¿Respirador
N95 ó Barbijos Quirúrgicos?
Traduccioón. Lic. Adriana Verón
Revisión. Od. Marcelo Iruretagoyena
Este documento examina los principios
científicos detrás del diseño, y el
rendimiento de barbijos quirúrgicos y
respiradores. Aunque estos principios se
aplican a todos los respiradores de
partículas, la discusión presentada, se
centra en el respirador utilizado con
más frecuencia en entornos de atención
médica, el respirador N95 (FFR).
Introducción
Evolución de la protección respiratoria
contra la exposición a partículas. Las
primeros barbijos quirúrgicos se
construyeron a partir de capas de gasa
de algodón. El personal de cirugía los
usó por primera vez a principios de 1900
para evitar la contaminación de heridas
quirúrgicas abiertas. Con el tiempo, su
diseño, función y uso se han expandido.
Hoy en día, las barbijos quirúrgicos se
usan en una amplia gama de entornos de
atención médica para proteger a los
pacientes de las emisiones respiratorias
de los usuarios.
Una barbijo quirúrgico es un dispositivo
desechable y holgado que evita la
liberación de contaminantes potenciales
del usuario a su entorno inmediato. En
los EE. UU., La Administración de
Alimentos y Medicamentos (FDA) autoriza
la comercialización de barbijos
quirúrgicos para su comercialización.
Pueden etiquetarse como barbijos
quirúrgicos, de aislamiento, dentales o
de procedimientos médicos. Pueden venir
con o sin careta.
Desde que OSHA emitió el Estándar de
Patógenos Transmitidos por la Sangre (29
CFR 1910.1030) en 1991, Se han
recomendado barbijos quirúrgicos como
parte de las precauciones universales
para proteger al usuario de salpicaduras
directas, y aerosoles de sangre, o
fluidos corporales infecciosos. (La FDA
ofrece más información sobre barbijos
quirúrgicos.)
Los primeros respiradores modernos
también se desarrollaron a principios
del siglo XX. El ímpetu para su
desarrollo se derivó de la necesidad de
proteger a los mineros de los polvos y
gases peligrosos, a los soldados de los
agentes de guerra química, y a los
bomberos del humo y el monóxido de
carbono.
En 1919, la Oficina de Minas de EE. UU.
Publicó las primeras normas de
rendimiento de respiradores para
aparatos de respiración autónomos para
uso en minas y para máscaras de gas para
uso de soldados contra agentes de guerra
química. Hoy los respiradores se
encuentran en una amplia gama de lugares
de trabajo. Su uso en entornos de
atención médica data de la década de
1990 en respuesta a las preocupaciones
sobre la exposición de los empleados a
la tuberculosis farmaco-resistente.
Las enfermedades y muertes de los
trabajadores de la salud durante los
brotes del síndrome respiratorio agudo
severo (SRAS) a principios de la década
de 2000 llevaron a una atención renovada
al uso de respiradores para algunas
enfermedades respiratorias infecciosas.
Más recientemente, los esfuerzos de
planificación para la influenza
pandémica en 2006-07 llevaron a una
discusión sobre el papel de la
inhalación de virus en la transmisión de
enfermedades y el uso de respiradores
para proteger al personal de atención
médica, del virus de la influenza en el
aire. Hay un listado de todos los
respiradores desechables o de filtro
aprobados por NIOSH .
NIOSH también mantiene una base de datos
de todos los respiradores certificados
por NIOSH, independientemente del tipo
de respirador: Ya sea que el
objetivo sea evitar el escape hacia
afuera de las microgotas generados por
el usuario o el transporte hacia adentro
de partículas peligrosas en el aire, hay
dos aspectos importantes del
rendimiento.
-
Primero, el filtro debe poder
capturar el rango completo de
partículas peligrosas, típicamente
dentro de un amplio rango de tamaños
(1 a 100 μm) en un rango de flujo de
aire (aproximadamente 10 a 100 L /
min).
-
En segundo lugar, las fugas deben
evitarse en el límite de la pieza
facial y la cara. Los hombres no
deben tener barba y las mujeres no
maquillarse en área de contacto de
la piel con el respirador.
Rendimiento del filtro
Los filtros utilizados en los barbijos
quirúrgicos modernos, y los respiradores
se consideran de naturaleza "fibrosa",
construidos a partir de esteras planas,
no tejidas, de fibras finas. El diámetro
de la fibra, la porosidad (la relación
entre el espacio abierto y las fibras) y
el grosor del filtro juegan un papel
importante en la forma en que un filtro
recoge las partículas. En todos los
filtros fibrosos, tres mecanismos de
recolección "mecánicos" operan para
capturar partículas: impactación
inercial, intercepción y difusión.
