Дыхательная капля
Респираторная капля - это небольшая водная капля, продуцируемая выдохом, состоящей из слюны или слизи и других веществ, полученных из дыхательных путей поверхностей . Респираторные капли вырабатываются естественным образом в результате дыхания, разговора, чихания, кашля или рвоты, поэтому они всегда присутствуют в нашем дыхании, но говоря и кашель увеличивают их число. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Размеры капель варьируются от <1 мкм до 1000 мкм, [ 1 ] [ 2 ] И при типичном дыхании около 100 капель на литр дыхания. Таким образом, для дыхания в 10 литров в минуту это означает примерно 1000 капель в минуту, подавляющее большинство из которых представляют собой несколько микрометров по отношению к или меньше. [ 1 ] [ 2 ] Поскольку эти капли подвешены в воздухе, все они по определению аэрозолей . Однако большие капли (больше около 100 мкм, но в зависимости от условий) быстро падают на землю или другую поверхность, и поэтому они лишь кратко подвешены, в то время как капли намного меньше 100 мкм (что большинство из них) падают только медленно и поэтому так Формировать аэрозоли со сроком службы и более минут или в промежуточном размере может изначально перемещаться как аэрозоли, но на расстоянии падает на землю, как капли («реактивные гонщики»). [ 4 ]
Эти капли могут содержать инфекционные бактериальные клетки или частицы вируса, они являются важными факторами при передаче дыхательных заболеваний . В некоторых случаях при изучении передачи заболеваний проводятся различие между так называемыми «дыхательными капли», и тем, что называется «аэрозолями», с большими капли, называемыми «дыхательными капли», и меньшими, называемыми «аэрозолями». но это произвольное различие никогда не поддерживалось экспериментально или теоретически, [ 5 ] [ 3 ] и не соответствует стандартному определению аэрозоля .
Описание
[ редактировать ]Респираторные капли от людей включают различные типы клеток (например, эпителиальные клетки и клетки иммунной системы), физиологические электролиты, содержащиеся в слизи и слюне (например, NA + К. + , Кл − ) и, потенциально, различные патогены . [ 6 ]
Капли, которые высохнут в воздухе, становятся ядрами капель , которые плавают как аэрозоли и могут оставаться подвешенными в воздухе в течение значительных периодов времени. [ 6 ]

Традиционное отсечение жесткого размера 5 мкм между воздушными и дыхательными каплями подвергалась критике как ложная дихотомия, не основанная на науке, поскольку выдыхаемые частицы образуют континуум размеров, судьбы которых зависят от условий окружающей среды в дополнение к их первоначальным размерам. Тем не менее, он информировал меры предосторожности на основе больниц на основе передач на протяжении десятилетий. [ 7 ]
Формация
[ редактировать ]Респираторные капли могут быть произведены во многих отношениях. Их можно производить естественным образом в результате дыхания , разговора , чихания , кашля или пения. Они также могут быть искусственно генерированы в медицинских условиях с помощью процедур, генерирующих аэрозоль, такие как интубация , сердечно-легочная реанимация (CPR), бронхоскопия , хирургия и вскрытие . [ 6 ] Аналогичные капли могут быть сформированы из-за рвоты, промывки туалетов , покрытия с влажностью, душа или использования водопроводной воды или распыления серой воды для сельскохозяйственных целей. [ 8 ]
В зависимости от метода образования дыхательные капли также могут содержать соли , клетки и частицы вируса. [ 6 ] В случае естественных капель, они могут происходить из разных мест в дыхательных путях, что может повлиять на их содержание. [ 8 ] Также могут быть различия между здоровыми и больными людьми в их содержании, количестве и вязкости , которые влияют на формирование капель. [ 9 ]
Транспорт
[ редактировать ]
Различные методы формирования создают капли различного размера и начальной скорости, которые влияют на их транспорт и судьбу в воздухе. Как описано кривой скважин , самые большие капли падают достаточно быстро, чтобы они обычно оседают на землю или другую поверхность перед высыханием, и капли меньше 100 мкм будут быстро высохнуть, прежде чем оседать на поверхности. [ 6 ] [ 8 ] Когда-то высохли, они становятся твердыми ядрами капель, состоящих из нелетучих веществ, первоначально в капельке. Дыхательные капли также могут взаимодействовать с другими частицами небиологического происхождения в воздухе, которые более многочисленны, чем они. [ 8 ] Когда люди находятся в тесном контакте, жидкие капли, произведенные одним человеком, могут быть вдыхаются другим человеком; Капли, более 10 мкм, имеют тенденцию оставаться в ловушке в носу и горле, в то время как меньшие капли проникают в систему нижних дыхательных путей . [ 9 ]
