Maske

Tüm gezegende insanların ilk gündeminde Covid-19’un olduğu bir dönem yaşıyoruz. Bilim kurgu senaryosu yazanların dahi hayal edemeyeceği olaylar gerçekleşirken herkesin maske takmasının teşvik edildiği bu zamanları Çin’in modern Halk Sağlığı yaklaşımının kurucularından Dr.Whu Lien-teh görse neler düşünürdü acaba?

Ortaçağda ağzı ve burnu mendille kapatmanın hastalıklardan korunmada etkili olacağı düşünülüyordu. Rönesans dönemi tablolarında yüzünü kuş gagasına benzeyen bir maskeyle kapatan kişilerin tasvirinin altında veba ve benzeri hastalıkların miasma denilen pis havadan kaynaklandığı düşüncesi yer almaktaydı.^​1​ Miasma, Yunan mitolojisinde kendi başına bağımsız bir yaşamı olan bulaşıcı bir güçtür. Günahkar olanın bir kurban gibi ölene kadar, topluma kronik olarak felaket bulaşacaktır. Tüm Ortaçağ ve rönesans döneminde hakim olan bu düşünceye göre kötü kokudan kaçınılması, tütsü ve benzeri iyi kokan şeylerle yer değiştirmesiyle hastalıktan uzak durulacağı sonucuna varıyordu. Veba salgınlarında doktorlar yüzlerini bir maske ile kapatıyordu. Kuş gagasına benzeyen maskenin yanlarında tütsüler için delikler de bulunuyordu.

1870’lerde bakteriler hakkında bilinenlerin etkisiyle miasma gözden düştü. 1879’da Johann von Mikulicz Radecki ilk defa gazlı bezden yapılan bir maske tanımladı. Cerrahi sepsisi önlemeye yönelik çabalar bu maskenin daha etkili tasarımlarını geliştirmek yönünde ilerledi. Bu süreç ameliyatlarda en etkili cerrahi maskelerin hangi maddeden yapılmış olması gerektiği, ne kadar sürede etkinliğini kaybedeceği, kaç kat olacağı gibi konularında günümüz standartlarına uzanan yoğun araştırma ve geliştirme çabalarıyla geçti.^​2​

Dr. Wun Lien-teh Cambridge’den mezun olan ilk Çinli olarak maske kullanımına aşinaydı ve tarih onu siyasi ve politik çekişmelerin ortasına itiverdi. Onun öyküsü, kişisel kader ile tarihsel olaylar arasındaki ve bilim insanlarının, tıp adamlarının, politikacıların ve işadamlarının ulusal ve uluslararası zeminlerdeki çıkarlarının ayrılmaz bağlarına bir örnektir.

Mançurya, Japonya’nın karşı kıyısında Rusya’nın uzak toprakları Sibirya’nın güneyinde, Çin’in kuzeydoğusunda adını üzerinde yaşayan Mançu’lardan alan bir bölgedir.

Çin’in Batılı güçlerce ticaret için topraklarını ve limanlarını açmaya zorlanması, içeride Çin hanedanlığının da zayıfladığı bir döneme rastladı. Japonya’nın doğudan Kore yarımadası ürerinden Çin ile temas kurması, Rusya’nın Sibirya’nın güneyindeki Mançurya’ya ilgi duyması uluslararası rekabet ve ticaret savaşları zayıflamakta olan Çin hanedanlığının devlet yapısını reforme etmek zorunda bıraktı. Avrupalı güçler ise Çin’e girdiklerinde sefalet içinde bir toplum ve çok kötü hijyen koşullarıyla karşılaştılar. Batı ile olan ticaretin gelişmesi beraberinde kolera ve veba gibi hastalıkların da Avrupa’ya taşınması riskini taşıyordu. Çin’deki yerleşik sağlık anlayışının Batılı normlarla yer değiştirmesi için kurumların dönüşmeye zorlanması da bu döneme denk geldi.

Büyük Mançurya vebası salgını 1910 sonbaharında Çin-Rus sınır kasabası Manzhouli’de patlak verdi ve hızla demiryolları boyunca güneye, krize neden olduğu Harbin ve diğer Mançurya şehirlerine %100 fatalite oranıyla yayıldı. Bu salgının yarattığı yeni koşulları Mançurya’ya nüfuz etmek için kullanmak isteyen Rusya ve Japonya’ya karşı Çin hanedanlığı kendi imkanlarıyla salgınla mücadele etmek yönünde bir siyaset benimseyerek Dr. Wu Lien-teh’i bölgede görevlendirdi.^​3​

