[논문]마스크의 인증기준 비교와 바이러스 여과효율에 대한 고찰

윤충식; 고슬비; 박지훈

doi:10.15269/jksoeh.2020.30.2.109

마스크의 인증기준 비교와 바이러스 여과효율에 대한 고찰
Comparisons of Certification Standards for Mask and Review on Filtration Efficiency for Viruses 원문보기

한국산업보건학회지 = Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, v.30 no.2, 2020년, pp.109 - 123

윤충식 (서울대학교 보건환경연구소) , 고슬비 (서울대학교 보건대학원 환경보건학과) , 박지훈 (서울대학교 보건환경연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: The aims of this study were to review the standards and key components of the standards for disposable masks in Korea, the US, EU, Japan, and China and to evaluate the appropriateness of disposable masks during a virus pandemic. Methods: We reviewed the standards in the above countries and compared their key elements for each standard. For the second purpose, systemic paper gathering using key words like 'mask', 'respirator' 'virus', and 'coronavirus' in the PubMed search engine was performed. Fifty-three papers were selected and reviewed in regard to the appropriateness of test protocols with sodium chloride(NaCl) particles for virus filtration and the effectiveness against viruses. Results: The standards for masks are largely divided into two categories: US standards and EU standards. In Korea, the Ministry of Employment and Labor adapted the EU standards for workers and the Health Masks adopted the Ministry of Employment and Labor standards by the Ministry of Food and Drug Safety. Regarding airborne viral infections, WHO emphasizes only droplet infection, while many studies have shown that small particles enter the air through coughing or sneezing, which increases the possibility of airborne infection. Compared to other particles, various factors such as airborne viability and the ability to replicate the virus in the body are further involved in the virus's airborne infection rate. Airborne infection is classified into absolute air infection, preferential air infection, and opportunistic air infection. The NaCl-certified N95 mask showed good filtration efficiency against viruses and NaCl particles were proved to be a surrogate material for viruses. From this, KF94 is also expected to be effective in blocking viruses. Conclusion: The N95 test method could be used as a surrogate test method for virus filtration. N95-class masks have been found to effectively block viral infections in the air. However, surgical or medical masks are only partially effective against airborne virus infection though they could effectively block large droplet infection. However, most studies considered in this study targeted N95 in foreign countries and studies on masks actually used in Korea are very limited, so studies on microorganisms and reuse on domestic masks should be conducted in the future.

주제어

표/그림 (8)

그림 Figure 1. Selection process for identifying original articles for the systematic review of the association between respirator and virus
표 Table1.Respirator types by function (KOSHA GUIDE H-82-2015)
표 Table 2. Standard of respirator in Korea, US, EU, Japan and China
표 Table 3. Some criteria for the performance of masks in several countries
표 Table 4. Major finding and conclusions of selected papers for masks and virus filtration
표 Table 4. Continuation
표 Table 4. Continuation
표 Table 4. Continuation

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이들 인증된 마스크가 바이러스에 효과적인지도 논란이 되고 있다. 본 논고의 목적은 마스크에 대한 한국과 미국, EU 그리고 인접 국가인 일본과 중국의 성능 기준을 비교하고, 입자상 물질에 대해 인증받은 마스크가 바이러스에 대하여 효과적으로 방어할 수 있는지 고찰하는 것이다.
본 연구는 각국의 일회용 방진마스크에 대한 규격과 이들 규격 마스크와 병원에서 사용되는 마스크가 바이러스를 잘 방어할 수 있는지에 대한 기존의 연구결과를 고찰한 것이다.

