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Suche nach dem optimalen Maskenschutz – auch für Risikogruppen

Mund-Nasen-Masken tragen entscheidend dazu bei, die Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 zu verhindern. Wie sie in optimaler Weise beschaffen sein müssen, untersuchen Forschende im Projekt Bio-PROTECT-Mask.

In Bio-PROTECT-Mask wird die Aerosolausbreitung zum Beispiel beim Husten per Strömungssimulation untersucht – mit und ohne Maske.

In Bio-PROTECT-Mask wird die Aerosolausbreitung zum Beispiel beim Husten per Strömungssimulation untersucht – mit und ohne Maske.

Hochschule Heilbronn

Nicht nur beim Einkaufen und in Bussen und Bahnen sind sie verpflichtend: Mund-Nasen-Bedeckungen, die vor einer Übertragung des SARS-CoV-2-Virus schützen sollen. Einen besonderen Schutz benötigen Risikogruppen, zum Beispiel Menschen mit chronischen Lungenerkrankungen wie Asthma und COPD. Für sie ist es wichtig, dass der Strömungswiderstand der Schutzmasken, der sogenannte Druckverlust, klein genug ist, um ihre Atmung nicht zu behindern. Welche Materialien dazu geeignet sind und wie entsprechende Schutzmasken herzustellen sind, erforschen mehrere Forschungsteams unter Beteiligung von Professorin Dr. Jennifer Niessner, einer Spezialistin für Filterströmung an der Hochschule Heilbronn.

Das Verbundprojekt Bio-PROTECT-Mask erfolgt in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL) an den Standorten Heidelberg, Großhansdorf und Kiel. An diesen Partnerkliniken sollen klinische Tests unter kontrollierten Bedingungen und an Patientengruppen mit unterschiedlichen Lungenerkrankungen durchgeführt werden. In mehreren Teilprojekten untersuchen die Forschenden sowohl die optimale Beschaffenheit von zertifizierten Masken als auch von selbst hergestellten Alltagsmasken. Diese sind als FFP-Masken (filtering face peace) und unter der Bezeichnung Mund-Nasen-Schutz (MNS) bekannt.

„Zunächst wollen wir durch Strömungssimulationen feststellen, wie Masken optimal aufgebaut sein müssen und welches Filtermaterial ideal geeignet ist, um möglichst viele Tröpfchen abzuhalten“, erläutert Niessner. „Der sogenannte Abscheidegrad soll hoch sein, dies aber bei möglichst komfortabler Atmung, denn die fällt Risikopatienten ohnehin schwer.“ Anhand ihrer Erkenntnisse erstellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen 3D-Entwurf für optimierte Schutzmasken. Ein weiterer Verbundpartner von Bio-PROTECT-Mask, das Industrieunternehmen Junker-Filter, wird die Masken nach den Maßgaben der Forschungsteams als Prototypen fertigen. In den beteiligten Partnerkliniken wird die Tragewirkung der optimierten Masken an Patienten geprüft.

Nicht nur für Risikopatienten, sondern auch für die Öffentlichkeit dürften zudem die Untersuchungen an den sogenannten Alltagsmasken interessant sein. „Wir werden unter anderem den Einfluss der Tragedauer und der damit einhergehenden Durchfeuchtung der Maske sowie den Einfluss von Sterilisation untersuchen,“ so Niessner, „denn die optimale Maske bietet nicht nur guten Schutz und hohen Trage-Komfort, sondern erleidet auch keine Einbußen bei häufigem Waschen mit hoher Temperatur oder sonstigen Sterilisationsmaßnahmen“. Ihre Erkenntnisse wollen die Forschenden in eine Fertigungsempfehlung für Alltagsmasken einfließen lassen, die ein optimales Verhältnis von Schutz und Zumutbarkeit bieten.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung öffnete zu Beginn der SARS-CoV-2 Pandemie das Rapid Response Modul der „Richtlinie zur Förderung eines Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionskrankheiten“ für einen Förderaufruf zur Erforschung von Covid-19. Ab dem 3. März 2020 konnten Forschende Anträge stellen, um zum Verständnis des Virus und dessen Ausbreitung beizutragen sowie um therapeutische und diagnostische Ansätze gegen Covid-19 zu entwickeln.