페이스쉴드, 흡입되는 에어로졸 최대 96%까지 차단 가능

[내외뉴스통신] 신종 코로나바이러스 감염증(이하 코로나19)과 조우한 지 반년 이상이 지난 현재, 방역모범국이라 꼽혀온 한국을 비롯한 각 국에서 발생해온 수 차례의 재확산을 통하여 깨달은 것은 철저한 생활방역만이 코로나19 확산을 억제하는 방법이라는 것이다. 그래서 방호구, 특히 마스크의 착용이 필수적이라는 건 어제 오늘 강조되기 시작한 사항이 아니다.

마스크는 감염의 원천이 되는 비말의 확산 빈도와 범위를 낮출 수 있는 가장 효율적인 방역 수단이지만, 이 역시 나름의 약점을 가지며, 실생활에 있어 불편함을 수반하게 한다. 이를 보완하기 위해 여러 안이 제시되고 있으며 이 중 가장 효율적인 보완재로 꼽히는 페이스쉴드는 마스크와 함께 가장 널리 사용되는 방호구가 되었다. 문제는 이 페이스쉴드의 실질적인 효과가 어떠한지 명확하지 않다는 것이다.

최근 미 플로리다 애틀랜틱대학교 연구진의 페이스쉴드 실험이 화제가 되었다. 실험을 기반으로 내린 결론은 "페이스쉴드는 에어로졸의 확산을 막기 어렵고, 마스크에 비해 효과적이지 않다"는 것인데, 이는 페이스쉴드의 기능과 역할을 오인한 설명으로 볼 수 있다. 페이스쉴드가 이러한 바이러스성 에어로졸 감염 방지에 효과적이라는 것은 꽤 오래전부터 알려진 사실이며, 이미 체계적인 실험을 통하여 입증된 바 있다.

2014년 미 국립 직업안전위생연구소(NIOSH)의 연구진들은 인플루엔자의 확산 방역과 관련한 연구를 위해, 기침을 통해 생성되는 비말 및 에어로졸에 대한 페이스쉴드의 차단효과를 알아보는 실험을 시행하였다.

실험을 위해 연구팀은 공기의 출입이 없는 공간을 준비하고, 인체 모형의 호흡기부에 기침 형태의 에어로졸 분사기와 흡입기관을 설치하여 비말의 생성과 흡입을 통한 공기 흐름 모델을 설계하였다. 또한 바이러스 배양을 통해 양산된 실제 인플루엔자 바이러스를 사용하여, 실험의 결과를 통해 바이러스에 대한 노출 강도를 실제에 가깝게 추정할 수 있도록 하였다.

이 실험에 의해, 기준 거리인 46cm 떨어진 환자의 기침으로부터 생성된 초기 발생 에어로졸 중 0.9%가 방호구를 착용하지 않은 상대에게 흡입되는 것으로 나타났다. 여기서 페이스쉴드를 착용할 시 흡입되는 에어로졸은 최대 96% 감소, 페이스쉴드를 착용한 피험체의 경우 호흡부 표면 오염도 역시 최대 97% 감소를 보이는 것으로 나타났다.

자세한 실험 결과는 다음과 같다. 페이스쉴드의 비말 흡입 차단 효과는 대형 에어로졸(평균직경 8.5마이크로미터)의 경우 96%, 소형 에어로졸(평균직경 3.4마이크로미터)의 경우 68%로 나타났다. 인플루엔자 바이러스 검출량 기준을 볼 때, 페이스쉴드 착용 시 미착용한 경우보다 최대 95% 낮게 검출되는 것으로 나타났으며, 페이스쉴드의 표면에 자리한 바이러스는 미착용 시 흡입한 양의 20%에 달하는 것으로 나타났다. 이는 페이스쉴드의 에어로졸 흡입 차단 능력을 입증하는 지표가 되며, 연구진은 이 결과에 대해 "페이스쉴드는 단시간의 노출에 대해 호흡기를 보호할 수 있는 효과적인 장비"라 언급한다.

또한 표면 오염도에 대한 페이스쉴드의 효과는 대형 에어로졸의 경우 97% 감소, 소형 에어로졸의 경우 76% 감소로 나타났다. 이는 마스크 착용 시 마스크 표면에 전달되는 에어로졸이 페이스쉴드에 의해 감소되는 비율로, 이를 통해 페이스쉴드는 비말 및 에어로졸이 안면부에 전달되는 빈도를 상당히 낮출 수 있다는 결론을 얻을 수 있다. 최근 '네이처 메디신'에 제출된 코로나19의 감염경로에 대한 연구논문에 따르면, 비강 및 안구와 눈물관 내의 수용체가 코로나19 원인 바이러스의 주요 침투 경로가 될 수 있다고 밝혀졌다. 마스크는 얼굴표면, 특히 안구 점막을 보호할 수 없다는 약점을 가지고 있음을 생각해볼 때, 페이스쉴드는 이 점에 있어서 마스크가 대체할 수 없는 방역효과를 드러낸다.

단 실험에서도 나타난 결과이지만, 노출시간이 30분 이상으로 길어지는 경우 페이스쉴드의 착용 후 흡입되는 에어로졸은 미착용 시와 비교한 감소율이 50% 미만으로 나타나며, 흡입된 바이러스도 미착용 시와 비교한 감소율이 80% 미만으로 효과가 줄어든다. 이는 페이스쉴드가 공기 흐름 전체를 차단할 수 없기 때문에 발생하는 한계이며, 본 실험의 결과가 기재된 논문에서도 페이스쉴드는 마스크와 함께 사용하여 흡입 차단 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 나타나있다.

정리하자면 페이스쉴드는 사용자로부터 분사되는 비말 확산을 차단하는데 제한적일 수 있으나, 최소한 타인으로 부터 분사된 비말 및 에어로졸에 의해 사용자가 바이러스에 노출되는 것을 높은 빈도로 막아줄 수 있다는 것이다. 

또한 마스크에서는 기대할 수 없는 얼굴표면 및 눈, 안구점막을 통한 감염에 대하여 높은 차단능력을 보이고 있어 페이스쉴드가 마스크보다 떨어지는 감염 예방 장비라고 단정하는 것은 무리가 있어 보인다. 

한국 질병관리본부에서 배포한 인포그래픽 및 홍보자료에 따르면 마스크 착용의 효과가 극대화되는건 감염원이 마스크를 통해 자신의 비말을 차단하는 경우에 해당한다. 반면에 페이스쉴드는 감염원으로부터의 노출을 최소화하는 기능을 지닌다. 페이스쉴드와 마스크, 서로를 대체재가 아닌 보완재로 생각하여 올바른 사용법을 지키며 사용한다면 방역 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다.

부세호 제이블럭 대표

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