N95口罩誕生史

陳辰譯

N95口罩是一道橫亙?cè)贑OVID-19與人類健康之間的“屏障”。它能緊貼佩戴者的臉部，過濾掉空氣中95%的細(xì)小顆粒物和病菌，這些是醫(yī)用外科口罩等無法做到的。目前，N95口罩因新冠肺炎疫情供不應(yīng)求，成為比其他防護(hù)用品更具標(biāo)志性的“符號(hào)”。

一層薄薄的織狀聚合物，是如何成為21世紀(jì)最重要醫(yī)療防護(hù)用品的？這一切都始于1910年，當(dāng)時(shí)一位不為人知的（華人）醫(yī)生將世界從最嚴(yán)重的疾病之一中拯救了出來。

最初阻止“氣味”的口罩

回溯歷史，“很早以前人們就知道細(xì)菌和病毒可能會(huì)在空中漂浮而引起生病，于是便選擇了口罩遮蓋臉部。”圣安德魯大學(xué)社會(huì)人類學(xué)系的高級(jí)講師、醫(yī)用口罩歷史專家克里斯托斯·林泰里斯（Christos Lynteris）說。

林泰里斯指出，在文藝復(fù)興時(shí)期的畫作中，人們用手帕遮住鼻子以避免生病。外，還有在1720年法國馬賽大鼠疫的畫作中，掘墓者和老百姓在處理尸體時(shí)用布裹著自己的臉。但是，鼠疫當(dāng)時(shí)是通過老鼠身上的跳蚤叮咬傳播的。

林泰里斯說，“那時(shí)人們用布遮擋嘴巴和鼻子的原因，是基本都認(rèn)為鼠疫之類的疾病源是瘴氣，或是從地面散發(fā)出來的某種氣體。”

“瘴氣理論”驅(qū)使著預(yù)防瘟疫的口罩，遍及17世紀(jì)的歐洲。那些鑒別瘟疫的醫(yī)生們戴上口罩，用棍棒輕拍來標(biāo)記被感染的人。這種細(xì)長的口罩造型類似大鳥嘴，邊緣處有兩個(gè)“鼻孔”，可以用來裝熏香。

“惡臭會(huì)導(dǎo)致疾病。這種思想一直持續(xù)到

19世紀(jì)初。”林泰里斯說道。值得注意的是，200年后，一位名叫安托萬·巴塞勒米·克洛特-貝（AntoineBarthelemyClot-Bey）的法國醫(yī)生認(rèn)為，像鳥嘴一樣的口罩本身就是瘟疫傳播的罪魁禍?zhǔn)祝驗(yàn)樗鼈兪谷烁械娇謶郑荏@的身體患疾病的風(fēng)險(xiǎn)更大。

到了19世紀(jì)70年代末，科學(xué)家們深入了解了病菌。隨著現(xiàn)代微生物學(xué)的出現(xiàn)，“瘴氣理論”逐漸從人們視線中消失。然而，接下來發(fā)生的事情看上去幾乎和以前完全一樣。

“我們通常認(rèn)為科學(xué)范式的轉(zhuǎn)變會(huì)帶來重大突破，但是到19世紀(jì)末，所有用來對(duì)抗病菌的技術(shù)都是基于‘瘴氣理論。”安托萬·巴塞勒米·克洛特一貝表示。

1897年，醫(yī)生們開始戴最初的外科口罩。不過，它們更像是一塊裹在佩戴者臉上的、經(jīng)過美化的手帕，也并不是用來過濾空氣中的病菌一這仍然不是現(xiàn)代外科口罩的重點(diǎn)。它們?cè)?jīng)（現(xiàn)在也是）被用來防止醫(yī)生在手術(shù)期間，咳嗽或打噴嚏時(shí)把飛沫濺到患者傷口上。

外科口罩由比較單一的材料制成，松散地貼在佩戴者臉上，因此顆粒可以從側(cè)面進(jìn)入。而防護(hù)口罩會(huì)形成一個(gè)良好的密封，這樣就能過濾吸人的空氣。而讓專業(yè)醫(yī)護(hù)人員感到不安的是，他們?cè)跊]有防護(hù)口罩的情況下只能戴外科口罩。

鼠疫里中國制造的新口罩

1910年秋，一場瘟疫在滿洲（現(xiàn)指中國東三省）暴發(fā)。“這是世界未日，難以置信。它殺死了所有感染者，無一生還。一且出現(xiàn)癥狀，感染者就會(huì)在之后24至48小時(shí)內(nèi)死亡。”林泰里斯說，“它與歐洲黑死病的情況差不多，在現(xiàn)代還沒有人遇到過類似的事情。”