Vebadan ölen bir Japon kadında otopsi yapan Wu, akciğerlerinde veba etkilerini gözlemleyince, hastalığın nefes ve damlacık yoluyla havadan yayılarak diğer insanlara bulaşabileceğini düşündü. O zamana kadar hastalıklar damlacık yoluyla havadan bulaşabileceğine ilişkin görüşler olmakla birlikte vebanın insandan insana direk bulaşmadığı, pireler aracılığıyla kemirgenlerden insana geçtiği düşünülüyordu. Dr. Wu bu gözlemi üzerine, içine pamuk yerleştirilmiş gazlı bezlerlerle havayı süzme özelliği artırılmış maskeler yaptı ve bunların takılmasını teşvik etti. Daha önceden veba salgınlarında deneyimli bir Fransız doktor olan Gérald Mesny, Wu’nun havadan hastalığın yayılma teorisine ve maske takılması fikrine küçümseyerek baktı. Maskesiz olarak hastaların olduğu yere giren Dr.Gérald Mesny vebaya yakalanak bir kaç gün içinde hayatını kaybetti. ^​4​

Dr. Wu’nun yaptığı maske basit ama etkiliydi. Gazlı bezlerin arasına kalın pamuklar konuyordu. Ağız ve burnu tam kapatacak şekilde yüze sabitleniyor, böylece havadan solunum yoluna geçecek hastalık etkenlerine bir bariyer görevi görüyordu.

Maske ile ilgili bilgiler, tarihsel kanıtlardan ziyade salgında bir kişisel korunma aracı olarak maskenin mitolojisinin bir parçası olarak değerlendirilmesi gereklidir. Nitekim maskenin kullanımı yaygınlaşmış sadece salgınla mücadele eden doktorların değil, çalışan işçilerin ve halkın da kullandığı bir koruyucu halini almıştır.

Dr. Wu’nun girişimleriyle demiryolu bağlantısı kesilmiş, ölen bedenleri rezervuar olarak kulanan bakterinin havayla yayılmasının önüne geçmek için cesetler yakılarak imha edilmiştir. Salgında elde edilen başarının siyasi bir güce dönüşmesi anti-salgın maskelerin, devlet tarafından organize edilen tıbbi akıl ve hijyenik modernitenin bir vizyonu olarak sunulmasıyla oldu. Bu anlamda, Wu’nun maskenin fotoğrafik tasviri ile ortaya çıkan salgın deneyiminin yapısındaki değişikliğin, hem Mançurya üzerindeki Çin egemenliğinin sürdürülmesinde hem de Çin’deki biyopolitik çağın başlangıcında katalizör olduğu iddia edilebilir.^​3​

Polipropilen

Karl Zeigler 26 Kasım 1898 yılında Hense Almanya’da dünyaya geldi. Max Planck Karbon enstitüsünde çalışırken polimerizasyon konusunda araştırmalar yaptı. 1953’te Karl Ziegler, katalizör olarak alüminyum bileşikleri kullanarak bu moleküler zincirleri oluşturmak için, nihai ürünlerin bir parçasını oluşturmadan reaksiyonu hızlandıran bir yöntem geliştirdi. Alüminyumun elektronları gruplandırılır, böylece aktif moleküller onlara çekilir ve kendilerini moleküler zincir ile alüminyum atomu arasına sıkıştırır. Böylece zincir adım adım uzatılır.^​5​

Giulio Natta 26 Şubat 1903 tarihinde İtalya’nın İmperia şehrinde dünyaya geldi. Milano Politeknik Üniversitesi’nden Kimya mühendisi olarak mezun olduktan sonra Roma Üniversitesi’nde kimya profesörü olarak çalıştı. 1953 yılında olefinlerin polimerleşmesi konusunda araştırmalar yaparken endüstriden aldığı mali destekle araştırmalarını genişletti. Doymamış hidrokarbonlara bir örnek olan olefinlerin polimerizasyonu konusunda Karl Zeigler ile birlikte çalıştı. 1953 yılında, büyük bir İtalyan kimya şirketi olan Montecatini’nin mali yardımı ile Prof. Natta, Ziegler’in organometalik katalizörler üzerine yaptığı araştırmayı stereospesifik polimerleşmeye genişletti, böylece sterik olarak düzenlenmiş bir yapıya sahip yeni polimer sınıflarını keşfetti. Montecatini laboratuvarlarında endüstriyel uygulama için geliştirilen bu çalışmalar, Montecatini’nin 1957 yılında Ferrara tesislerinde endüstriyel ölçekte ilk üretim yapan bir termoplastik malzeme olan izotaktik polipropilenin gerçekleştirilmesini sağladı.^​6​

Bu buluşlarıyla Giulio Natta ve Karl Zeigler 1963 yılında Nobel Kimya Ödülünü paylaştılar.