Расширенная вычислительная динамика жидкости (CFD) показала, что при скорости ветра варьируются от 4 до 15 км/ч, дыхательные капли могут проходить до 6 метров. [ 10 ] [ 11 ]
Роль в передаче заболевания
[ редактировать ]
Распространенная форма передачи заболеваний заключается в респираторных капель, создаваемой кашлем , чиханием или разговором. Респираторная передача капель является обычным путем для дыхательных инфекций. Передача может происходить, когда респираторные капли достигают восприимчивых поверхностей слизистой оболочки, например, в глазах, носу или рте. Это также может произойти косвенно через контакт с загрязненными поверхностями , когда руки затем касаются лица. Респираторные капли большие и не могут оставаться подвешенными в воздухе надолго и обычно рассеиваются на короткие расстояния. [ 12 ]
Вирусы, распространяющиеся при передаче капель, включают вирус гриппа , риновирус , респираторный синцитиальный вирус , энтеровирус и норовирус ; [ 13 ] кори Морбилливирус ; [ 14 ] и коронавирусы , такие как SARS Coronavirus (SARS-COV-1) [ 13 ] [ 14 ] и SARS-COV-2 , который вызывает COVID-19 . [ 15 ] [ 16 ] Бактериальные и грибковые инфекционные агенты также могут передаваться респираторными каплями. [ 6 ] Напротив, ограниченное количество заболеваний может распространяться через воздушную передачу после высыхания дыхательной капли. [ 14 ] Мы все непрерывно выдыхаем эти капли, но, кроме того, некоторые медицинские процедуры, называемые медицинскими процедурами, генерирующими аэрозоль, также генерируют капли. [ 6 ]
Температура и влажность окружающей среды влияют на выживаемость биоаэрозолов , поскольку по мере того, как капля испаряется и становится меньше, она обеспечивает меньшую защиту для инфекционных агентов, которые она может содержать. В целом, вирусы с липидной конвертом более стабильны в сухом воздухе, в то время как те, у которых нет конверта, более стабильны в влажном воздухе. Вирусы также, как правило, более стабильны при низких температурах воздуха. [ 8 ]
Меры, принятые для уменьшения передачи
[ редактировать ]В медицинских условиях меры предосторожности включают в себя размещение пациента в отдельной комнате, ограничение их транспорта за пределами комнаты и использование надлежащего личного защитного оборудования . [ 17 ] [ 18 ] Было отмечено, что во время SAR 2002–2004 . вспышки гг [ 19 ] Тем не менее, хирургические маски гораздо менее хороши в фильтрации небольших капель/частиц, чем N95 и подобные респираторы , поэтому респираторы обеспечивают большую защиту. [ 20 ] [ 21 ]
Кроме того, более высокие скорости вентиляции могут использоваться в качестве контроля опасности для разбавления и удаления дыхательных частиц. Однако, если нефильтрованный или недостаточно отфильтрованный воздух истощен в другом месте, это может привести к распространению инфекции. [ 8 ]
История
[ редактировать ]
Немецкий бактериолог Карл Флюгге в 1899 году был первым, кто показал, что микроорганизмы в капель, вытесненных из дыхательных путей, являются средством передачи заболевания. В начале 20 -го века термин капли Flügge иногда использовался для частиц, которые достаточно велики, чтобы не полностью высохнуть, примерно те, которые более 100 мкм. [ 22 ]
Концепция капель Flügge как первичного источника и вектора для дыхательной передачи заболеваний преобладала в 1930 -х годах, пока Уильям Ф. Уэллс дифференцировался между большими и небольшими капли. [ 11 ] [ 23 ] Он разработал кривую скважин , которая описывает, как размер дыхательных капель влияет на их судьбу и, следовательно, на их способность передавать заболевание. [ 24 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в Джонсон, Гр; Morawska, L.; Ристовский, ZD; Hargreaves, M.; Mengersen, K.; Чао, Cyh; Wan, MP; Li, y.; Xie, x.; Катошевский, Д.; Корбетт С. (2011-12-01). «Модальность человеческого истекшего аэрозоля распределения» . Журнал аэрозольной науки . 42 (12): 839–851. Bibcode : 2011Jaers..42..839j . doi : 10.1016/j.jaerosci.2011.07.009 . ISSN 0021-8502 .
