Centro de Estudio de Aerosoles Relacionados con la Salud, Departamento de Salud Ambiental, Universidad de Cincinnati, Cincinnati, Ohio.
J Occup Environ Hyg. 2021;18(sup1):S15-S24. doi: 10.1080/15459624.2021.1877069.
ResumenLa frecuencia respiratoria (respiraciones/min) difiere entre los individuos y dependiendo de los niveles de actividad física. Las partículas ingresan a las mascarillas respiratorias mediante dos vías principales de penetración: infiltración a través del sellado facial y penetración a través de filtros. Sin embargo, se desconoce la forma en que la frecuencia respiratoria afecta el desempeño general de las mascarillas autofiltrantes N95 (filtering facepiece respirators, FFR) y las mascarillas quirúrgicas (MQ) contra partículas virales y otras partículas submicrómicas de importancia para la salud. En un maniquí de respiración a cuatro flujos inspiratorios medios (FIM) (15, 30, 55 y 85 L/min) y cinco frecuencias respiratorias (10, 15, 20, 25 y 30 respiraciones/min) se probaron una FFR y una MQ. En los dispositivos de protección respiratoria probados se determinaron la penetración a través del filtro (P) y la infiltración total hacia el interior (ITI) de partículas de aerosol de cloruro de sodio (NaCl) en tamaños que oscilaban entre 20 y 500 nm. Asimismo, se calcularon las proporciones de penetración de la "infiltración a través del sellado facial con respecto al filtro" (ISFF). Tanto el FIM como la frecuencia respiratoria mostraron efectos significativos (p < 0.05) en el P y la ITI. El aumento de la frecuencia respiratoria incrementó la ITI para las FFR N95 mientras que en las MQ no se observaron tendencias claras. El aumento del FIM incrementó la P y disminuyó la ITI, lo que dio lugar a una disminución de la proporción de la ISFF. La mayoría de las proporciones de la ISFF fueron >1, lo que sugiere que la infiltración a través del sellado facial fue la vía primaria de penetración de partículas a diversas frecuencias respiratorias. La frecuencia respiratoria es otro factor (además del FIM) que puede afectar significativamente el desempeño de las FFR N95: las frecuencias respiratorias más altas aumentan la ITI. En el caso de las MQ probadas no se observó ninguna tendencia consistente de aumento o disminución de la ITI relacionada con el FIM o la frecuencia respiratoria. Para ampliar potencialmente estos hallazgos más allá del maniquí/sistema respiratorio utilizado, se necesitan estudios futuros orientados a comprender plenamente el mecanismo que hace que la frecuencia respiratoria afecte el desempeño de los dispositivos de protección respiratoria en los sujetos humanos.
摘要 呼吸频率（每分钟呼吸次数）因人而异，并取决于体力活动水平。颗粒通过两种主要渗透途径进入呼吸防护口罩：通过面部密封件的渗透和通过过滤器的渗透。然而，呼吸频率如何影响 N95 自吸过滤式呼吸器（FFR）和医用口罩（surgical mask，SM）对病毒颗粒和其他对健康重要的亚微米颗粒的整体性能尚不清楚。在四个中等吸气流量（15、30、55 和 85 L/min）和五个呼吸频率（10、15、20、25 和 30 次/分钟）的四气流呼吸模拟器上测试了一个 FFR 和一个 SM。在测试的呼吸防护设备中，测定了氯化钠气溶胶（NaCl）颗粒在 20 至 500nm 之间的尺寸范围内通过过滤器的穿透率（P）和总内部渗透（ITI）。还计算了“面部密封件渗透相对于过滤器的渗透”（ISFF）的穿透率比例。吸气流量和呼吸频率都对 P 和 ITI 有显著影响（p<0.05）。呼吸频率的增加增加了 N95 FFR 的 ITI，而在 SM 中则没有明显的趋势。吸气流量的增加增加了 P 并降低了 ITI，导致 ISFF 比例降低。大多数 ISFF 比例都大于 1，这表明在各种呼吸频率下，面部密封件渗透是颗粒渗透的主要途径。呼吸频率是影响 N95 FFR 性能的另一个重要因素（除吸气流量外）：较高的呼吸频率会增加 ITI。在测试的 SM 中，没有观察到与吸气流量或呼吸频率相关的 ITI 增加或减少的一致趋势。为了将这些发现扩展到使用的人体呼吸模拟器之外，需要进行未来的研究，以充分了解呼吸频率影响呼吸防护设备在人体中性能的机制。
