Modell zur Wirksamkeit von Corona-Masken FFP2 oder chirurgische Maske – was stoppt die Pandemie?

Gesichtsmasken gegen Corona – zuerst nicht notwendig, dann reichte quasi „irgendetwas über Mund und Nase“ und schließlich waren FFP2-Masken Pflicht. Da wundert es kaum, dass die Wirksamkeit dieser Maßnahme teilweise noch immer in Frage gestellt wird. Neue Modellrechnungen eines internationalen Forscherteams mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Chemie belegen nun den Nutzen zur Pandemieeindämmung – vorausgesetzt, genug Menschen wenden die Masken korrekt an.

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Max-Planck-Institut für Chemie

Mainz – Maske nicht vergessen – auch wenn die meisten Menschen sich dessen inzwischen wie selbstverständlich vergewissern, gibt es selbst unter Fachleuten unterschiedliche Auffassungen über die Wirksamkeit von Gesichtsmasken. Einige frühere Studien zeigten, dass Masken unter gewissen Bedingungen wenig wirksam sind. Andere fanden eine hohe Wirksamkeit. Eine schlüssige Begründung und Klärung der scheinbaren Widersprüche fehlte bisher.

Wie aber hängt die Wirksamkeit von Gesichtsmasken tatsächlich von verschiedenen Umgebungsbedingungen ab? Und wie wirken sich die Masken bevölkerungsweit auf den Verlauf der Covid-19-Pandemie aus? Das untersuchten Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC), der Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und der Charité-Universitätsmedizin Berlin gemeinsam mit Partnern aus China und den USA. Dazu nutzten sie eine Vielzahl von Beobachtungsdaten sowie einen neuartigen Ansatz zur Berechnung der durchschnittlichen Virenbelastung und ihrer Verteilung in der Bevölkerung.

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Wo einfache chirurgische Masken reichen…

Eine zentrale Erkenntnis aus der Studie ist, dass oft selbst einfache chirurgische Masken wirksam sind. „Normalerweise enthält nur ein geringer Anteil der von Menschen ausgeatmeten Tröpfchen und Aerosolpartikel Viren. Meist ist die Virenkonzentration in der Luft so gering, dass selbst einfache chirurgischer Masken die Verbreitung von Covid-19 sehr wirksam eindämmen“, erklärt Yafang Cheng, Leiterin einer Minerva-Forschungsgruppe am MPIC. „Unser Ansatz erlaubt detaillierte Berechnungen von Bevölkerungsmittelwerten und erklärt, warum Regionen, in denen ein höherer Anteil der Bevölkerung Masken trägt, die Pandemie besser unter Kontrolle haben.“

…und wo FFP2-Masken nötig sind

In virenreichen Innenräumen mit hoher Infektionswahrscheinlichkeit sind laut den Studienergebnissen jedoch Masken mit höherer Wirksamkeit (N95/FFP2) und andere Schutzausrüstungen erforderlich, um eine Übertragung durch die Luft zu verhindern. Weil die Wirksamkeit von Gesichtsmasken stark von der Viruskonzentration abhängt, sei es den Forschern zufolge wichtig, Masken mit anderen Schutzmaßnahmen zu kombinieren, um die Infektionswahrscheinlichkeiten gering zu halten. „Die Kombination von hochwertigen Masken mit anderen Schutzmaßnahmen wie Lüften und Abstandhalten ist besonders wichtig für Krankenhäuser, medizinische Zentren und andere Innenräume, in denen Hochrisikopatienten auf hohe Viruskonzentrationen treffen können“, sagt Christian Witt, Leiter des Forschungsbereichs Pneumologie an der Charité - Universitätsmedizin Berlin. „Masken werden eine wichtige Schutzmaßnahme gegen SARS-CoV-2-infektionen blieben – sogar für geimpfte Personen, speziell wenn der Impfschutz mit der Zeit nachlässt.“

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Nur wenn viele die Masken nutzen, hilft die Maßnahme

Die nun veröffentlichte Studie soll auch helfen, die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen gegenüber neuen und infektiöseren Mutanten von SARS-CoV-2 zu beurteilen. Darüber hinaus zeige sie, dass Masken die Reproduktionszahl für Covid-19 nur effektiv senken können, wenn möglichst viele Menschen sie korrekt anwenden. Um die Reproduktionszahl von etwa drei auf unter eins zu reduzieren, müssten mindestens 60 bis 70 Prozent der Menschen chirurgische Masken korrekt anwenden. Bei N95/FFP2-Masken wären es etwa 40 Prozent. Bei infektiöseren Varianten von SARS-CoV-2 müssten die Raten entsprechend höher sein.

„Wir sind überzeugt, dass die in unserer Studie gewonnenen mechanistischen Erkenntnisse und quantitativen Ergebnisse dazu beitragen, die Debatte über die Nützlichkeit von Masken abzuschließen und die Covid-Pandemie effizient einzudämmen“, fasst Ulrich Pöschl zusammen, der als Leiter der Abteilung Multiphasenchemie am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie tätig ist.

Originalpublikation: Yafang Cheng, Nan Ma, Christian Witt, Steffen Rapp, Philipp S. Wild, Meinrat O. Andreae, Ulrich Pöschl, Hang Su: Face masks effectively limit the probability of SARS-CoV-2 transmission, Science 20 May 2021; DOI: 10.1126/science.abg6296

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