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什么是氣溶膠(到底什么是“氣溶膠”)
月9日,國務院聯(lián)防聯(lián)控機制召開新聞發(fā)布會上,中國疾病預防控制中心研究員馮錄召就網(wǎng)友關心的氣溶膠是否傳播新冠病毒的問題作了回答。
馮錄召稱,目前新型冠狀病毒最主要的傳播途徑是近距離的呼吸道飛沫傳播,還有間接的接觸傳播,氣溶膠傳播和糞—口傳播途徑有待進一步的明確。流行病學調查顯示,多數(shù)病例是可以追蹤到跟確診病例有密切接觸史的,這個情況符合當前飛沫傳播和接觸傳播的一些特征。
馮錄召表示,具體什么是氣溶膠傳播,氣溶膠傳播是指飛沫在空氣中懸浮的過程中,因為失去水分,剩下的蛋白質和病原體組成核,就形成了飛沫核,這個飛沫核可以飄到更遠的地方造成遠距離的傳播,這個就是氣溶膠傳播,一般情況下在特定的環(huán)境里面,可能發(fā)生氣溶膠傳播。比如說在一些臨床氣插管中,目前沒有證據(jù)顯示新冠病毒通過氣溶膠傳播。
2月9日,武漢市武昌區(qū)曇華林社區(qū)工作人員為社區(qū)居民發(fā)放防護物資。 新華社記者 李賀 攝
要想了解“氣溶膠”傳播,就得首先明白到底什么是“氣溶膠”?之前,人類發(fā)現(xiàn)哪些疾病可能通過氣溶膠傳播?
2019年1月31日,英國萊斯特大學醫(yī)學院感染、免疫和炎癥科教授Julian W. Tang在權威學術期刊BMC Infectious Diseases《BMC傳染病》上發(fā)表了一篇關于氣溶膠的綜述性文章。Julian W. Tang還與全球多地的工程學專家在與空氣傳播感染控制有關的氣溶膠傳播和氣流動力學方面進行積極的合作。他現(xiàn)在還擔任《PLOS ONE》的學術編輯和《感染、遺傳學和進化》特刊的客座編輯。
這篇題為“Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary”(《評論:對于傳染源氣溶膠傳播的認識》),對氣溶膠傳播進行了詳盡的闡述。以下為澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者對論文的全文翻譯:
摘要
盡管對于大多數(shù)呼吸道傳染源而言,短距離飛沫傳播是可能的,但確定同一傳染源是否也通過空氣傳播,對所需的感染控制干預措施的類型(和成本)有著巨大的潛在影響。
氣溶膠的概念與定義也常被討論,它常被和飛沫傳播混為一談。有些作者用“氣溶膠”代表“飛沫傳播”或者“氣溶膠傳播”,大多數(shù)作者還認為空氣傳播是氣溶膠傳播的代名詞,
但是,在討論針對個別能夠通過空氣(氣溶膠)途徑傳播病原體,以及針對該病原體特定感染控制干預措施時,這些術語經(jīng)常被混淆使用,比如肺結核,麻疹和水痘。
因此,當我們需要知道某種特定的干預措施,如要使用的個人防護裝備(PPE)的類型是否能被視為足以預防感染發(fā)生(比如是否需要佩戴N95而非外科口罩)的時候,弄清這樣的術語是十分重要的。
在這種情況下,這篇評論認為“氣溶膠傳播”是針對一些傳染病的常用術語,這些傳染病已被公認可以通過空氣傳播。此文還討論了其他病原體,例如流感病毒,其空氣傳播的潛力更多地取決于不同的宿主、病毒和環(huán)境因素,并且其氣溶膠傳播的潛力可能被低估了。
背景
如果一種傳染源從分類上來說可以通過空氣傳播,那么“可通過氣溶膠傳播”的判斷對于醫(yī)護人員如何與確診病人接觸、使用怎樣的個人防護裝備就有十分重要的意義。
