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건열 멸균을 통한 마스크의 재사용

JEIO TECH의 '건열 멸균을 통한 마스크의 재사용'을 이용한 응용자료는 (주)제이오텍에서 제공하였으며 주요 내용은 다음과 같다.

코로나 바이러스로 전 세계가 어려움을 겪고 있다. 일부 나라에서는 전염력이 강한 코로나 바이러스 감염자의 폭증으로 인해, 마스크 공급이 수요를 맞추지 못하여 일반인뿐만 아니라 의료진들도 제대로 보호받기 어려운 상황이다.

이에 여러 번 빨아 쓸 수 있다고 하는 나노 섬유마스크 등 마스크 부족 문제를 해결하기 위해 다양한 방법이 소개되고 있지만, 아직 검증이 부족하여 시중에 판매되고 있지 못한 실정이다.

이와 같은 상황에서 독일 정부가 흥미로운 권고를 제시하여 소개하고자 한다.
건열 멸균을 통해 수술용 마스크(MNS)와 보건마스크(FFP마스크)를 세 번까지 재활용하는 방법을 제안한 것이다. 최근 독일 내에 코로나 감염자가 급증하여 마스크 공급 부족을 해결하기 위한 정부의 방침으로 보인다. 주요 내용은 마스크를 65~70°C에 30분간 노출하면 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)를 비활성화시키고 그에 따라 마스크가 정화된다는 것이다[1].

그림 1. 상온 배양기를 통한 마스크 멸균의 예(65~70°C, 30분)

이때, 주의할 점은 마스크의 조직이 65°C에서 훼손되지 않고 유지되어야 한다는 것이다. 독일 정부의 문서는, 보건용 마스크(FFP 마스크)의 경우, 65°C에서 내열성을 확인해야 한다고 명시한다.
CE 인증 규격인 EN 149의 경우, 70°C에서 24시간 동안 견디는 시험을 거친 제품이기 때문에 문제가 되지 않지만, 미국, 캐나다, 호주 또는 일본에서 유통허가를 획득한 마스크는 38°C에서만 전처리가 되어, 70°C 내열성에 대한 추가 테스트가 필요하다[1]. (국내 보건용 마스크 역시 위 국가들과 같이 38°C에서 시험[2])

3M 연구진의 경우, 3M 마스크 2종(3M 1860/1870, N95 인증, 미국)에 대해서 30분, 60°C, 80%RH의 조건에서 5~10회 반복 시험했을 때, 필터링 성능에 영향을 주지 않는 것을 확인했다[3].
Stanford 연구진은 N95 인증품에 대해서 30분, 75°C의 조건에서 20회 반복 시험 후에도 필터링 성능이 크게 떨어지지 않음을 확인하였다[4].

현재 사용되는 Electrostatic charging technology 기반 마스크(N95)의 발명자인 Peter Tsai(미국 테네시대학 명예교수)는 30분, 70°C로 멸균을 여러 번 하더라도 필터링 효율은 떨어지지 않는다고 했다[5].
다만, 위 조건대로 멸균 시, 필터 조직이 열전도성이 높은 금속 표면에 직접 닿지 않도록 해야 하며 멸균 전 마스크를 만진 후에는 반드시 비누로 손을 씻을 것을 당부하였다.

그림 2. 70℃, 24시간 이전/이후 필터링 효율(보건용 마스크(N95)와 수술용 마스크)[5]

국내 마스크는, 보건용 마스크와 산업용 마스크로 분류하여 식약처와 고용노동부에서 관리하고 있다. 보건용 마스크(KF)의 경우, 내열 시험이 없기 때문에 제안된 멸균 후 필터링 성능이 유지되는지 확인이 필요하다.

기본 소재가 Melt blown인 정전기 필터 방식이며 유럽의 FFP2/3, 미국의 N95 등과 동급임[4]을 고려할 때, 시험할 가치가 있다. 산업용 마스크의 경우, 더욱 엄격한 내열 시험(70°C, 24시간)을 거치게 된다[6].
그러나, 실제 산업 현장에서의 산업용 마스크 수요가 부족한 점과 호흡을 위해 밸브가 장착되어 있어서 환자의 바이러스 배출을 막지 못한다는 점에서 적합하지 않다[7].
독일 정부에서는 이 멸균시험을 위해 병원이나 실험실에서 흔히 볼 수 있는 건조기(오븐, Trockenschrank)를 사용할 수 있다고 명기한다[1]. (일반 조리용 오븐의 경우, 65~70°C 구간의 온도제어 정확성을 검증해야 하며, 음식물을 통한 감염 우려가 있으므로 권하지 않음[8].)
본 해당 조치는 모든 병원체에 적용되지는 않기 때문에 개인화된 재활용만 가능하며, 결핵환자와 기타 강한 감염 환자가 사용한 마스크는 폐기하기를 권한다[1].
코로나 바이러스로 인해 전 세계가 홍역을 앓고 있는 지금, 위 정보가 바르게 활용된다면, 환자를 치료하는 의료진을 보호하기 위한 작지만, 효과적인 대책이 될 수 있을 것이다.

* 건조기는 100℃에서 측정, 배양기는 37℃에서 측정함.

Reference(참고문헌):
[1] Use of protective masks in healthcare facilities, BMAS(독일 노동사회복지부)
https://www.bmas.de/SharedDocs/Downloads/DE/Thema-Arbeitsschutz/e i n s a t z - s c h u t z m a s ke n - e i n r i c h t u n g e n - g e s u n d h e i t s w e s e n . p d f ? _ _blob=publicationFile&v=1
[2] 보건용 마스크 기준 규격에 대한 가이드라인, 3 Page, 식품의약품안전처(2018. 7.)
[3] Disinfection of Filtering Facepiece Respirators, 1 Page, 3M, Technical Bulletin Board(2020. 3)
[4] Can N95 facial masks be used after disinfection? And for how many times?,1 Page, Dr. Lei Liao et. Al., Stanford University and 4C Air, Inc.(2020. 3)
[5] Information and FAQs on the Performance, Protection, and Sterilization of Face Mask Materials, UTRF News(2020. 3)
https://utrf.tennessee.edu/information-faqs-performance-protection-sterilizationof -face-mask-materials/
[6] 호흡용 보호구 안전인증제도 및 인증사례, 26 page, 안전보건공단(2017. 7)
[7] 산업용 방진마스크 올바른 사용법, 6 page, 고용노동부, 안전보건공단
[8] Can face masks be safely disinfected and reused?, 2 page, Stanford AIM Lab COVID-19 Evidence Service Report(2020. 3)

건열 멸균에 사용 가능한 Lab Companion 건조기 및 배양기

(상온배양기 (강제순환), 멀티챔버형)

OF3-10W(강제 순환 건조기)

IB3-05A(상온배양기 (자연순환))

JEIO TECH의 '건열 멸균을 통한 마스크의 재사용'에 대한 궁금한 내용은 본 원고자료를 제공한 (주)제이오텍을 통하여 확인할 수 있다.

Model Name(모델명): 강제 순환 건조기; OF3-05 / OF3-10 / OF3-15
상온배양기(자연순환); IB3-03A / IB3-05A / IB3-10A / IB3-15A
상온배양기(강제순환), 멀티챔버형; IB-02G-2C / IB-02G-4C
The Person in Charge(담당자): Kim Giseong
Maker(제조사): JEIO TECH
Country of Origin(원산지): Korea
e-mail: gskim@jeiotech.com
Data Services(자료제공): JEIO TECH

<이 기사는 사이언스21 매거진 2020년 7월호에 게재 되었습니다.>