N95口罩誕生史

陳辰譯

N95口罩是一道橫亙在COVID-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%的細小顆粒物和病菌，這些是醫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求，成為比其他防護用品更具標志性的“符號”。

一層薄薄的織狀聚合物，是如何成為21世紀最重要醫療防護用品的？這一切都始于1910年，當時一位不為人知的（華人）醫生將世界從最嚴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菌和病毒可能會在空中漂浮而引起生病，于是便選擇了口罩遮蓋臉部。”圣安德魯大學社會人類學系的高級講師、醫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，在文藝復興時期的畫作中，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用布裹著自己的臉。但是，鼠疫當時是通過老鼠身上的跳蚤叮咬傳播的。

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

“瘴氣理論”驅使著預防瘟疫的口罩，遍及17世紀的歐洲。那些鑒別瘟疫的醫生們戴上口罩，用棍棒輕拍來標記被感染的人。這種細長的口罩造型類似大鳥嘴，邊緣處有兩個“鼻孔”，可以用來裝熏香。

“惡臭會導致疾病。這種思想一直持續到

19世紀初。”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）的法國醫生認為，像鳥嘴一樣的口罩本身就是瘟疫傳播的罪魁禍首，因為它們使人感到恐懼，而受驚的身體患疾病的風險更大。

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

“我們通常認為科學范式的轉變會帶來重大突破，但是到19世紀末，所有用來對抗病菌的技術都是基于‘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代外科口罩的重點。它們曾經（現在也是）被用來防止醫生在手術期間，咳嗽或打噴嚏時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，因此顆粒可以從側面進入。而防護口罩會形成一個良好的密封，這樣就能過濾吸人的空氣。而讓專業醫護人員感到不安的是，他們在沒有防護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（現指中國東三省）暴發。“這是世界未日，難以置信。它殺死了所有感染者，無一生還。一且出現癥狀，感染者就會在之后24至48小時內死亡。”林泰里斯說，“它與歐洲黑死病的情況差不多，在現代還沒有人遇到過類似的事情。”

一位名叫伍連德的醫生是當時中國的防疫帶頭人。他出生于馬來西亞檳榔嶼（祖籍廣東廣州府新寧縣），在劍橋大學學習醫學。在對其中一名病患做了尸檢后，伍連德認定，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，伍連德對在西方國家見到過的外科口罩進行了升級。他用紗布和棉花制成了一種更結實的口罩，可以牢固地包裹在人臉上，同時還增加了幾層布來過濾吸入物。伍連德的發明是一個重大突破，可以保護使用者免受病菌的侵害。根據林泰里斯的說法，這是一個非常棒的設計，可以用廉價而且隨時可得的材料手工制作。

1911年1月至2月之間，口罩的產量增加到了數不過來的程度。醫務人員、兵，還有一些普通人都戴著它們。這不僅阻止了鼠疫的傳播，也讓口罩成為了現代醫學的象征。

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

工業用品成醫護神器

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中，科學家們發明了一種空氣過濾式防毒面具，它可以包裹使用者的整個頭部，以潔凈呼人的空氣。裝有玻璃纖維過濾器的類似口罩，也開始在采礦業中用于預防黑肺病。這些防護設備可以挽救生命，但也是一個比較重的“負擔”，主要原因是安裝了過濾器。它的玻璃纖維會上呼吸變得困難，而且罩住佩戴者整個頭，會讓人覺得悶熱。

到了20世紀50年代，科學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防毒面具的生產商。1961年，該公司發布了一款“氣泡”外科口罩，得知它不能阻擋病菌時，該口罩被重新命名為“防塵”口罩。

1972年5月25日，3M公司開發的首款一次性N95“防塵”口罩獲批。他們沒有使用玻璃纖維，而是選擇對原有技術進行了優化，通過將熔化的聚合物吹入細小的纖維層中，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被吸附到纖維上。與此同時，存在很多的大空隙，進而保證了呼吸的順暢。

戴N95口罩的時間越長，它過濾顆粒物的效率就越高，被吸附的顆粒會幫助吸附更多。但隨著時間的推移，佩戴者呼吸會變得越來越困難，因為纖維之間的縫隙會被顆粒堵塞。這也是為什么N95口罩不能在塵士飛揚的環境中，一次佩戴超過8小時的原因。

N95口罩已有數一十年的工業應用歷史，直到上世紀90年代，耐藥性肺結核的問題才使人們對防護口罩又有了臨床需求。

肺結核病感染了許多醫護人員。為阻止它在空氣中傳播，針對醫療機構的N95標準有了更新：醫生們開始需要在幫助肺結核患者時佩戴它們。即便如此，醫院至今很少使用防護口罩。因為只有像COVID-19這樣的疫情暴發，才需要如此多的防護。

N95口罩并不完美。它的設計并不能很好地緊貼保護兒童，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，在高風險手術室中佩戴的N95口罩沒有呼氣閥，因此佩戴者會感到悶熱。

N95口罩在數百年的發展過程中應對了多次危機，這種演變將一直持續到COVID-19大流行病結束。

摘編自觀察者網