Åndedrettsdråpe - Respiratory droplet

mann nyser, med dråper som sprer seg mye i luften rundt
Noen smittsomme sykdommer kan spres via luftveisdråper som blir utvist fra munnen og nesen, som når en person nyser.

En respirasjonsdråpe er en liten vandig dråpe produsert ved utpust, som består av spytt eller slim og annet materiale som kommer fra luftveier . Åndedrettsdråper produseres naturlig som følge av pust, snakk, nysing, hoste eller oppkast, så de er alltid tilstede i pusten vår, men snakk og hoste øker antallet. Dråpestørrelser varierer fra <1 µm til 1000 µm, og ved typisk pust er det rundt 100 dråper per liter pust. Så for en pustefrekvens på 10 liter per minutt betyr dette omtrent 1000 dråper per minutt, hvorav de aller fleste er noen få mikrometer på tvers eller mindre. Siden disse dråpene er suspendert i luft, er de alle per definisjon aerosoler . Imidlertid faller store dråper (større enn omtrent 100 µm, men avhengig av forhold) raskt til bakken eller en annen overflate, og det henges bare kort opp, mens dråper som er mye mindre enn 100 µm (som er de fleste) faller bare sakte og så danne aerosoler med levetid på minutter eller mer, eller med mellomstørrelse, kan i utgangspunktet bevege seg som aerosoler, men på avstand falle til bakken som dråper ("jet riders"). Siden dråpene er så små, tørker de raskt en gang i luften rundt, krymper og forblir derfor suspendert over lengre tid (se luftbåren overføring ).

Disse dråper kan inneholde infeksiøse bakterieceller eller viruspartikler er de viktige faktorer for overføring av luftveissykdommer . I noen tilfeller blir det i studiet av sykdomsoverføring gjort et skille mellom det som kalles "respirasjonsdråper" og det som kalles "aerosoler", med bare større dråper referert til som "respirasjonsdråper" og mindre referert til som "aerosoler" men dette vilkårlige skillet har aldri blitt støttet eksperimentelt eller teoretisk, og er ikke i samsvar med standarddefinisjonen av en aerosol .

Beskrivelse

Respirasjonsdråper fra mennesker inkluderer forskjellige celletyper (f.eks. Epitelceller og celler i immunsystemet), fysiologiske elektrolytter som finnes i slim og spytt (f.eks. Na + , K + , Cl - ) og potensielt forskjellige patogener .

Dråper som tørker i luften blir dråpekjerner som flyter som aerosoler og kan forbli suspendert i luften i betydelige perioder.

fordelingsstørrelsen på dråper i pusten: den er veldig bred, fra mindre enn en mikrometer til en millimeter
Sannsynlighetstetthetsfunksjonen for dråper i pusten til noen som snakker, som en funksjon av diameter. Vær oppmerksom på at begge aksene er loggskalaer, vi puster ut dråper som varierer i størrelse fra mindre enn en mikrometer til rundt en millimeter, og at vi puster ut mange flere dråper rundt en mikrometer på tvers enn større dråper. Bare de største dråpene, rundt en millimeter store, er synlige, vi kan ikke se de mindre.

Den tradisjonelle harde størrelsen på 5 mikrometer mellom luftbårne og respiratoriske dråper har blitt kritisert som en falsk dikotomi som ikke er forankret i vitenskap, ettersom utåndede partikler danner et kontinuum av størrelser hvis skjebne er avhengig av miljøforhold i tillegg til deres opprinnelige størrelser. Imidlertid har den informert sykehusbaserte overføringsbaserte forholdsregler i flere tiår.

Formasjon

Åndedrettsdråper kan produseres på mange måter. De kan produseres naturlig som et resultat av pust , snakk , nysing , hoste eller sang . De kan også kunstig genereres i helsevesenet gjennom aerosolgenererende prosedyrer som intubasjon , hjerte-lungeredning (HLR), bronkoskopi , kirurgi og obduksjon . Lignende dråper kan dannes gjennom oppkast , spyling av toaletter , våte rengjøringsflater, dusjing eller bruk av vann fra springen eller sprøyting av gråvann til landbruksformål.

Avhengig av dannelsesmetoden kan respirasjonsdråper også inneholde salter , celler og viruspartikler . Når det gjelder naturlig produserte dråper, kan de stamme fra forskjellige steder i luftveiene, noe som kan påvirke innholdet i dem. Det kan også være forskjeller mellom friske og syke individer i deres sliminnhold, mengde og viskositet som påvirker dråpedannelse.