一位名叫伍連德的醫(yī)生是當(dāng)時(shí)中國的防疫帶頭人。他出生于馬來西亞檳榔嶼（祖籍廣東廣州府新寧縣），在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。在對(duì)其中一名病患做了尸檢后，伍連德認(rèn)定，這場鼠疫并非像許多人所懷疑的那樣由跳蚤傳播，而是通過空氣傳播的。

之后，伍連德對(duì)在西方國家見到過的外科口罩進(jìn)行了升級(jí)。他用紗布和棉花制成了一種更結(jié)實(shí)的口罩，可以牢固地包裹在人臉上，同時(shí)還增加了幾層布來過濾吸入物。伍連德的發(fā)明是一個(gè)重大突破，可以保護(hù)使用者免受病菌的侵害。根據(jù)林泰里斯的說法，這是一個(gè)非常棒的設(shè)計(jì)，可以用廉價(jià)而且隨時(shí)可得的材料手工制作。

1911年1月至2月之間，口罩的產(chǎn)量增加到了數(shù)不過來的程度。醫(yī)務(wù)人員、兵，還有一些普通人都戴著它們。這不僅阻止了鼠疫的傳播，也讓口罩成為了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的象征。

1918年，當(dāng)西班牙流感暴發(fā)時(shí)，伍連德的口罩在科學(xué)家乃至老百姓當(dāng)中都是廣為人知的。世界各地的公司都增加了類似口罩的生產(chǎn)，以減少流感的蔓延。

工業(yè)用品成醫(yī)護(hù)神器

N95口罩是伍連德版口罩的“衍生品”

在第一次和第二次世界大戰(zhàn)中，科學(xué)家們發(fā)明了一種空氣過濾式防毒面具，它可以包裹使用者的整個(gè)頭部，以潔凈呼人的空氣。裝有玻璃纖維過濾器的類似口罩，也開始在采礦業(yè)中用于預(yù)防黑肺病。這些防護(hù)設(shè)備可以挽救生命，但也是一個(gè)比較重的“負(fù)擔(dān)”，主要原因是安裝了過濾器。它的玻璃纖維會(huì)上呼吸變得困難，而且罩住佩戴者整個(gè)頭，會(huì)讓人覺得悶熱。

到了20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們開始了解吸人石棉的危害，但從事石棉工作的人寧愿不戴笨重的口罩。想象一下在30度高溫的建筑工地上，用橡膠包裹頭部的滋味，就可以理解他們的心情。

3M公司是N95防毒面具的生產(chǎn)商。1961年，該公司發(fā)布了一款“氣泡”外科口罩，得知它不能阻擋病菌時(shí)，該口罩被重新命名為“防塵”口罩。

1972年5月25日，3M公司開發(fā)的首款一次性N95“防塵”口罩獲批。他們沒有使用玻璃纖維，而是選擇對(duì)原有技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過將熔化的聚合物吹入細(xì)小的纖維層中，從而能將較硬的禮品絲帶制成過濾器。3M還在材料中加入了靜電荷，因此即使是更小的顆粒也會(huì)被吸附到纖維上。與此同時(shí)，存在很多的大空隙，進(jìn)而保證了呼吸的順暢。

戴N95口罩的時(shí)間越長，它過濾顆粒物的效率就越高，被吸附的顆粒會(huì)幫助吸附更多。但隨著時(shí)間的推移，佩戴者呼吸會(huì)變得越來越困難，因?yàn)槔w維之間的縫隙會(huì)被顆粒堵塞。這也是為什么N95口罩不能在塵士飛揚(yáng)的環(huán)境中，一次佩戴超過8小時(shí)的原因。

N95口罩已有數(shù)一十年的工業(yè)應(yīng)用歷史，直到上世紀(jì)90年代，耐藥性肺結(jié)核的問題才使人們對(duì)防護(hù)口罩又有了臨床需求。

肺結(jié)核病感染了許多醫(yī)護(hù)人員。為阻止它在空氣中傳播，針對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的N95標(biāo)準(zhǔn)有了更新：醫(yī)生們開始需要在幫助肺結(jié)核患者時(shí)佩戴它們。即便如此，醫(yī)院至今很少使用防護(hù)口罩。因?yàn)橹挥邢馛OVID-19這樣的疫情暴發(fā)，才需要如此多的防護(hù)。

N95口罩并不完美。它的設(shè)計(jì)并不能很好地緊貼保護(hù)兒童，以及那些蓄須人士的面部。如果密封性不好，它就無法像廣告說的那樣起作用。此外，在高風(fēng)險(xiǎn)手術(shù)室中佩戴的N95口罩沒有呼氣閥，因此佩戴者會(huì)感到悶熱。

N95口罩在數(shù)百年的發(fā)展過程中應(yīng)對(duì)了多次危機(jī)，這種演變將一直持續(xù)到COVID-19大流行病結(jié)束。

摘編自觀察者網(wǎng)