Coronavirus: So effektiv reduzieren Masken das Ansteckungsrisiko

Coronavirus: Gut sitzende Masken senken Infektionsrisiko deutlich

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass das Tragen von Masken im Vergleich zum Abstand halten das Risiko einer Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 deutlich stärker reduziert. Demnach besteht ein sehr geringes Ansteckungsrisiko, wenn alle einen Mundschutz tragen, auch wenn dieser nicht perfekt auf das Gesicht passt.

Das Tragen von Masken ist eine der wichtigsten Maßnahmen, um die Zahl der Infektionen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 und der durch das Virus verursachten Krankheit COVID-19 einzudämmen. Einen besonders guten Schutz bieten FFP-2-Masken. Das zeigt auch eine neue Studie.

Selbst drei Meter Abstand reichen nicht

Sogar drei Meter Abstand schützen nicht, heißt es in einer aktuellen Mitteilung der Max-Planck-Gesellschaft. Selbst bei dieser Distanz dauert es demnach keine fünf Minuten, bis sich eine ungeimpfte Person, die in der Atemluft eines Corona-infizierten Menschen steht, mit fast hundertprozentiger Sicherheit ansteckt. Dies ist die schlechte Nachricht.

Die gute Nachricht ist, ist, dass wenn beide gut sitzende medizinische oder noch besser FFP2-Masken tragen, das Risiko drastisch sinkt. Wie gut welche Masken bei welcher Trageweise schützen, hat ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen in einer umfassenden Studie untersucht.

Dabei bestimmten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für zahlreiche Situationen das maximale Infektionsrisiko und berücksichtigten einige Faktoren, die in ähnlichen Untersuchungen bislang nicht einbezogen wurden. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ (PNAS) veröffentlicht.

Forschende von hoher Ansteckungsgefahr überrascht

Wie groß die Gefahr einer Ansteckung mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 ist, hat auch das Göttinger Team überrascht. „Wir hätten nicht gedacht, dass es bei mehreren Metern Distanz so schnell geht, bis man aus der Atemluft eines Virusträgers die infektiöse Dosis aufnimmt“, so Eberhard Bodenschatz, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation.

Denn auf diese Distanz hat sich die Atemluft bereits kegelförmig im Raum verbreitet; entsprechend verdünnt werden die infektiösen Partikel. Zudem fallen die besonders großen und damit besonders virusreichen Partikel schon nach einer kurzen Strecke durch die Luft zu Boden.

„Trotzdem haben wir in unserer Studie auch in drei Metern Entfernung noch ein enormes Ansteckungsrisiko festgestellt, wenn man Infizierten mit einer hohen Viruslast, wie sie bei der vorherrschenden Delta-Variante des Sars-CoV-2-Virus auftritt, für ein paar Minuten begegnet und keine Maske trägt“, erklärt Bodenschatz. Und solche Begegnungen sind beispielsweise in Schulen, Gaststätten, Clubs oder gar im Freien unvermeidbar.

Effektiver Schutz durch Masken

So hoch das Ansteckungsrisiko ohne Mund-Nasenschutz auch ist, so effektiv schützen medizinische oder FFP2-Masken. Die neue Studie untermauert, dass FFP2- oder KN95-Masken infektiöse Partikel besonders wirkungsvoll aus der Atemluft filtern – vor allem wenn sie an den Rändern möglichst dicht abschließen.

Wenn sowohl die infizierte als auch die nicht-infizierte Person gut sitzende FFP2-Masken tragen, beträgt das maximale Ansteckungsrisiko nach 20 Minuten selbst auf kürzeste Distanz kaum mehr als ein Promille. Sitzen ihre Masken jedoch schlecht, steigt die Wahrscheinlichkeit für eine Infektion auf etwa vier Prozent.

Wenn beide gut angepasste OP-Masken tragen, wird das Virus innerhalb von 20 Minuten mit höchstens zehnprozentiger Wahrscheinlichkeit übertragen. Zudem bestätigt die Untersuchung die intuitive Annahme, dass für einen wirkungsvollen Infektionsschutz vor allem die infizierte Person eine möglichst gut filternde und dicht schließende Maske tragen sollte.