Transportere

Menneskelig hoste: effekt av vindhastighet på transport av respirasjonsdråper.

Ulike formasjonsmetoder skaper dråper av forskjellig størrelse og starthastighet, som påvirker transporten og skjebnen i luften. Som beskrevet av Wells -kurven faller de største dråpene tilstrekkelig fort til at de vanligvis legger seg til bakken eller en annen overflate før de tørker ut, og dråper mindre enn 100 μm vil raskt tørke ut før de legger seg på en overflate. Når de er tørre, blir de faste dråpekjerner som består av det ikke-flyktige stoffet som opprinnelig er i dråpen. Respirasjonsdråper kan også samhandle med andre partikler av ikke-biologisk opprinnelse i luften, som er flere enn dem. Når mennesker er i nær kontakt, kan væskedråper produsert av en person inhaleres av en annen person; dråper større enn 10 mikrometer har en tendens til å forbli fanget i nesen og halsen mens mindre dråper vil trenge ned i nedre luftveier .

Advanced Computational Fluid Dynamics (CFD) viste at ved vindhastigheter som varierer fra 4 til 15 km/t, kan respirasjonsdråper bevege seg opp til 6 meter.

Rolle i sykdomsoverføring

En vanlig form for sykdomsoverføring er respirasjonsdråper, generert ved hoste , nysing eller snakk. Smitte av respirasjonsdråper er den vanlige ruten for luftveisinfeksjoner. Overføring kan skje når respirasjonsdråper når mottakelige slimhinneoverflater, for eksempel i øyne, nese eller munn. Dette kan også skje indirekte ved kontakt med forurensede overflater når hendene deretter berører ansiktet. Respirasjonsdråper er store og kan ikke forbli suspendert i luften lenge, og er vanligvis spredt over korte avstander.

Virus spredt ved dråpetransmisjon inkluderer influensavirus , rhinovirus , respiratorisk syncytialvirus , enterovirus og norovirus ; meslinger morbillivirus ; og koronavirus som SARS coronavirus (SARS-CoV-1) og SARS-CoV-2 som forårsaker COVID-19 . Bakterielle og soppinfeksjonsmidler kan også overføres av respirasjonsdråper. Derimot kan et begrenset antall sykdommer spres gjennom luftbåren overføring etter at respirasjonsdråpen tørker ut. Vi puster alle disse dråpene kontinuerlig ut, men i tillegg genererer noen medisinske prosedyrer som kalles aerosolgenererende medisinske prosedyrer også dråper.

Omgivende temperatur og fuktighet påvirker overlevelsesevnen bioaerosoler fordi som dråpefordamper og blir mindre, det gir mindre beskyttelse for selve infeksjonsmidlene det kan inneholde. Generelt er virus med en lipidkonvolutt mer stabile i tørr luft, mens de uten konvolutt er mer stabile i fuktig luft. Virus er også generelt mer stabile ved lave lufttemperaturer.

Tiltak som er iverksatt for å redusere overføringen

I helsevesenet inkluderer forholdsregler å bo en pasient i et individuelt rom, begrense transporten utenfor rommet og bruke riktig personlig verneutstyr . Det har blitt bemerket at under SARS -utbruddet 2002–2004 hadde bruk av kirurgiske masker og N95 respiratorer en tendens til å redusere infeksjoner hos helsepersonell. Men kirurgiske masker er mye mindre flinke til å filtrere ut små dråper / partikler enn N95 og lignende respiratorer , slik at åndedrettsvern gir bedre beskyttelse.

Også høyere ventilasjonshastigheter kan brukes som en farekontroll for å fortynne og fjerne respiratoriske partikler. Imidlertid, hvis ufiltrert eller utilstrekkelig filtrert luft slippes ut til et annet sted, kan det føre til spredning av en infeksjon.

Historie

Plakat fra britisk folkehelse-utdanning fra andre verdenskrig .

Den tyske bakteriologen Carl Flügge i 1899 var den første som viste at mikroorganismer i dråper som blir utvist fra luftveiene er et middel for overføring av sykdom. På begynnelsen av 1900 -tallet ble begrepet Flügge -dråpe noen ganger brukt om partikler som er store nok til ikke å tørke helt ut, omtrent de som er større enn 100 μm.

Flügges konsept om dråper som primær kilde og vektor for respiratorisk overføring av sykdommer seiret inn på 1930 -tallet til William F. Wells differensierte mellom store og små dråper. Han utviklet Wells -kurven , som beskriver hvordan størrelsen på respirasjonsdråper påvirker deres skjebne og dermed deres evne til å overføre sykdom.

Se også

Referanser