Polipropilen, yorulmaya karşı çok iyi direnç göstermektedir. Maliyet anlamında düşük seviyesi ile ticari kullanım alanı oldukça geniştir. Oldukça iyi darbe dayanımı bulunmaktadır. Sürtünme katsayısı düşük olup, çok iyi elektrik yalıtımı sağlamaktadır. Kimyasal direnci iyidir. Tüm termoplastik işleme proseslerine uygundur. Polipropilenin, erime sıcaklığı 130 ile 171 °C arasındadır.

Ancak tüm olumlu özelliklerine karşın dezavantajlarıda bulunur. UV ışını dayanımı azdır, yüksek termal genleşme gösterir. Boya ve kaplaması zordur. Dış hava şartlarına dayanımı düşüktür. Oksitlenmeye açıktır. Yanıcı olup klor içeren solventler ile etkileşime girer.

Polipropilen küçük parçalar halinde üretilir ve torbalarla taşınır. Aşağıda yer alan videodan üretim sürecini izleyebilirsiniz.

Sütyen

I.Dünya Savaşı ve II.Dünya Savaşı boyunca, bilim adamları hava tedarikini temizlemek için başınızın etrafına sarılmış hava filtreleme gaz maskeleri icat ettiler. Fiberglas filtrelerle yüklü benzer maskeler, siyah akciğeri önlemek için madencilik endüstrisinde kullanılmaya başlandı.

Aynı zamanlarda, House Beautiful dergisinin Sara Little Turnbull adlı eski bir dekor editörü, kurduğu şirket aracılığıyla 3M’in hediye paketleme bölümüne danışmanlık yapmaya başladı. 3M şirketi sert şeritler yapmak için, erimiş polimeri küçük liflerden oluşan bir kumaş haline getiren, içine hava püskürtüldüğü bir teknoloji geliştirmişti. Turnbull, bu süreç ile ilgili daha büyük bir potansiyel fark etti ve omuz pedleri için malzeme ile denemeye başladı ve fikrini geliştirmek için moda endüstrisindeki bağlantılarını kullandı. Daha sonra 1958’de 3M’de basitçe “Neden?” başlıklı bir sunum yaptı ve burada 3M’in neden dokunmamış kumaşlardan yapılan ürünler işine daha büyük bir şekilde girmesi gerektiğini açıkladı. Teknoloji için 100’den fazla ürün fikri sundu. 3M şirketinin eritilmiş ve üflenmiş polimerlerin kalıplanmasıyla oluşturulacak ürünlerin ayrı bir sektör olarak gelişebileceğini düşünmekteydi. Moda tasarımlarında kullanılan pek çok üründe bunlar kullanılabilirdi. Kalıplanmış, hava geçirebilen sütyen kalıpları bunlardan birisiydi. Yeni bir iş alanı potansiyeli olduğunu gören şirket yetkilileri Sara’yı kalıplanmış bir sütyen tasarlaması işine atadı. Aşağıda Sara’nın polipropilenin eritilip hava ile üflenerek elde edilen kumaş benzeri üründen kalıplanarak elde edilebilecek sütyenin patent çizimi yer alıyor.

Sara, ailesinden üç kişinin hastanelerde bakımını yaptığı dönemlerde maskeler takmıştı. Desenleri tanıma ve görünüşte ilgisiz nesneler arasında bağlantı kurma tutkusu ve yeteneği burada da devreye girdi. Hasta aile üyeleri için hastanelerde geçirdiği saatlerden ilham aldığı tek kullanımlık, kalıplanmış dokuma olmayan tıbbi / cerrahi maske için bir tasarım üzerinde çalışmaya başladı. Aklı bu şekilde çalışıyordu.^​7​ Bu süreçte neler yaptığı sorusuna verdiği yanıt: Birkaç şey yaptım. Laboratuvarda sorular, kendi deneyimlerimle renklendirilen sorular sordum. Dokumasız kumaşlarda en güncel teknolojiyi bir araya getiren bir katalizör olarak görev yaptım. Yön aldım, yön verdim, endişeleri dile getirdim.^​7​

N95/ FFP3

Bir N95/FFP3 maskesi çok katlı dokuma olmayan polipropilen maddelerin değişik kalınlıkta katlarının yüze oturan bir tasarımla kesilip birleştirilmesiyle meydana gelir. Çok ince polipropilen liflerinin oluşması için erimiş polimerleri içerisinden hava üflenerek bir yüzeyde dokuma olmayan bir kumaş haline getirilir. Aşağıdaki kısa videoda bu süreci görsel olarak izleyebilirsiniz.