- ^ Jump up to: а беременный в Грегсон, Флоренция Ка; Уотсон, Натали А.; Ортон, Кристофер М.; Хэддрелл, Аллен Э.; Маккарти, Лорен П.; Финни, Томас -младший; Джентльмен, Ник; Дональдсон, Гэвин. В.; Шах, Паллав Л.; Колдер, Джеймс Д.; Бздек, Брайан Р. (2021-02-26). «Сравнение концентраций аэрозоля и распределения частиц по размерам, полученных в результате пения, выступления и дыхания» . Аэрозольная наука и техника . 55 (6): 681–691. Bibcode : 2021aerst..55..681g . doi : 10.1080/02786826.2021.1883544 . HDL : 10044/1/87506 . ISSN 0278-6826 . S2CID 233353106 .
- ^ Jump up to: а беременный Буруба, Лидия (2021-01-05). «Жидкая динамика передачи заболеваний» . Ежегодный обзор механики жидкости . 53 (1): 473–508. Bibcode : 2021Anrfm..53..473b . doi : 10.1146/annurev-fluid-060220-113712 . ISSN 0066-4189 . S2CID 225114407 .
- ^ Хунцикер, Патрик (2021-10-01). «Минимизация воздействия респираторных капель,« реактивных гонщиков »и аэрозолей в больничных палатах с кондиционером с помощью стратегии« щит-и-синк » . BMJ Open . 11 (10): E047772. doi : 10.1136/bmjopen-2020-047772 . ISSN 2044-6055 . PMC 8520596 . PMID 34642190 .
- ^ Уилсон, Ник; Корбетт, Стивен; Тови, Юань (2020). «Передача воздуха Covid-19» . BMJ . 370 : M3206. doi : 10.1136/bmj.m3206 . ISSN 1756-1833 . PMID 32819961 . S2CID 221178291 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Аткинсон, Джеймс; Шартер, Ив; Пессоа-Сильва, Кармен Луча; Дженсен, Пол; Ли, Югуо; Seto, Wing-Hong (2009). «Приложение C: дыхательные капли» . Естественная вентиляция для инфекционного контроля в условиях здравоохранения . Всемирная организация здравоохранения . ISBN 978-92-4-154785-7 .
- ^ Инициатива по вопросам здоровья окружающей среды; Национальные академии наук, инженерии и медицины (2020-10-22). Шелтон-Дэвенпорт, Марили; Павлин, Джули; Сондерс, Дженнифер; Стаудт, Аманда (ред.). Переносная передача SARS-COV-2: Материалы семинара-вкратце . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академическая пресса. DOI : 10.17226/25958 . ISBN 978-0-309-68408-8 Полем PMID 33119244 . S2CID 236828761 .
{{cite book}}
: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Моравска Л. (2006-10-01). «Судьба капель в помещении, или мы можем предотвратить распространение инфекции?» (PDF) . Внутренний воздух . 16 (5): 335–347. Bibcode : 2006inair..16..335m . doi : 10.1111/j.1600-0668.2006.00432.x . ISSN 0905-6947 . PMID 16948710 . S2CID 36940738 .
- ^ Jump up to: а беременный Грэлтон, Ян; Тови, Эуан; McLaws, Мэри-Луиза; Rawlinson, William D. (2011-01-01). «Роль размера частиц в аэрозолизированной передаче патогена: обзор» . Журнал инфекции . 62 (1): 1–13. doi : 10.1016/j.jinf.2010.11.010 . PMC 7112663 . PMID 21094184 .
- ^ Jump up to: а беременный Dbouk, Talib; Дрикакис, Димитрис (2020). «При кашле и передаче в воздух капли людям» . Физика жидкости . 32 (5): 053310. BIBCODE : 2020PHFL ... 32E3310D . doi : 10.1063/5.0011960 . PMC 7239332 . PMID 32574229 .
