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電鍋、泡酒精、高溫高壓……經過消毒的口罩真的罩得住嗎?

miss9_96
・2020/02/11 ・2190字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 602 ・九年級

編按:市面上外科口罩數量告急,難以取得的情況下開始有人討論是否能將口罩回收再利用。原本設計一次性使用的口罩進行消毒究竟會發生什麼事?為此,中山醫學大學生物醫學科學系有在 FB 上介紹他們的實驗內容:

 

而過去的研究文獻針對口罩消毒再使用,又有哪些討論呢?就讓我們往下看吧!

被消毒了,口罩還罩得住嗎?

回收再利用是台灣人的美德,於是在 2008、2017 年出現了兩篇針對口罩消毒再利用的研究(大誤)1,2
首先是中國醫藥大學公衛系的林子賢教授團隊,選用了不織布口罩、N95口罩註1,消毒方式是:

種類方式時間
(分鐘)
煮飯用的台灣電鍋(乾熱)149-164℃,無水3
高壓滅菌釜(濕熱)121℃,壓力 1.06 kg/cm215
酒精70% 酒精水溶液10
異丙醇100% 異丙醇10
漂白劑0.5% 次氯酸鈉水溶液10

 

普通的不織布口罩。圖/作者買的

該團隊研究「消毒前後」的防禦力變化。換言之,想了解消毒後,口罩是否還擁有足夠的保護力、能將外來顆粒擋在口罩之外,結果如下圖(僅檢選 3 種):

上圖:台灣電鍋乾熱法。中圖:70% 酒精消毒法。下圖:0.5% 次氯酸鈉消毒法。此三種方式對口罩的抵禦外來顆粒穿透的效果影響。圖/NCBI
中文資訊為本文作者加註。
註:SARS 病毒約 160 nm;氣溶膠顆粒約 5000 nm (5μm);口沫傳染顆粒約 10000 nm (10μm)

就初步數據來看,上述五種方法都會損壞口罩的保護力,但以台灣電鍋乾熱法的損毀性較小,其他方式,如次氯酸鈉、濕熱、酒精等,都會大幅地讓口罩喪失對顆粒的阻擋能力。

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酒精與加熱容易破壞 N95口罩

經濟部工業局在 2008 年發表一篇研究,將六款 N95 口罩放在五種消毒方式下,觀測其外觀和口罩捕集效率(阻擋外來顆粒)的變化,滅菌方法如下:

種類方式時間
(分鐘)
烘箱(乾熱)100℃,無水30
高溫高壓滅菌鍋(濕熱)121℃,壓力 1 kg/cm215
酒精75% 酒精水溶液,浸泡10
紫外光254 nm, 303 μW/cm20.5
電鍋蒸煮(濕熱)96℃15

結果如下表:

不同滅菌方法對六款 N95 口罩的阻擋顆粒能力的影響。被標註紅色 X 記號者,為保護力明顯下降。圖/參考資料 2

由經濟部的研究可以清楚發現,酒精並不是消毒口罩的好方法,6 款N95 口罩裡,有 4 款的保護能力出現明顯的下降。而高溫高壓、濕熱消毒法也削弱了其中 1 款口罩的保護能力。

同時由外觀可以發現,高溫高壓消毒法中,部分口罩的外觀出現扭曲,可能會降低密合度、出現縫隙讓病毒、細菌趁隙而入。

高溫高壓對於口罩外觀的影響。圖/參考文獻 2

美國的實驗:微波爐與電漿的效果……

而在美國,擺出來的實驗條件就硬是讓人傻眼。美國國家職業安全衛生研究所(聯邦單位)於 2009 年刊出的研究,其中的五個實驗組分別3

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  • 紫外光
  • 微波爐
  • 0.6% 次氯酸鈉水溶液
  • 環氧乙烷 (EO/ETO)(消毒醫療器械常用的氣體)
  • STERRAD®100S H2O2 低溫過氧化氫電漿滅菌系統註2

而在檢視外觀上,美國團隊發現次氯酸鈉消毒組裡,口罩仍殘留氯氣味道,刺激眼睛、呼吸道,不適合消毒口罩。

而微波爐組別的口罩,全.部.都.熔.化.掉.了,囧 rz 3。研究團隊並沒有進一步修正實驗參數,僅建議後輩們調低功率和時間。

但團隊也給出了研究建議,在五種消毒方式裡,以低溫過氧化氫電漿滅菌可能是最可靠的方式。不僅避免次氯酸鈉殘留氯氣、高溫損壞口罩零件的風險;同時低溫過氧化氫電漿消毒後,所殘留的僅是水蒸氣和氧氣,對人體和醫療器材都無害,是發展潛力最大的方式。

以低溫過氧化氫電漿滅菌可能是最可靠的方式。圖/yanalya@Freepik

綜上所論,目前現有、民眾容易取得的消毒方式,都會削弱,甚至大幅減少口罩的保護能力;更甚之可能會損毀金屬、塑膠零件,也可能會劣化橡膠的彈性,導致口罩和臉的密合度降低。因此作者們都不建議將拋棄式口罩滅菌後重複使用

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畢竟,經過嚴酷的消毒程序後,不管多高級的口罩,看來都是「罩」不住的了~

註解

  • 註 1:林教授團隊尚使用了一種 double-layer electret masks 口罩,但無法查出是何種類型,故在本文不探討。
  • 註 2:該系統可能是透過高能的電磁波擊打 H2O分子,使其分裂變成高能、活潑分子,達到破壞、殺死微生物的目的。

參考文獻

  1. Tzu-Hsien Lin, Chih-Chieh Chen, Sheng-Hsiu Huang, Chung-Wen Kuo, Chane-Yu Lai, Wen-Yinn Lin (2017) Filter quality of electret masks in filtering 14.6–594 nm aerosol particles: Effects of five decontamination methods. PLoS One. DOI: 10.1371/journal.pone.0186217
  2. 于台珊,何雨芳,黃盛修,莊啟佑,陳春萬 (2008) 拋棄式防塵口罩滅菌再使用之可行性探討。勞工安全衛生研究季刊。
  3. Dennis J. Viscusi, Michael S. Bergman, Benjamin C. Eimer, Ronald E. Shaffer (2009) Evaluation of Five Decontamination Methods for Filtering Facepiece Respirators. The Annals of Occupational Hygiene. DOI: https://doi.org/10.1093/annhyg/mep070
  4. 低溫電漿滅菌法。衛生福利部疾病管制署
  5. Hydrogen Peroxide Gas Plasma. US Centers for Disease Control and Prevention

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文章難易度
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miss9_96
156 篇文章 ・ 375 位粉絲
蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9
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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

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規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

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本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

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