Eritilmiş ve üflenerek ince lifler haline getirilmiş polipropilen nasıl görünmektedir? Aşağıda yer alan bir 3M maskesinin mikroskopta büyütülerek nasıl göründüğünü anlatan videoda, virüs ve bakterilerin geçemeyeceği küçüklükte boşlukların görüntülerini izleyebilirsiniz.

N95 Başlangıçta endüstriyel kullanım için tasarlanmıştır. Bir N95 maskesi ne kadar uzun süre takarsanız, partikülleri filtrelemede o kadar verimli olur. Daha fazla parçacık daha fazla parçacığın filtrelenmesine yardımcı olur. Ancak, lifler arasındaki boşluk delikleri parçacıklar ile tıkandığından zamanla nefes almak zorlaşır, bu nedenle N95 solunum cihazı çok tozlu bir ortamda bir seferde yaklaşık sekiz saatten fazla giyilemez. Filtrelemeyi durdurmaz; rahatça nefes almanızı önler.

N95 maskeleri, Tennessee Üniversitesi profesörü Peter Tsai tarafından icat edilen ve 1995 yılında patentlenen virüs engelleme teknolojisinin ardından bir sağlık standardı haline geldi. Bu teknik, iyonları ve elektronları üretmek amacıyla nötr havayı iyonize etmek için bir elektrik alanı kullanıyor ve bu da dokunmamış lifleri alan ve indüksiyon yoluyla yüklüyor. Yenilikçi yaklaşımını kullanarak, yüklü dokunmamış kumaş, havadaki partikülleri, yüksüz kumaşlardan on kat daha etkili bir şekilde hava direncini olumsuz etkilemeden filtreleyebiliyor.^{​8​ ​9​}

Özet

Acilci.net yazarlarından Emir Ünal’ın N95, FFP2, FFP3 ve Tıbbi Maskeler yazısında solunum maskelerinin isimlendirilmesi, standartları ve özellikleri ile ilgili detaylı bilgiler yer almaktadır. Bu yazıda, maskenin gelişimine geriye doğru bakarak, farklı zamanlarda ve mekanlarda değişik düşünce, teknoloji ve tasarımın ne zaman, nasıl kesişerek birleşip bu günlere ulaşıldığını özetlemeye çalıştım.

• Miasma (pis -kötü hava) kavramı Antik Yunan’dan ortaçağın sonlarına kadar hakim paradigmaydı.

• Bakterilerin keşfiyle hastalıkların oluşma sürecindeki bu paradigma değişmeye başladı.

• Cerrahların, hastalarını sepsisten korumak için ağzı ve burnu kapatan cerrahi maskeleri kullanılmaya başlaması ve bu maskelerin geliştirilmesi süreci bu paradigma değişikliğinin sonuçlarındandı.

• Dr. Wu Lien-teh, Mançurya’daki veba salgınına Batıda aldığı tıp eğitiminde edindiği maske kavramını solunumsal maskeye dönüştürerek müdahalede bulundu.

• Güneydoğu Asya’da veba salgınlarının olduğu dönemlerde dünyaya gelen iki kimyager tekli zincirlerin kimyasal olarak arka arkaya eklenerek dayanıklı polimerler yapma tekniğini geliştirdiler.

• Amerika Birleşik Devletleri’nde 3M şirketi, bulunan bu yeni polimer plastiği eritip hava üfleyerek yeni bir dokuma olmayan kumaş elde etme tekniğini kullanılarak, hediye paketlemelerinde kullanılan rafya ile ilgi tasarımlarda danışmanlık aldığı şirketin kurucusu Sara Little Turnbull’ın yaratıcı beyniyle yeni bir sektörün oluştuğunu gördü. Sara, sütyen tasarımlarında kullandığı kalıpları, aile fertleriyle hastanede geçirdiği zamanlarda kullandığı maskelerle ilişkilendirerek 3M şirketine maske tasarımı önerisinde bulundu.

• Çok küçük partikülleri tutmak için geliştirilen N95 maskesi 1972 yılında üretildi ve tasarım ve fonksiyon olarak gelişimini sürdürdü. Tennessee Üniversitesi profesörü Peter Tsai tarafından icat edilen ve 1995 yılında patenti alınan elektrostatik yöntemle yüklü dokunmamış kumaş virüsleri yüksüz olanlardan 10 kat daha fazla süzebilme özelliği kazandı.

• MERS ve SARS salgınlarında kendini kanıtlayan N95 maskeler bugün Covid-19 dünyasında sağlık çalışanlarının en kritik kişisel koruyucu ekipmanı olarak tüm dünyada aranan malzeme haline geldi. Bu kıt malzemenin üretimi, ulaşılabilirliği ve diğer ülkelere satış ve hibe edilmesi yüksek siyasi politik kararların arasına girdi.

Kaynaklar