Volume 3, No. 2 • Junio de 2020   Issue PDF

Pandemia del COVID-19: Decontaminación de mascarillas respiratorias y quirúrgicas para el público general, el personal de servicios médicos y los entornos hospitalarios

Qisheng Ou, PhD; Chenxing Pei; Seong Chan Kim, PhD; Kumar Belani, MD; Rumi Faizer, MD; John Bischof, PhD, y David Y. H. Pui, PhD

Decontaminación de mascarillas respiratorias y quirúrgicas

Hay una grave escasez de mascarillas respiratorias y quirúrgicas que son esenciales para proteger al personal de servicios médicos de primera línea y reducir la transmisión comunitaria durante la pandemia del COVID-19.1 La reutilización de mascarillas respiratorias autofiltrantes y mascarillas quirúrgicas desechables después de la descontaminación se ha convertido en una estrategia necesaria.2, 3 En este artículo, aportamos datos científicos que respaldan el uso de tres métodos de descontaminación.

El método de radiación ultravioleta germicida (UVGI)4 se implementó con dos sistemas UV (sistema Clorox Optimum-UV Enlight®, 216 mJ/cm2) situados a 1 metro (3,3 pies) de la parte de adelante y de la parte de atrás de las mascarillas respiratorias o quirúrgicas, que se colgaron en el medio de una pequeña sala de descontaminación. Generaron luz UV-C e irradiaron las mascarillas durante 5 minutos. Para el método de calentamiento en horno, se eligió una temperatura de 77 °C (170 °F) porque es el ajuste de temperatura más bajo en la mayoría de los hornos domésticos y porque el virus del COVID-19 se inactiva a 70 °C.5 Cuando se llegó a la temperatura deseada, las mascarillas respiratorias o quirúrgicas se colocaron en una pila de filtros de café en el horno sin tocar las superficies de metal para evitar daños por el calor y se calentaron durante 30 minutos. Para el método de tratamiento térmico con vapor, se colocaron las mascarillas respiratorias o quirúrgicas en el estante de una vaporera con agua hirviendo durante 30 minutos. Este tratamiento no debe hacerse en un horno de microondas porque el clip metálico para la nariz puede dañar las mascarillas y el horno de microondas.

Se midieron la eficacia de filtración y la resistencia a la respiración de la mascarilla respiratoria 3M 8210 N95 (St. Paul, MN), la mascarilla para procedimientos 3M 1820 y la mascarilla quirúrgica Halyard 48207 (Alpharetta, GA) antes y después del tratamiento de descontaminación. Aunque el virus del COVID-19 tiene un tamaño de ~0,1 µm,6 las gotitas de exhalación pueden ser de varios micrómetros o más grandes, pero se encogen mientras están suspendidas en el aire por la evaporación del agua. La eficacia de los medios filtrantes es una función importante del tamaño del contaminante. Aquí informamos de la eficacia fraccional para diferentes tamaños de 0,03 a 0,4 µm, que representa el rango de tamaño de partícula más penetrante, de modo que se pueda comparar con el tamaño del virus del COVID-19 o de otros patógenos de interés. Como se muestra en la figura 1, la mascarilla respiratoria N95 tiene más del 95 % de eficacia en todo el rango de tamaño; la menor eficacia es del 96 % para 0,05-0,08 µm y tiene más del 98 % de eficacia para el tamaño del virus del COVID-19 de ~0,1 µm. La mascarilla quirúrgica y la mascarilla para procedimientos tienen menor eficacia, el ~85 % y el ~80 % para 0,1 µm, respectivamente. Los tres tratamientos de descontaminación no provocaron degradación ni deformación visible del material, ni disminuyeron la eficacia de filtración o la transpirabilidad después de 10 tratamientos. La única excepción es que el tratamiento térmico con vapor provocó una ligera disminución de la eficacia (inferior al 5 % en promedio) en las mascarillas quirúrgicas después de 10 ciclos de tratamiento, lo que sugiere que el calentamiento en horno es una mejor opción para la reutilización repetitiva. Se comprobó que los tres métodos de descontaminación eran seguros para mantener la filtración de la mayoría de las telas de uso doméstico (no se muestran datos) que también podrían usarse para mascarillas caseras. Según nuestros datos, no hay un cambio sistemático en la eficacia o la resistencia de las mascarillas N95 por el tratamiento. El ligero aumento de la resistencia de las mascarillas N95 tratadas se debe a la variación de la muestra más que al tratamiento en sí. El método de prueba es destructivo, por lo que limitamos la cantidad de muestras para ahorrar las valiosas mascarillas N95 y las mascarillas quirúrgicas.

Figura 1: Eficacia mínima de filtración de partículas y resistencia a la respiración (presión diferencial) de las muestras descontaminadas de la mascarilla respiratoria 3M 8210 N95, la mascarilla quirúrgica Halyard 48207 y la mascarilla para procedimientos 3M 1820, comparado con muestras nuevas sin tratar.