제안 방법

각국의 마스크 기준에서 비교한 항목은 마스크의 등급, 시험입자의 종류 및 크기, 등급에 따른 여과효율, 누설률, 흡기 및 배기 시의 압력저하 등을 비교하였다.
마스크 성능기준을 대별하면 미국기준과 EU기준으로 구분되고, 다른 나라는 이들 기준을 준용하여 각국 기준으로 채택하였다(Table 3). 한국은 고용노동부에서 EU 기준을 차용했고, 식약처는 고용노동부 기준을 차용해서 결국 한국의 마스크 시험기준과 규격은 EU 기준과 유사하다.
마스크의 바이러스에 대한 여과효율을 고찰함에 있어서는 먼저 입자상 물질의 시험 성능기준이 바이러스에 대해 어떤 의미인지를 고찰하고, 연구대상 논문을 범주화하여 마스크의 입자상 물질과 바이러스에 대한 여과효율 비교, 바이러스의 투과가능성, 수술용 마스크의 에어로졸 투과가능성, 마스크 표면의 오염가능성, 비검증 마스크의 여과효율, 항미생물 처리 마스크에 대한 고찰, 실제 의료시설에서 마스크 착용의 효과 등을 고찰하였다.
이는 마스크의 다양한 물리적, 화학적 오염제거 방법에 따른 성능 유지, 해당 미생물의 사멸, 오염제거 방법의 안전성 측면에서 고찰될 필요가 있는데 이도 다른 방대한 작업이 될 것이다. 본 고찰은 코로나 19로 인해 시작되었지만 본고에서 고찰한 바이러스 관련 연구는 실제로 코로나 19를 대상으로 실험한 것이 아니라 많은 연구가 대리 바이러스 즉, 박테리오파지나 인플루엔자 바이러스 등을 이용해서 실험했기 때문에 본 연구의 결론은 추정의 법칙을 적용한 것이다.
마스크에 대한 각국의 기준은 각국의 정부나 관련기관의 홈페이지를 참고하여 해당 규격의 원문을 다운로드 받았다. 본 연구에서는 한국을 비롯하여, 미국, EU, 일본, 중국의 방진마스크 기준을 비교하였다.
이 논문 중에서 제목과 초록을 검토하여 실제로 본 논문에 적합하다고 저자가 선택한 논문은 mask와 virus 검색논문에서는 9개, respirator와 virus로 검색 했을 때는 44개였으며 이를 endnote library에 저장하여 각 논문의 초록과 필요할 경우 본문을 인용하였다.
, 2015). 이 연구는 N95 마스크에 대하여 박테리오파지를 이용하여 투과시험을 하여, 투과율을 바이러스의 활성도, 형광성(입자부피 농도), 광학농도(photometric), 바이러스 RNA 측정, 입자 수 농도로 비교하였다. 그 결과 바이러스 활성도, 바이러스 RNA의 투과는 입자수 농도보다는 입자 부피농도와 더 연관성이 있었지만 이들 투과율은 모두 입자의 광학농도 수준보다 몇 배 낮았다.

대상 데이터

논문 검색은 두 가지 데이터베이스를 사용하였다. 외국 검색 데이터베이스는 PubMed(http://www.
, 2017). 다른 연구로 병원환경에서 실제로 N95마스크와 병원용 마스크를 착용했을 때 감염을 얼마나 예방할 수 있는지 본 임상실험이 중국의 15개 병원을 대상으로 실시되었다. 이 연구에서는 총 1441명의 의료진이 참가하여 약 500명의 세 그룹으로 구분하여 한 그룹은 의료용 마스크를, 다른 그룹은 각각 N95를 fit testing 후 지급하였고, 다른 그룹은 fit testing을 안하고 지급하였는데 fit testing은 유의한 차이를 주지 않았으나 N95 착용그룹의 감염이 의료용 마스크 착용 그룹보다 임상호흡기질환 (clinical respiratory illness, 3.
연도는 따로 제한을 두지 않고 2020년 3월 31일 현재까지 검색하였다. 본 연구에 사용된 마스크는 최근에 논란이 되고 있으며, 통상 바이러스 감염의 위험성이 있을 때 사용하는 일회용 마스크에 국한 하였다(Figure 1).
본 연구에서 대상으로 하는 것은 일회용 반면형 여과마스크(disposable filtering half face mask, 이하 일회용 마스크 또는 마스크)이다.
논문 검색은 두 가지 데이터베이스를 사용하였다. 외국 검색 데이터베이스는 PubMed(http://www.ncbi. nlm.nih.gov/pubmed)이고, 국내 데이터베이스는 KERIS (http://www.riss.kr)였다.

