COVID-19: Wie effektiv schützen Gesichtsmasken?

Studie soll Diskussion über Wirksamkeit von Masken abschließen

Selbst unter Fachleuten herrschen unterschiedliche Auffassungen über die Wirksamkeit von Gesichtsmasken. Ein internationales Forschungsteam zeigte nun anhand von Beobachtungsdaten und Modellrechnungen, unter welchen Bedingungen und wie Masken dazu beitragen, das individuelle Ansteckungsrisiko für COVID-19 zu senken.

Eine internationale Arbeitsgruppe unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Chemie hat analysiert, unter welchen Bedingungen Gesichtsmasken die Reproduktionszahl von COVID-19 effektiv senken. Die Forschenden zeigten zudem, warum sich die Wirksamkeit der Masken in verschiedenen Umgebungen unterscheidet. Die Ergebnisse wurden kürzlich in dem renommierten Wissenschaftsjournal „Science“ vorgestellt.

Widersprüche bei der Wirksamkeit der Masken

Wie die Forschenden betonen, gehören Gesichtsmasken zu den einfachsten, am leichtesten einsetzbaren und effektivsten Maßnahmen gegen die Übertragung infektiöser Atemwegserkrankungen durch die Luft. Über die Wirksamkeit gegen die SARS-CoV-2-Übertragung wurde seit Beginn der Pandemie viel diskutiert. Auch Studien kamen zu unterschiedlichen Ergebnissen. „Eine schlüssige Begründung und Klärung der scheinbaren Widersprüche fehlte bisher“, erläutert das Forschungsteam.

Für viele Menschen gehört das Tragen von Gesichtsmasken mittlerweile zum Alltag in der Corona-Pandemie, auch wenn einige Personen, darunter auch Fachleute, eher der Auffassung sind, dass diese Masken keinen nennenswerten Effekt haben. Die Beobachtungsdaten und Modellrechnungen der aktuellen Studie zeigen nun deutlicher, unter welchen Bedingungen Masken dazu beitragen, die Corona-Pandemie einzudämmen.

Was wurde untersucht?

Das Team bestand unter anderem aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC), der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Charité-Universitätsmedizin Berlin. Die Forschenden untersuchten, wie die Wirksamkeit von Gesichtsmasken von verschiedenen Umgebungsbedingungen abhängt und wie sich das Tragen von Masken auf den Verlauf der COVID-19-Pandemie auswirkt. Dazu nutzten sie eine Vielzahl von Beobachtungsdaten sowie einen neuartigen Ansatz zur Berechnung der durchschnittlichen Virenbelastung und ihrer Verteilung in der Bevölkerung.

Einfache OP-Masken genügen in den meisten Fällen

Der Studie zufolge helfen in den meisten alltäglichen Situationen bereits einfache OP-Masken, um das Verbreitungsrisiko zu senken. In Umgebungen mit hoher Viruskonzentration in der Luft, insbesondere im medizinischen Umfeld und in dicht besetzten Innenräumen seien Masken mit höherer Wirksamkeit (N95/FFP2) effektiver, vor allem, wenn sie mit intensiver Lüftung kombiniert werden.

„Normalerweise enthält nur ein geringer Anteil der von Menschen ausgeatmeten Tröpfchen und Aerosolpartikel Viren“, berichtet Yafang Cheng, Leiterin einer Forschungsgruppe am MPIC. Meist sei die Virenkonzentration in der Luft so gering, dass selbst einfache chirurgische Masken die Verbreitung von COVID-19 sehr wirksam eindämmen.

In virusreichen Umgebungen sind FFP2-Masken erforderlich

In virenreichen Innenräumen mit hoher Infektionswahrscheinlichkeit seien jedoch Masken mit höherer Wirksamkeit (N95/FFP2) sowie weitere Schutzausrüstungen erforderlich, um eine Übertragung durch die Luft zu verhindern. Weil die Wirksamkeit von Gesichtsmasken stark von der Viruskonzentration abhängt, sei es wichtig, Masken mit anderen Schutzmaßnahmen zu kombinieren, um die Infektionswahrscheinlichkeiten gering zu halten.

„Die Kombination von hochwertigen Masken mit anderen Schutzmaßnahmen wie Lüften und Abstandhalten ist besonders wichtig für Krankenhäuser, medizinische Zentren und andere Innenräume, in denen Hochrisikopatienten auf hohe Viruskonzentrationen treffen können“, betont Christian Witt, Leiter des Forschungsbereichs Pneumologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin.

Masken bleiben eine wichtige Schutzmaßnahme

„Masken werden eine wichtige Schutzmaßnahme gegen SARS-Cov-2-Infektionen bleiben – sogar für geimpfte Personen, speziell wenn der Impfschutz mit der Zeit nachlässt“, unterstreicht der Charité-Forschungsleiter.

Schützen die Masken auch vor den Mutationen?

„Unsere Methode setzt die Wirkung von Masken und anderen Schutzmaßnahmen in Bezug zu Infektionswahrscheinlichkeiten und Reproduktionszahlen“, ergänzt MPIC-Forschungsgruppenleiter Hang Su. Der Ansatz und die Ergebnisse seien auf eine Vielzahl von Atemwegsviren wie Corona-, Rhino- und Influenzaviren übertragbar. Ebenso könne der Ansatz verwendet werden, um die Wirksamkeit gegenüber infektiöserer Mutanten von SARS-CoV-2 zu beurteilen.

„Unsere Studie erklärt zudem, warum die Aerosolübertragung von Viren nicht unbedingt zu sehr hohen Reproduktionszahlen führt, wie sie bei Masern beobachtet wurden“, so Su. Selbst bei relativ niedrigen Infektionswahrscheinlichkeiten und Reproduktionszahlen könne man die Übertragung einer Infektionskrankheit durch die Luft nicht ausschließen.

Beispiel: Wie viele Menschen sollten Masken tragen?

Insgesamt berechneten die Forschenden, dass 60 bis 70 Prozent der Menschen regelmäßig in der Öffentlichkeit OP-Masken tragen müssen, um die Reproduktionszahl von SARS-CoV-2 von drei auf unter eins zu senken. Der gleiche Effekt trete ein, wenn rund 40 Prozent der Menschen in der Öffentlichkeit N95/FFP2-Masken tragen. Bei infektiöseren Varianten müsse diese Anzahl entsprechend nach oben korrigiert werden.

Masken-Diskussion beendet?

„Wir sind überzeugt, dass die in unserer Studie gewonnenen mechanistischen Erkenntnisse und quantitativen Ergebnisse einen wissenschaftlichen Durchbruch darstellen, der dazu beitragen wird, die Debatte über die Nützlichkeit von Masken abzuschließen und die COVID-Pandemie effizient einzudämmen“, resümiert Ulrich Pöschl, Leiter der Abteilung Multiphasenchemie am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie. (vb)