Un investigador específico de este estudio hizo las pruebas de ajuste cuantitativas con un TSI PortaCount® Pro+ 8038. El factor de ajuste, que se define como la relación entre la concentración de partículas en el ambiente y la concentración de partículas dentro de la mascarilla respiratoria, debe ser igual o superior a 100 para pasar la prueba. La prueba de ajuste cuantitativa se hizo primero con una mascarilla respiratoria 3M 8210 N95 nueva y se repitió después de 1, 3, 5 y 10 ciclos de tratamiento en el horno a 77 °C con la misma mascarilla. Se hicieron pruebas de ajuste a una segunda mascarilla 3M 8210 N95 después de 1, 3, 5 y 10 ciclos de tratamiento térmico con vapor. Como se muestra en la tabla 1, el tratamiento en horno se consideró seguro para la integridad y el ajuste de la mascarilla respiratoria, mientras que el tratamiento térmico con vapor puede afectar su ajuste. Todas las pruebas de ajuste se hicieron con la misma persona.

Tabla 1: Resultados de las pruebas de ajuste cuantitativas de la mascarilla respiratoria N95 nueva y después de los ciclos de tratamiento térmico con vapor y en horno

Tabla 1: Resultados de las pruebas de ajuste cuantitativas de la mascarilla respiratoria N95 nueva y después de los ciclos de tratamiento térmico con vapor y en horno

Se deben esperar diferentes factores de ajuste si las pruebas se hicieron en distintas personas, incluso con la misma mascarilla respiratoria. En la prueba de ajuste, la persona que hizo las pruebas no sintió diferencias en términos de la transpirabilidad entre las mascarillas N95 tratadas y las mascarillas sin tratar.

Conclusión:

Probamos tres métodos (UVGI, horno y calor con vapor) para la descontaminación y descubrimos que no disminuían la eficacia de filtración ni el factor de ajuste. Según nuestros resultados actuales, la reutilización de las mascarillas respiratorias y quirúrgicas no solo es muy eficaz, sino que también pueden reusarse hasta 10 veces. Además, se puede acceder a estos métodos con facilidad no solo en el entorno hospitalario, sino también en la mayoría de los entornos domésticos. En este estudio, solo se evaluó el rendimiento de la mascarilla respiratoria o quirúrgica sin usar después de varios tratamientos de descontaminación. La mascarilla respiratoria o quirúrgica usada puede presentar deterioro de su integridad y eficacia, lo que no puede recuperarse con la descontaminación. No recomendamos reutilizar las mascarillas N95 o de otro tipo que estén visiblemente contaminadas o que tengan un deterioro visible en cualquier parte del material.

 

Colaboradores (todos forman parte de la University of Minnesota):

Qisheng Ou, PhD, investigador asociado, Departamento de Ingeniería Mecánica

Chenxing Pei, PhD, estudiante, Departamento de Ingeniería Mecánica

Seong Chan Kim, PhD, científico investigador sénior, Departamento de Ingeniería Mecánica

Linsey Griffin, PhD, profesora auxiliar de Diseño de Indumentaria, Facultad de Diseño

William Durfee, PhD, profesor, Departamento de Ingeniería Mecánica

John Bischof, PhD, profesor, Departamento de Ingeniería Mecánica

Rumi Faizer, MD, profesor auxiliar, Departamento de Cirugía

Kumar Belani, MBBS, MS, profesor de Anestesiología

David Y. H. Pui, PhD, profesor distinguido, Departamento de Ingeniería Mecánica

Los autores no tienen conflictos de intereses. El Dr. Qisheng Ou, el Sr. Chenxing Pei, el Dr. Seong Chan Kim y el Dr. David Y. H. Pui contribuyeron por igual con este artículo.

Referencias

  1. Livingston E, Desai A, Berkwits M. Sourcing personal protective equipment during the COVID-19 pandemic. JAMA. Published online March 28, 2020. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2764031
  2. Decontamination and reuse of filtering facepiece respirators. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/ppe-strategy/decontamination-reuse-respirators.html.
  3. Coronavirus (COVID-19) Update: reusing face masks and N95 respirators: JAMA. Published online April 8, 2020. URL: https://edhub.ama-assn.org/jn-learning/audio-player/18433414
  4. Mills D, Harnish DA, Lawrence C, et al. Ultraviolet germicidal irradiation of influenza-contaminated N95 filtering facepiece respirators. American Journal of Infection Control. 2018;46:e49–e55.
  5. Chin AWH, Chu JTS, Perera MRA, et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions. The Lancet Microbe. Published online April 2, 2020. doi:10.1016/S2666-5247(20)30003-3
  6. Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. A Novel Coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. New England Journal of Medicine. 2020;382:727–733.