성능/효과

이 연구는 N95 마스크에 대하여 박테리오파지를 이용하여 투과시험을 하여, 투과율을 바이러스의 활성도, 형광성(입자부피 농도), 광학농도(photometric), 바이러스 RNA 측정, 입자 수 농도로 비교하였다. 그 결과 바이러스 활성도, 바이러스 RNA의 투과는 입자수 농도보다는 입자 부피농도와 더 연관성이 있었지만 이들 투과율은 모두 입자의 광학농도 수준보다 몇 배 낮았다. 바이러스 투과율이 낮게 나온 것은 이들의 활성도가 마스크를 통과하기 전과 후가 다를 수 있기 때문인데 결론적으로 바이러스의 투과율을 평가하는데 광학장치를 사용하는 것이 투과율이 가장 큰 보수적 방법이라고 결론 내리고 있다.
반면 N95가 일부 바이러스를 투과할 수 있는 가능성에 주목한 연구도 있다. 실험실 연구에서 기침모사기를 통해 인플루엔자 바이러스를 발생시켜, N95 착용그룹과 전동형 공기 여과 호흡보호구를 착용한 그룹으로 나누어 실험한 결과 N95를 착용한 그룹의 10%(29명중 3 명)가 코 내부에서 바이러스가 검출된 반면 전동형 공기 여과 호흡보호구를 착용한 그룹에서는 모두 불검출 되었다. 이 연구에서는 단순히 필터의 투과뿐 아니라 밀착면에서 새는 것도 같이 보았기 때문에 필터 자체의 여과효율 때문인지, 밀착면의 누출 때문인지는 설명을 하고 있지 않지만 N95 착용 자체도 감염을 100% 차단 할 수 없고 이는 작은 입자의 감염 가능성을 염두에 두고 있다(Bischoff et al.
첫째는 N95와 같이 입자상 물질로 승인된 마스크가 바이러스 등 미생물에도 효과적인가에 대한 것과 병원의 의료용 또는 수술용 마스크가 바이러스에 효과적인가에 대한 연구가 있었다. 연구 결과를 종합하면 N95는 바이러스에 효과적이며, NaCl 같은 입자상 물질로 시험하는 것이 투과율이 더 높아 보수적 시험방법이라고 하였다(Eninger et al., 2008; Zuo et al., 2013; Zuo et al., 2015; Harnish et al., 2016; Rengasamy et al., 2017; Blachere et al., 2018).
, 2017). 이 연구결과는 매 연구마다 그 결과가 일정하지 않거나 다른 혼란변수가 있을 수 있으나 마스크 효과뿐만 아니라 병원의 여러 가지 예방대책이 같이 수행되었을 때 수술용 마스크나 N95가 효과가 있음을 보여주고 있다. 그러나 이 연구의 시사점이 크다 하더라도 본 연구에서 논의하고자 하는 수술용 마스크 혹은 N95가 실제 큰 비말입자나 작은 입자상물질에 대해 각각 얼마나 효과가 있는지를 규 명하고 있지는 않다.
이 연구에서는 첫째 접촉을 직접 접촉(formites), 둘째 흡입 입자상 물질은 공기 역학적 직경이 10 μm 이하인 것, 셋째, 흡입성은 직경이 10 μm 이상 100 μm 이하인 것 그리고 비말 스프레이는 직경이 100 μm보다 큰 것으로 정의하여 WHO의 비말 정의와 다르면서 또한 흡입성은 산업 보건의 흡입성 입자상 물질(100 μm 이하)과도 약간 다르게 설명하고 있다.
이 연구에서는 총 1441명의 의료진이 참가하여 약 500명의 세 그룹으로 구분하여 한 그룹은 의료용 마스크를, 다른 그룹은 각각 N95를 fit testing 후 지급하였고, 다른 그룹은 fit testing을 안하고 지급하였는데 fit testing은 유의한 차이를 주지 않았으나 N95 착용그룹의 감염이 의료용 마스크 착용 그룹보다 임상호흡기질환 (clinical respiratory illness, 3.9% vs. 6.7%), 인플루엔자 유사 질환(influenza-like illness, 0.3% vs. 0.6%), 실험실 확인 호흡기 바이러스 감염 및 인플루엔자, laboratory confirmed respiratory virus infection and influenza, 0.3% vs. 1%)가 유의하게 낮았다 (MacIntyre et al., 2011).
중국에서 연구된 무작위 통제 미상 실험에서는 N95를 지속적으로 착용한 그룹, N95를 고위험이 있을 때만 착용한 그룹, 수술용 마스크를 착용한 그룹, 비착용그룹으로 구분하고, 이들이 세균과 바이러스에 감염되었는지를 추적조사한 결과 비착용그룹에 비해 N95를 지속적으로 착용한 그룹과 고 위험시만 착용한 그룹에서는 세균 감염(상대위험도 0.33, 95% CI 0.21- 0.51)과 바이러스 감염 위험도(0.46, 95% CI 0.23- 0.91)가 유의하게 낮았고, 지속적 N95 착용그룹에서는 비말감염위험도가 유의하게 낮았다(0.26, 95% CI 0.16- 0.42). 인플루엔자 감염에서도 비슷한 효과를 나타내었으나 수술용마스크는 효과가 없었다(MacIntyre et al.

