N95口罩诞生史

陈辰译

N95口罩是一道横亘在COVID-19与人类健康之间的“屏障”。它能紧贴佩戴者的脸部，过滤掉空气中95%的细小颗粒物和病菌，这些是医用外科口罩等无法做到的。目前，N95口罩因新冠肺炎疫情供不应求，成为比其他防护用品更具标志性的“符号”。

一层薄薄的织状聚合物，是如何成为21世纪最重要医疗防护用品的？这一切都始于1910年，当时一位不为人知的（华人）医生将世界从最严重的疾病之一中拯救了出来。

最初阻止“气味”的口罩

回溯历史，“很早以前人们就知道细菌和病毒可能会在空中漂浮而引起生病，于是便选择了口罩遮盖脸部。”圣安德鲁大学社会人类学系的高级讲师、医用口罩历史专家克里斯托斯·林泰里斯（Christos Lynteris）说。

林泰里斯指出，在文艺复兴时期的画作中，人们用手帕遮住鼻子以避免生病。外，还有在1720年法国马赛大鼠疫的画作中，掘墓者和老百姓在处理尸体时用布裹着自己的脸。但是，鼠疫当时是通过老鼠身上的跳蚤叮咬传播的。

林泰里斯说，“那时人们用布遮挡嘴巴和鼻子的原因，是基本都认为鼠疫之类的疾病源是瘴气，或是从地面散发出来的某种气体。”

“瘴气理论”驱使着预防瘟疫的口罩，遍及17世纪的欧洲。那些鉴别瘟疫的医生们戴上口罩，用棍棒轻拍来标记被感染的人。这种细长的口罩造型类似大鸟嘴，边缘处有两个“鼻孔”，可以用来装熏香。

“恶臭会导致疾病。这种思想一直持续到

19世纪初。”林泰里斯说道。值得注意的是，200年后，一位名叫安托万·巴塞勒米·克洛特-贝（AntoineBarthelemyClot-Bey）的法国医生认为，像鸟嘴一样的口罩本身就是瘟疫传播的罪魁祸首，因为它们使人感到恐惧，而受惊的身体患疾病的风险更大。

到了19世纪70年代末，科学家们深入了解了病菌。随着现代微生物学的出现，“瘴气理论”逐渐从人们视线中消失。然而，接下来发生的事情看上去几乎和以前完全一样。

“我们通常认为科学范式的转变会带来重大突破，但是到19世纪末，所有用来对抗病菌的技术都是基于'瘴气理论。”安托万·巴塞勒米·克洛特一贝表示。

1897年，医生们开始戴最初的外科口罩。不过，它们更像是一块裹在佩戴者脸上的、经过美化的手帕，也并不是用来过滤空气中的病菌一这仍然不是现代外科口罩的重点。它们曾经（现在也是）被用来防止医生在手术期间，咳嗽或打喷嚏时把飞沫溅到患者伤口上。

外科口罩由比较单一的材料制成，松散地贴在佩戴者脸上，因此颗粒可以从侧面进入。而防护口罩会形成一个良好的密封，这样就能过滤吸人的空气。而让专业医护人员感到不安的是，他们在没有防护口罩的情况下只能戴外科口罩。

鼠疫里中国制造的新口罩

1910年秋，一场瘟疫在满洲（现指中国东三省）暴发。“这是世界未日，难以置信。它杀死了所有感染者，无一生还。一且出现症状，感染者就会在之后24至48小时内死亡。”林泰里斯说，“它与欧洲黑死病的情况差不多，在现代还没有人遇到过类似的事情。”

一位名叫伍连德的医生是当时中国的防疫带头人。他出生于马来西亚槟榔屿（祖籍广东广州府新宁县），在剑桥大学学习医学。在对其中一名病患做了尸检后，伍连德认定，这场鼠疫并非像许多人所怀疑的那样由跳蚤传播，而是通过空气传播的。

之后，伍连德对在西方国家见到过的外科口罩进行了升级。他用纱布和棉花制成了一种更结实的口罩，可以牢固地包裹在人脸上，同时还增加了几层布来过滤吸入物。伍连德的发明是一个重大突破，可以保护使用者免受病菌的侵害。根据林泰里斯的说法，这是一个非常棒的设计，可以用廉价而且随时可得的材料手工制作。

1911年1月至2月之间，口罩的产量增加到了数不过来的程度。医务人员、兵，还有一些普通人都戴着它们。这不仅阻止了鼠疫的传播，也让口罩成为了现代医学的象征。

1918年，当西班牙流感暴发时，伍连德的口罩在科学家乃至老百姓当中都是广为人知的。世界各地的公司都增加了类似口罩的生产，以减少流感的蔓延。

工业用品成医护神器

N95口罩是伍连德版口罩的“衍生品”

在第一次和第二次世界大战中，科学家们发明了一种空气过滤式防毒面具，它可以包裹使用者的整个头部，以洁净呼人的空气。装有玻璃纤维过滤器的类似口罩，也开始在采矿业中用于预防黑肺病。这些防护设备可以挽救生命，但也是一个比较重的“负担”，主要原因是安装了过滤器。它的玻璃纤维会上呼吸变得困难，而且罩住佩戴者整个头，会让人觉得闷热。

到了20世纪50年代，科学家们开始了解吸人石棉的危害，但从事石棉工作的人宁愿不戴笨重的口罩。想象一下在30度高温的建筑工地上，用橡膠包裹头部的滋味，就可以理解他们的心情。

3M公司是N95防毒面具的生产商。1961年，该公司发布了一款“气泡”外科口罩，得知它不能阻挡病菌时，该口罩被重新命名为“防尘”口罩。

1972年5月25日，3M公司开发的首款一次性N95“防尘”口罩获批。他们没有使用玻璃纤维，而是选择对原有技术进行了优化，通过将熔化的聚合物吹入细小的纤维层中，从而能将较硬的礼品丝带制成过滤器。3M还在材料中加入了静电荷，因此即使是更小的颗粒也会被吸附到纤维上。与此同时，存在很多的大空隙，进而保证了呼吸的顺畅。

戴N95口罩的时间越长，它过滤颗粒物的效率就越高，被吸附的颗粒会帮助吸附更多。但随着时间的推移，佩戴者呼吸会变得越来越困难，因为纤维之间的缝隙会被颗粒堵塞。这也是为什么N95口罩不能在尘士飞扬的环境中，一次佩戴超过8小时的原因。

N95口罩已有数一十年的工业应用历史，直到上世纪90年代，耐药性肺结核的问题才使人们对防护口罩又有了临床需求。

肺结核病感染了许多医护人员。为阻止它在空气中传播，针对医疗机构的N95标准有了更新：医生们开始需要在帮助肺结核患者时佩戴它们。即便如此，医院至今很少使用防护口罩。因为只有像COVID-19这样的疫情暴发，才需要如此多的防护。

N95口罩并不完美。它的设计并不能很好地紧贴保护儿童，以及那些蓄须人士的面部。如果密封性不好，它就无法像广告说的那样起作用。此外，在高风险手术室中佩戴的N95口罩没有呼气阀，因此佩戴者会感到闷热。

N95口罩在数百年的发展过程中应对了多次危机，这种演变将一直持续到COVID-19大流行病结束。