用于預防空氣傳播的傳染源(比如氣溶膠傳播)通常比預防僅通過飛沫或接觸傳播的傳染源的個人防護裝備更貴。原因與氣溶膠的特點有關:一是它們跟隨氣流流向,這需要人防護裝備在氣道周圍緊密密封;二是對于生物氣溶膠而言,它們的尺寸很小,要求人防護裝備增強過濾能力。
近期基于臨床的幾篇文章、指南和流行病學數(shù)據(jù),突出顯示了中東呼吸綜合癥(MERS-CoV)和埃博拉病毒可能存在的氣溶膠傳播途徑。針對后者的一些研究回應試圖將這些理論風險放在更實際的角度,并且這很好地說明了將這些爆發(fā)或再次爆發(fā)的病原體分類是件多么令人困惑的事,很難將它們分成飛沫(短程)傳播或是空氣傳播(短且可能遠程)傳輸類別。
但是,這種闡述并非是非黑即白的,而是相對的。因為這兩種都有可能通過氣溶膠進行近距離人際傳播(與感染者1米以內)。
定義
嚴格來講,“氣溶膠”指的懸浮在氣體中的顆粒,例如空氣中的小液滴。多年來,有很多已出版的相關研究通過顆粒直徑對其進行分類。
例如,普遍上認為:
一是沿氣流流線運動的空氣動力學直徑小于5–10μm的小顆粒具有潛在的短距離和長距離傳播能力;<5 μm的顆粒能夠輕易穿透氣道一直到達肺泡腔,<10 μm的顆粒容易穿透聲門下方。
二是直徑> 20μm的大液滴,它們更容易在重力影響下沉降,由于液滴太大,它們無法沿吸入氣流流線運動。對于這種粒徑,佩戴普通外科口罩即可起到有效防護作用,這種大液滴由于直徑太大,也不會通過口罩兩側(沒有緊貼皮膚的地方)被吸入呼吸道。
三是直徑為10-20μm的“中間顆?!?,它們在某種程度上兼有小顆粒和大液滴的一些特性,但沉降速度比小于10μm的顆???,且可能攜帶的病原體劑量比大于20μm的大液滴小。
“氣溶膠”還包括“液滴核”,它們是空氣動力學直徑為10μm或更小的小顆粒,通常在呼出的呼吸液滴快速干燥過程中產生。
但是,在某些情況下,例如周圍空氣流動強,較大的液滴也會像氣溶膠一樣表現(xiàn),并有可能通過此途徑傳播感染。
我們由此可以推斷出,當顆粒直徑大于10 μm時,在下呼吸道(LRT)和聲門以下的穿透力迅速減弱,在該部位引發(fā)感染的可能性也迅速降低。
類似地,直徑大于20 μm的顆粒引發(fā)感染的可能性更小,因為此類大顆??赡苷掣降胶粑郎掀ふ衬け砻妫蛟谶M入下呼吸道前被纖毛纏住。
美國傳染病學會(IDSA)提出了一個一般意義上的定義方案,將直徑小于等于10μm的顆粒定義為“可入肺顆粒(respirable particles)”;直徑在10μm到100μm之間的叫做“可吸入顆粒(inspirable particles)”,這些幾乎全部都沉積在上呼吸道。
一些作者提出了“精細氣溶膠(fine aerosols)”,由直徑5μm或更小的顆粒組成,但這有時受到測量儀器的限制。幾位論文作者將通過大液滴或氣溶膠大小的顆粒傳播一起稱作“空氣傳播”,或使用“氣溶膠傳播”描述可以通過吸入任何大小的顆粒引起疾病的病原體。
但是,我們認為將直徑小于10微米的顆粒和其他更大一些的顆粒區(qū)分開來是重要的,因為它們在質量上的顯著差異意味著不同的懸浮時間,滲透氣道區(qū)域以及對個人防護裝備的要求。
在本文中,我們用“空氣傳播”指代最為常見的一種定義,即病原體通過直徑小于10微米的氣溶膠大小的顆粒進行的傳播。
如果被感染的病人由于呼吸、咳嗽或打噴嚏制造了不同大小的傳染性飛沫,那么個體之間無論是短距離呼吸道飛沫傳播,還是空氣中的小液滴核傳播都是可能的,傳播方式取決于與患者源的距離。
短程和長程氣溶膠傳播的潛在途徑,以及這些液滴在表面(媒介)的沉降
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