration élevée, ils sont plus épais que les masques chirurgicaux et assez inconfortables pour une utilisation à long terme dans la vie quotidienne ; les N95 rendent la respiration difficile pendant l’utilisation, et les utilisateurs connaissent de graves problèmes dus à l’augmentation de la température et de l’humidité entre le visage et le tissu du masque.

Masques respiratoires N95

Il s’agit d’un dispositif de protection ajusté, porté autour du visage. Quand on dit « respirateur », on pense généralement au masque N95, qui doit son nom au fait qu’il bloque au moins 95 % des petites particules, y compris les virus. Plusieurs marques fabriquent des masques respiratoires N95, et ils existent en différentes tailles. Ce sont les masques que l’on demande aux gens de garder pour les professionnels de la santé, il est donc conseillé à tout le monde de ne pas aller les acheter.

Les masques respiratoires N95 existent en deux variétés : la première avec une valve à air externe unidirectionnelle et la seconde sans (également appelée masque chirurgical N95). Dans les deux types de respirateurs, le masque lui-même filtre l’air que vous respirez, vous protégeant ainsi des contaminants en suspension dans l’air. Les respirateurs dotés d’une valve unidirectionnelle permettent de garder le masque frais et moins étouffant car l’air chaud que vous expirez s’échappe plus facilement.

Cependant, selon le CDC, cela signifie que les respirateurs à valve permettent également à l’air non filtré de s’échapper et de se répandre dans l’air qui vous entoure. Ce problème ne se pose généralement que dans les environnements stériles, comme les salles d’opération, mais il a conduit certaines villes à interdire l’utilisation de masques respiratoires N95 munis d’une valve afin d’arrêter la propagation du covid-19.

Un masque chirurgical est-il un appareil respiratoire N95 ?

Non, les masques chirurgicaux ne sont pas conçus pour être utilisés comme des appareils respiratoires à particules et ne fournissent pas une protection respiratoire aussi importante qu’un appareil respiratoire N95. Les masques chirurgicaux constituent une barrière de protection contre les gouttelettes, y compris les grosses particules respiratoires. La plupart des masques chirurgicaux ne filtrent pas efficacement les petites particules de l’air et n’empêchent pas les fuites autour du bord du masque lorsque l’utilisateur inhale.

Les masques chirurgicaux seront faciles à identifier en les associant à ceux utilisés par le dentiste. Les professionnels de la santé les utilisent pour éviter les projections de liquides dans la bouche ; ils sont amples et laissent passer les particules en suspension dans l’air. Dans certains pays asiatiques, les gens portent souvent des masques pour se protéger du smog et des maladies respiratoires, mais ces masques ne sont pas conçus pour bloquer les petites particules présentes dans l’air. Encore une fois, l’objectif principal d’un masque chirurgical est d’empêcher le liquide provenant de l’éternuement ou de la toux d’une personne infectée de pénétrer dans votre bouche ou votre nez. Le fait d’en porter un peut vous protéger contre la maladie si vous êtes en contact étroit avec une personne infectée et peut également vous empêcher de transmettre votre maladie à quelqu’un d’autre, c’est pourquoi il est courant que les professionnels de la santé en portent en présence de patients malades.

Couvertures faciales

Enfin, nous ferons référence aux couvertures faciales qui sont destinées à vous protéger de la même manière que les masques chirurgicaux jetables, en bloquant les grosses particules et les gouttelettes respiratoires couramment utilisées au sein de la population. Ces protections faciales doivent couvrir le nez et la bouche, et peuvent être fabriquées dans divers tissus, notamment en coton, en soie ou en lin. Ils doivent être lavés à l’eau chaude entre deux utilisations et séchés à haute température dans un séchoir pour tuer toute bactérie ou tout virus qui pourrait les infecter. Le CDC indique que vous devez vous laver les mains avant et après avoir manipulé le couvre-visage, car sa surface peut contenir des virus ou des bactéries nocives. Vous ne devez pas non plus vous toucher le visage ou vous couvrir le visage lorsque vous le portez en public.

Pour ce qui est de se protéger et de protéger les autres du coronavirus, certaines données prometteuses montrent que les couvre-visages, y compris tous les masques cul-de-sac, qu’ils soient de qualité médicale ou faits maison, peuvent aider à contenir la propagation du virus. Des recherches préliminaires de l’Université d’Édimbourg, publiées le 21 mai 2020 , suggèrent que les protections faciales réduisent de plus de 90 % la distance vers l’avant parcourue par l’expiration d’une personne, ce qui indique la distance parcourue par son souffle après qu’il a quitté la bouche ou le nez.

