Zur Frage der Wiederverwendung von Schutzmasken

P. Scheid

Zu Kapitel 8.2 · Foto: Pexels

Schutzmasken für den professionellen Gebrauch in medizinischen Einrichtungen sind ebenso wie die als „Alltagsmasken“ bezeichneten Mund-/​Nasenschutze grundsätzlich für den Einmalgebrauch bestimmt. Es ist nicht vorgesehen sie wieder aufzubereiten, um sie dann erneut zu verwenden. Das Robert-Koch-Institut führte dazu im März 2020 aus, dass benutzte Einweg-FFP Masken nicht mit Desinfektionsmittel zu reinigen oder zu desinfizieren sind, da dies die Funktionalität der Maske negativ beeinflussen könne. Dennoch geben wir hier eine Zusammenstellung der bisher mehr oder weniger gut untersuchten Möglichkeiten einer Wiederaufbereitung von professionell genutzten FFP-zertifizierten Masken, die dann eingesetzt werden können, wenn deren Wiederverwendung aufgrund mangelnder Verfügbarkeit (z. B. durch Lieferengpässe) unumgänglich ist. Ob die aufgeführten Methoden auch zur Wiederaufbereitung von Mund-/​Nasenschutzen nach Gebrauch geeignet sind, ist nicht untersucht, sie sind – wie im Falle der FFP-zertifizierten Masken – von den Maskenherstellern jedenfalls nicht autorisiert, und daher wird prinzipiell von einer Mehrfachbenutzung abgeraten. Dennoch zeigt die Praxis, dass die meisten Menschen aus Kostengründen ihre Mund-/​Nasenschutze mehrfach benutzen, in der Regel ohne zwischen den einzelnen Nutzungen Dekontaminationsmaßnahmen anzuwenden. Insofern können die nachfolgend aufgeführten Methoden, soweit im Hausgebrauch praktikabel, im Analogschluss zumindest einen Anhalt dafür geben, wie auch MNS bei Mehrfachnutzung sicherer eingesetzt werden könnten.

Dekontamination und Wiederverwendung von FFP-Masken während der Sars-CoV-2 Pandemie

FFP-Masken und medizinische Schutzausrüstung sind im Rahmen Luft- und Tröpfchen-​übertragener Infektionen von herausragender Bedeutung, um medizinisches Personal und Patienten zu schützen. Daher ist bei direktem Patientenkontakt im Rahmen der Probennahme oder der medizinischen Versorgung sowie bei der Probenaufbereitung im Rahmen der Dagnostik in Laboratorien das Tragen von FFP-Masken unabdingbar. Entsprechende Einrichtungen müssen Schutzmasken in ausreichendem Umfang bevorraten. Im Verlauf der SARS-CoV-2-Pandemie kam es jedoch in vielen Ländern sehr schnell zu Lieferengpässen. In der Vergangenheit hatte sich bereits in Epidemie-Szenarien oder im Pandemie-Fall (Influenza) abgezeichnet, dass in solchen Lagen eine Verknappung der medizinischen Schutzausstattung, darunter auch Schutzmasken, eintreten kann. So finden sich Publikationen über die Wiederverwendung bzw. Aufarbeitung von Schutzmasken aufgrund von Lieferengpässen bereits 2010 im Zuge der damaligen Influenza-Pandemie. Als nun Lieferengpässe bei den Schutzmasken für medizinisches Personal im Verlauf der SARS-CoV-2-Pandemie auftraten, wurden erneut Maßnahmen diskutiert, um eine temporäre, personalisierte Wiederverwendung von gebrauchten Schutzmasken zu ermöglichen.

Möglichkeiten zur Dekontamination und Wiederverwendung von Schutzmasken

Das US-amerikanische CDC (Centers for Disease Control and Prevention) sieht unter den genannten Voraussetzungen insbesondere drei Methoden zur Dekontamination als erfolgsversprechend an. Hierzu zählen die „ultraviolet germicidal irradiation“ (UVGI), die „vaporous-hydrogen-peroxide“-Behandlung (VHP) sowie die „moist heat sterilization“.