- ^ Jump up to: а беременный Уэллс, WF (1934). «При инфекции с воздухом: исследование II. Капли и ядра капель». Американский журнал эпидемиологии . 20 (3): 611–618. doi : 10.1093/oxfordjournals.aje.a118097 .
- ^ «Руководство клинических преподавателей для профилактики и контроля инфекции в здравоохранении» . Австралийский национальный совет здравоохранения и медицинских исследований . 2010. С. 3. Архивировал (PDF) из оригинала 2015-04-05 . Получено 2015-09-12 .
- ^ Jump up to: а беременный Ла Роза, Джузеппина; Фратини, Марта; Делла Либера, Симонетта; Яконелли, Марцелло; Muscillo, Michele (2013-06-01). «Вирусные инфекции приобретали вдоль в воздухе, капель или контактов» . Анналы Istituto Superiore di Sanità . 49 (2): 124–132. Doi : 10.4415/ann_13_02_03 . ISSN 0021-2571 . PMID 23771256 .
- ^ Jump up to: а беременный в «FAQ: методы передачи заболеваний» . Больница горы Синай (Торонто) . Получено 2020-03-31 .
- ^ Ван Доремлен, Нелдже; Кустарник, Трентон; Моррис, Дилан Х.; Холбрук, Минди Г.; Gamble, Амандин; Williamson, Brandi N.; Тамин, Азаиби; Harcourt, Jennifer L.; Торнбург, Натали Дж.; Гербер, Сьюзен I.; Ллойд-Смит, Джеймс О.; Де Вит, Эмми; Мюнстер, Винсент Дж. (2020). «Аэрозольная и поверхностная стабильность SARS-COV-2 по сравнению с SARS-COV-1» . Новая Англия Журнал медицины . 382 (16): 1564–1567. doi : 10.1056/nejmc2004973 . PMC 7121658 . PMID 32182409 . S2CID 212752423 .
- ^ «Пропустите сообщение: пять шагов к выбиту коронавируса» . Всемирная организация здравоохранения . 2020-02-23 . Получено 2020-03-24 .
- ^ «Меры предосторожности на основе передачи» . США Центры по контролю и профилактике заболеваний . 2016-01-07 . Получено 2020-03-31 .
- ^ «Профилактика приобретенных в больнице инфекций» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) . п. 45. Архивировано из оригинала (PDF) 26 марта 2020 года.
- ^ Gamage, B; Мур, D; Копес, R; Ясси, а; Брайс, Е (2005-03-01). «Защита работников здравоохранения от SARS и других респираторных патогенов: обзор литературы по контролю за инфекцией» . Американский журнал инфекционного контроля . 33 (2): 114–121. doi : 10.1016/j.ajic.2004.12.002 . PMC 7132691 . PMID 15761412 .
- ^ «Респираторы N95 и хирургические маски (маски для лица)» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . 2020-03-11 . Получено 2020-03-28 .
- ^ Конда, Абхитня; Пракаш, Абхинад; Мосс, Грегори А.; Шмольдт, Майкл; Грант, Грегори Д.; Гуха, Супратик (2020-05-26). «Эффективность аэрозольной фильтрации общих тканей, используемых в масках для дыхательных путей» . ACS Nano . 14 (5): 6339–6347. doi : 10.1021/acsnano.0c03252 . ISSN 1936-0851 . PMC 7185834 . PMID 32329337 .
- ^ Заяц Р. (1964-03-01). «Передача респираторных инфекций» . Труды Королевского медицины . 57 (3): 221–230. doi : 10.1177/003591576405700329 . ISSN 0035-9157 . PMC 1897886 . PMID 14130877 .
- ^ Буруба, Лидия (2020-03-26). «Турбулентные газовые облака и выбросы респираторных патогенов: потенциальные последствия для снижения передачи Covid-19» . Джама . 323 (18): 1837–1838. doi : 10.1001/Jama.2020.4756 . ISSN 0098-7484 . PMID 32215590 .
- ^ Всемирная организация здравоохранения; Y. Chartier; C. L Pessoa-Silva (2009). Естественная вентиляция для инфекционного контроля в условиях здравоохранения . Всемирная организация здравоохранения. п. 79. ISBN 978-92-4-154785-7 .