Die Ansteckungswahrscheinlichkeiten, die die Forschenden ermittelt haben, geben jeweils die obere Grenze des Risikos an. „Im täglichen Leben ist die tatsächliche Infektionswahrscheinlichkeit sicherlich 10- bis 100-mal kleiner“ erläutert Bodenschatz. Denn die Luft, die an den Rändern aus der Maske strömt, wird verdünnt, so dass man nicht die gesamte ungefilterte Atemluft abbekommt.

„Das haben wir aber angenommen, weil wir nicht für alle Situationen messen können, wieviel Atemluft eines Maskenträgers bei einer anderen Person ankommt, und weil das Risiko so konservativ wie möglich berechnen wollten“, sagt Bodenschatz. „Wenn unter diesen Bedingungen sogar das größte theoretische Risiko klein ist, ist man unter realen Bedingungen auf der ganz sicheren Seite.“

Für den Vergleichswert ohne den Schutz einer Maske fällt der Sicherheitspuffer aber deutlich kleiner aus. „Für eine solche Situation können wir die Virusdosis, die eine ungeschützte Person einatmet, mit weniger Annahmen bestimmen“, erklärt Gholamhossein Bagheri, der als Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation an der aktuellen Studie maßgeblich beteiligt war.

Trageweise macht einen deutlichen Unterschied

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben bei ihren Berechnungen des Ansteckungsrisikos einige Faktoren berücksichtigt, die in vergleichbare Abschätzungen bislang nicht eingeflossen sind. So haben sie untersucht, wie ein schlechter Sitz der Maske den Schutz schwächt und wie sich das verhindern lässt. „Die Membranen von FFP2- oder KN95-Masken, aber auch von manchen medizinischen Masken filtern extrem effektiv“, so Bagheri.

„Das Ansteckungsrisiko wird dann von der Luft, die an den Rändern der Maske aus- und einströmt dominiert.“ Dazu kommt es, wenn der Rand der Maske nicht dicht am Gesicht anliegt. In aufwendigen Versuchen haben die Forschenden gemessen, in welcher Größe und Menge Atempartikel an den Rändern unterschiedlich gut sitzender Masken vorbeiströmen.

„Eine Maske lässt sich an die Gesichtsform hervorragend anpassen, wenn man ihren Metallbügel vor dem Aufsetzen zu einem abgerundeten W biegt“, erläutert Bodenschatz. „Dann gelangen die ansteckenden Aerosolepartikel nicht mehr an der Maske vorbei, und auch Brillen beschlagen nicht mehr.“

Zudem hat das Team bedacht, dass Tröpfchen, die Menschen beim Atmen oder Sprechen verbreiten, in der Luft trocknen und leichter werden. Sie bleiben dadurch länger in der Luft, haben aber eine erhöhte Viruskonzentration verglichen mit den Tröpfchen direkt nach Austritt. Beim Einatmen passiert wiederum das Gegenteil: Die Partikel nehmen wieder Wasser auf, wachsen wie ein Tropfen in der Wolke und bleiben deswegen leichter in den Atemwegen hängen.

Auch wenn die detaillierte Analyse zeigt, dass dicht abschließende FFP2-Masken im Vergleich zu gutsitzenden OP-Masken 75 mal besser schützen und die Trageweise einer Maske einen deutlich Unterschied macht: Auch medizinische Masken reduzieren das Infektionsrisiko schon deutlich im Vergleich zu einer Situation ganz ohne Mund-Nasenschutz.

„Deshalb ist es so wichtig, dass die Menschen in der Pandemie eine Maske tragen“, sagt Bagheri. Und Eberhard Bodenschatz fügt an: „Unsere Ergebnisse zeigen noch einmal, dass das Maske-Tragen an Schulen und auch generell eine gute Idee ist.“ (ad)