Wasserstoffperoxid-Dekontamination (VHP)

Es konnte gezeigt werden, dass die Schutzmaske 3M 1860 FFR bei bis zu 50 Zyklen der VHP-Behandlung (VHP=Vaporized Hydrogen Peroxide) einen intakten Filter behielt. Auch der Sitz der Maske beim jeweiligen Anwender wurde über 20 Behandlungszyklen getestet (https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/155892501000500405; https://www.fda.gov/media/136386/download). Die effektive Reduktion der Keimbelastung betrug über 99.999 % (https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.24.20041087v1.full.pdf). Es scheint jedoch Unterschiede zwischen den jeweils genutzten Geräten zu geben; so konnte in einem Gerät (STERRAD 100S H2O2 Gas Plasma Sterilizer) nach drei Zyklen eine Beeinträchtigung der Filtrationsperformance festgestellt werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die VHP-Dekontamination (in Abhängigkeit vom gewählten Geräte-Typ) eine erfolgversprechende Methode zur Wiederaufbereitung von Schutzmasken darstellt. Insbesondere ermöglicht die Wasserstoffperoxid-Dekontamination einen hohen Masken-Durchsatz.

Wichtig ist es jedoch, die Unterschiede der verschiedenen Geräte-Typen zu berücksichtigen und vor deren Einsatz die Wirksamkeit zu überprüfen.

Feuchte Hitzesterilisation

In Studien konnte gezeigt werden, dass durch Hitzesterilisation bei 60°C und 80 % Raumfeuchtigkeit, Influenza A, H1N1 Viren auf Schutzmasken um 99,9 % reduziert werden konnten (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21145624/). Gleichzeitig scheint die Hitzesterilisation kaum Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des Filters sowie die Intaktheit der Maske zu haben (getestet siehe: https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/155892501000500405 und https://www.fda.gov/media/136386/download). Es ist jedoch nicht bekannt, wie diese Methode auf andere Erregerarten wirkt; bisher sind hierzu keine Daten verfügbar.

UV-Behandlung

„Ultraviolet germicidal irradiation“ (UVGI) ist eine Methode, welche dosisabhängig DNA-Strangbrüche verursacht und somit zuverlässig selbst stark resistente Erreger (Bakterien, Pilze und Parasiten) abtötet. So konnte u. a. gezeigt werden, dass beispielsweise die außerordentlich umweltresistenten Pandoraviren (über 1 µm große Riesenviren) empfindlich auf UV-C-Strahlung reagieren. Vorteilhaft ist hierbei, dass keine potentiell schädlichen Rückstände an behandelten Gegenständen zu erwarten sind. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass die Funktionsfähigkeit der Filter sowie das Material der Maske selbst durch UV-Dosen im Bereich von 0.5-950 J/cm² kaum bis gar nicht beeinträchtigt wird (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21732856/). In einer weiteren Studie hingegen wurde eine Beeinträchtigung der Haltbarkeit des Maskenmaterials bei einer Dosis von 120-950 J/cm² nachgewiesen (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25806411/). Derart hohe Dosen werden jedoch im Rahmen einer Nutzung gegen Infektionserreger bei Weitem nicht erreicht. Zum direkten Vergleich: Eine antivirale Wirkung bzw. Inaktivierung von 99.9 % bis 99.999 % konnte bereits bei 1 J/cm² für Influenza A H1N1, H5N1, H7N9, MERS-CoV und SARS-CoV nachgewiesen werden (https://www.ara.com/news/ara-research-mitigate-shortage-respiratory-protection-devices-during-public-health-emergencies). Das bedeutet, dass bereits äußerst niedrige Dosen ausreichen, um eine ausreichende Schädigung der Viren zu gewährleisten. Die UV-C-Strahlung wirkt ausschließlich auf Oberflächen. Insbesondere Verwinkelungen der Bauteile oder Schattenbildungen sowie mehrere Schichten der Masken können Störfaktoren darstellen, die zu berücksichtigen sind. Hier wird es unter Umständen nötig sein, die Masken zu drehen und erneut zu bestrahlen. Es konnte gezeigt werden, dass bei 12 von 15 gängigen FFR-Modellen eine Bestrahlung mit 1 J/cm² für eine Minute eine signifikante Reduktion an Influenza-Viruspartikeln (>3 log) zur Folge hatte (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29678452/). Selbst bei der Nutzung recht kleiner Gerätschaften zur UV-C Bestrahlung ist so ein beträchtlicher Durchsatz möglich. Bezüglich des Ablaufs einer solchen UVGI präsentierte die Klinik der University of Nebraska jüngst ein interessantes Konzept (https://www.nebraskamed.com/sites/default/files/documents/covid-19/n-95-decon-process.pdf).