후속연구

이로 보아 KF94도 바이러스 차단에 효과적일 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서 고찰한 것은 대부분 외국에서 N95를 대상으로 한 것과 외국논문으로 실제로 국내에서 사용되는 마스크에 대한 연구는 극히 제한적이어서 향후 국내 마스크에 대한 미생물에 대한 연구, 재사용에 대한 연구 등이 이루어져야 한다. Acknowledgements This study was supported by the BK21 Plus Project(No.
본 연구에서는 마스크의 재사용에 대한 고찰은 하지 않았다. 이는 마스크의 다양한 물리적, 화학적 오염제거 방법에 따른 성능 유지, 해당 미생물의 사멸, 오염제거 방법의 안전성 측면에서 고찰될 필요가 있는데 이도 다른 방대한 작업이 될 것이다. 본 고찰은 코로나 19로 인해 시작되었지만 본고에서 고찰한 바이러스 관련 연구는 실제로 코로나 19를 대상으로 실험한 것이 아니라 많은 연구가 대리 바이러스 즉, 박테리오파지나 인플루엔자 바이러스 등을 이용해서 실험했기 때문에 본 연구의 결론은 추정의 법칙을 적용한 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일회용 반면형 마스크는 어떤 방식을 사용하는가	일회용 반면형 마스크는 깨끗한 공기를 공급하는 공기공급식이 아니라 오염된 공기를 여과면을 통해 여과하는 여과식이며, 동력을 사용하지 않는 비동력식으로 사람이 숨쉬는 것을 이용하는 방식이다.
	일회용 반면형 여과마스크는 한국에서 어떤 이름으로 명명되었는가	본 연구에서 대상으로 하는 것은 일회용 반면형 여과마스크(disposable filtering half face mask, 이하 일회용 마스크 또는 마스크)이다. 한국에서 이 마스크의 공식 명칭은 고용노동부에서는 ‘안면부 여과식 방진마스크’로, 식약처에서는 ‘보건용 마스크’로 명명하고 있다.
	마스크는 무엇인가	예를 들어 정부에서는 KF94등급이상 사용을 권장하여 오다가 4월 들어 KF80도 권장하며, 재사용에 대해서는 제한적으로 권장을 하고 있으며, 대한의사협회는 공식적으로 반대하고 있는 등 의견도 다르다. 마스크는 외국에서는 주로 respirator (호흡보호구, 이하 특별히 언급이 없는 한 마스크로 통일하였고, 학술적으로 필요할 때는 호흡보호구라는 용어를 혼용함)라는 용어를 사용하고 있고, 작 업장에서 발생하는 유해물질로부터 작업자를 보호하기 위해 개발되어 사용되고 있다. 마스크에 대한 기록은 1세기에 Pliny the Elder가 먼지용 마스크로 동물의 방 광막을 사용하도록 권장한 것이 최초이다(Paik, 2007).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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