Cependant, des jets d’air peuvent encore s’échapper sur le côté et à l’arrière, notamment, lors de la toux ou de la respiration sifflante. En outre, les chercheurs ont constaté que seuls les masques avec un joint étanche autour du visage empêchent la propagation de particules liquides porteuses d’un virus. Il s’agit tout de même d’une bonne nouvelle quant à la manière dont l’utilisation généralisée des protections faciales peut nous aider à ralentir la propagation du nouveau coronavirus.

En ce qui concerne les équipements de protection requis pour le personnel médical, en guise d’alternatives au respirateur N95, on développe des dispositifs qui font appel à de nouvelles technologies, qui, bien que toutes n’aient pas été nécessairement développées à cette fin, en observant le besoin découlant de la pandémie de covid-19, les chercheurs ont élevé leur utilisation à cette fin.

Dans le cas du Centre de recherche en chimie appliquée (CIQA), cela n’a pas été l’exception, et divers groupes de recherche ont promu tant l’application des techniques existantes dans l’état de l’art que leurs propres développements pour générer quelques alternatives ; ci-dessous, deux propositions du CIQA seront brièvement mentionnées.

Utilisation des nanofibres et des nanocomposites

Un de ses groupes de recherche envisage l’utilisation de nanofibres pour la fabrication de masques faciaux : en raison de la densité élevée de ce type de matériau, la fibre empêche mécaniquement l’accès des virus. L’utilisation de filtres composés de fibres de taille nanométrique est efficace à 99,9 % pour arrêter les virus et est très confortable en termes d’utilisation. Avec un tissu non tissé fin, les masques faciaux pourraient avoir un revêtement en nanofibres très léger qui pourrait répondre pleinement aux attentes de l’utilisateur pour sa structure et sa morphologie flexibles en laissant passer facilement l’humidité. Un masque comprenant une membrane ou un filtre en nanofibres pourrait même surpasser le masque N95 en atteignant une efficacité de filtration de 99,99 %.

Les nanofibres peuvent grandement améliorer les performances de la capacité des médias filtrants à éliminer les particules des flux d’air ; elles pourraient être les éléments clés des matériaux filtrants dans les masques ou les respirateurs, car les nanofibres ont une surface très élevée par unité de masse qui améliore l’efficacité de capture et d’autres phénomènes dépendant de la surface qui peuvent être manipulés sur les surfaces des fibres (comme la catalyse ou l’échange d’ions).

Le tissu de nanofibres pourrait être fabriqué par une technique d’électrospinning avec une plage de diamètre comprise entre 20 et 400 nm et une taille de pores de 30 à 500 nm, à partir d’une solution du polymère ou de mélanges de polymères, pour être utilisé le tissu comme un filtre pour former l’une des couches des masques dits à trois couches.

Une autre proposition développée au CIQA concerne l’utilisation de nanocomposites pour la fabrication de textiles. La technologie consiste en la fabrication d’un concentré de nanoparticules de cuivre et de silice par extrusion assistée par ultrasons, qui, une fois diluées, formeront un nanocomposite ; celui-ci sera utilisé pour fabriquer des filaments textiles à activité antivirale destinés à la fabrication de protège-dents.

Le haut degré de dispersion des nanoparticules permet une exposition maximale à la surface du filament et, par conséquent, une plus grande activité antivirale. Cette technologie a été développée et brevetée par CIQA (MX323756 et MX/a/2014/015586), et est destinée aux industries de traitement des polymères, du textile et du biomédical, qui génèrent des produits nécessitant une protection antivirale, antifongique et antimicrobienne.

La technologie a été testée sur des fibres textiles chargées de nanoparticules de cuivre et d’argent à des concentrations de 0,05, 0,5 et 5% p/p en contact avec des bactéries Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa, donnant des résultats satisfaisants en matière d’inhibition de la croissance à cent pour cent après quelques heures. Par ailleurs, le groupe de recherche teste actuellement sa propriété d’inhibition sur des échantillons de coronavirus. Parmi les avantages mis en avant par cette proposition figure le fait que l’utilisateur du masque bénéficie d’une protection physique et également chimique, que le masque est lavable et réutilisable et qu’il est capable d’inactiver le virus.

En plus de ces deux propositions présentées, le CIQA dispose d’autres technologies qui, d’une certaine manière, cherchent à s’appliquer autour d’applications liées aux masques ou à leur utilisation dans les équipements de protection du personnel médical et du secteur de la santé, qui pourront être présentées spécifiquement à une autre occasion.

Quotations

Rengasamy,S., B.C.Eimer, et R.E.Shaffer. (2009) Performance de filtration des masques chirurgicaux approuvés par la FDA. Journal International Society Respiratory Protection 26 ; 54-70.

https://www.cnet.com/health/face-masks-n95-masks-which-protect-against-coronavirus/

Références

Roberts, Caroline. « Couvertures faciales, masques N95 et masques chirurgicaux : à qui ils servent et comment les utiliser. »

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