Folgerungen und Empfehlungen

Bereits im März 2020 war in einem Spiegel-Artikel zu lesen:

„Das Unternehmen 3M, ein großer Hersteller von Schutzmasken, hat sogar ein ‚Technical Bulletin‘ zur Frage der Desinfektion herausgegeben. Darin heißt es zwar einleitend, dass man Versuche, die Masken zu desinfizieren oder zu sterilisieren‚ ‚weder empfehle noch unterstütze‘. Man sei aber vielfach gefragt worden, unter welchen Bedingungen eine Wiederverwendung trotzdem möglich sei. Daher habe man eine kleine Vergleichsstudie mit drei hauseigenen Maskenmodellen durchgeführt. Sowohl bei der Behandlung mit UV-C-Licht, bei Plasmasterilisation mit Hilfe von Mikrowellen und der klassischen Dampfsterilisation im Autoklaven sei die Filterwirkung der Masken dabei größtenteils intakt geblieben. Allerdings hätten die Masken auch hier teilweise erhebliche physische Beschädigungen erlitten. So habe in manchen Fällen ein Erhitzen des metallischen Nasenbügels das Plastik in der Umgebung schmelzen lassen, in anderen Fällen hätten die Gummibänder ihre Elastizität verloren“.

Es lässt sich also festhalten, dass mehrere Methoden zur Dekontamination von bereits genutzten Schutzmasken zur Verfügung stehen, auch wenn es sich nur um einen „Notbehelf“ handeln kann. Diese Methoden schließen sich gegenseitig nicht aus und können ergänzend zueinander genutzt werden, um bei Lieferengpässen eine möglichst hohe Verfügbarkeit dekontaminierter Masken zu erreichen. Alle drei genannten Methoden scheinen die Hauptanforderungen zu erfüllen: Erhalt der Masken-/​Filterfunktion, Reduktion anhaftender Krankheitserreger und Vermeidung gesundheitsschädlicher Rückstände auf dem Material. Lediglich die Datenlage zur feuchten Hitzesterilisation erscheint im Hinblick auf das bislang getestete Erregerportfolio sowie mögliche Materialschädigungen verbesserungswürdig.

Ein Team von WissenschaftlerInnen der FH Münster und WWU Münster hat am 11.01.2021 eine Broschüre zur „Wiederverwendung von FFP2-Masken für den Privatgebrauch“ herausgegeben:

FFP2-Masken bieten einen deutlich besseren Eigenschutz als Alltagsmasken oder OP-Masken. Eigentlich sind auch diese medizinischen FFP2-Masken ein Einmalprodukt. Da jedoch bei der Nutzung für den Privatgebrauch (z.B. ÖPNV, Einkaufen etc.) mit einer geringeren Erregerbelastung der FFP2-Masken zu rechnen ist, kann die Wiederverwendung für den Privatgebrauch eine sinnvolle Ergänzung sein. Zudem sind gerade die FFP2- Masken nur begrenzt verfügbar und teuer.

Das Team „Wiederverwertung von FFP2-Masken“ führt an, dass „die Belastung durch Bakterien und Viren wie SARS-CoV-2 ein wichtiger Punkt bei einer Wiederverwendung von Masken ist“. Auf bzw. in der Maske vorhandene Infektionserreger sollen vor einer Wiederverwendung vollständig aktiviert werden. Wichtig ist dabei auch eine personenbezogene Wiederverwendung.

In der veröffentlichten Broschüre werden vor allem die Vor- und Nachteile von zwei Alternativen zur Reduzierung möglicher SARS-CoV-2 Erreger beschrieben: Verfahren „7 Tage trocknen bei Raumluft“ und Verfahren „80 °C trockene Hitze“ (siehe: https://www.fh-muenster.de/gesundheit/forschung/forschungsprojekte/moeglichkeiten-und-grenzen-der-eigenverantwortlichen-wiederverwendung-von-ffp2-masken-im-privatgebrauch/)

Kommentar zur Dekontamination und Wiederverwendung von Schutzmasken

Grundsätzlich sollte unseres Erachtens die Dekontamination und Wiederverwendung von FFP-Masken nur im Rahmen von Ausnahmesituationen wie Lieferengpässen und Krisenbewältigungsstrategien in Betracht gezogen werden, da vom Hersteller autorisierte Praktiken zur Wiederaufbereitung in der Regel nicht zur Verfügung stehen.

Grundvoraussetzungen für eine effektive Dekontamination sind

  • die Reduktion der (evtl. vorhandenen) Keimbelastung der getragenen Maske
  • der Erhalt der Funktionalität der bereits genutzten Maske (Filterleistung, Passform, Befestigung)
  • die Vermeidung von gesundheitsschädlichen Rückständen.