La impactación inercial y la
intercepción son los mecanismos
responsables de recolectar partículas
más grandes, mientras que la difusión es
el mecanismo responsable de recolectar
partículas más pequeñas. En algunos
filtros fibrosos construidos a partir de
fibras cargadas, también funciona un
mecanismo adicional de atracción
electrostática. Este mecanismo ayuda en
la colección de tamaños de partículas
más grandes y más pequeños.
¿Cómo
captan los
filtros las
partículas?
Estos
mecanismos
de captura o
filtración
se describen
a
continuación:
Ver el
diagrama
figura 1,
que ilustra
los
mecanismos
de
filtración
de Impactación
inercial, la
intercepción,
la difusión
y la
atracción
electrostática.
En cada
caso, las
fibras se
muestran
filtrando
partículas.
-
Difusión:
las
moléculas
de aire
bombardean
constantemente
las
partículas
pequeñas,
lo que
hace que
se
desvíen
de la
corriente
de aire
y entren
en
contacto
con una
fibra
del
filtro.
Este
mecanismo
es
responsable
de
recolectar
partículas
más
pequeñas.
-
Atracción
electrostática:
las
partículas
con
carga
opuesta
son
atraídas
por una
fibra
cargada.
Este
mecanismo
de
recolección
no
favorece
un
cierto
tamaño
de
partícula.
Impactación
inercial:
con este
mecanismo,
las
partículas
que
tienen
demasiada
inercia
debido
al
tamaño o
la masa
no
pueden
seguir
la
corriente
de aire,
ya que
se
desvía
alrededor
de una
fibra de
filtro.
Este
mecanismo
es
responsable
de
recolectar
partículas
más
grandes.
Intercepción:
a medida
que las
partículas
pasan
cerca de
una
fibra de
filtro,
pueden
ser
interceptadas
por la
fibra.
Nuevamente,
este
mecanismo
es
responsable
de
recolectar
partículas
grandes.
Figura 1:
mecanismos
de
filtración
En todos los
casos, una
vez que una
partícula
entra en
contacto con
una fibra
filtrante,
se elimina
de la
corriente de
aire y es
fuertemente
sostenida
por fuerzas
moleculares
atractivas.
Es muy
difícil
eliminar
tales
partículas
una vez que
se recogen.
Como se ve
en la figura
2 , hay un
tamaño de
partícula en
el que
ninguno de
los
mecanismos
de
recolección
"mecánicos"
(intercepción,
impactación
o difusión)
es
particularmente
efectivo.
Este "tamaño
de partícula
más
penetrante"
(MPPS) marca
el mejor
punto para
medir el
rendimiento
del filtro.
Si el filtro
demuestra un
alto nivel
de
rendimiento
en el MPPS,
entonces las
partículas
más pequeñas
Y más
grandes se
recogerán
con un
rendimiento
aún mayor.
Este es
quizás el
aspecto más
incomprendido
del
rendimiento
del filtro y
vale la pena
repetirlo.
Los filtros
NO actúan
como
tamices. Una
de las
mejores
pruebas del
rendimiento
de un filtro
consiste en
medir la
recolección
de
partículas
en su tamaño
de
partículas
más
penetrante,
lo que
garantiza un
mejor
rendimiento
para
partículas
más grandes
y más
pequeñas.
Además, la
eficiencia
de
recolección
del filtro
es una
función del
tamaño de
las
partículas,
y no depende
de si son
bioaerosol o
partículas
inertes.
Gráfico que muestra la eficiencia de un
filtro en el eje Y y el diámetro de
partícula en micras a lo largo del eje
X. La eficiencia recae en el 'Régimen de
difusión e intercepción'.
Figura 2: eficiencia del filtro
versus diámetro de partícula
¿Cómo prueban los barbijos
quirúrgicao y los filtros del
respirador?
Los filtros del respirador deben cumplir
con las estrictas pruebas de
certificación (42 CFR Parte 84)
establecidas por NIOSH. Las pruebas de
NIOSH utilizan lo que se consideran
parámetros del "peor de los casos", que
incluyen:
-
Un aerosol de cloruro de sodio (para
filtros de la serie N) o un aceite
de dioctil ftalato (para filtros de
las series R y P) con una partícula
de diámetro aerodinámico de masa
media de aproximadamente 0.3 μm, que
está en el rango de MPPS para la
mayoría de los filtros.
-
Caudal de aire de 85 L / min, que
representa una tasa de trabajo
moderadamente alta Acondicionamiento
al 85% de humedad relativa y 38 ° C
durante 24 horas antes de la prueba
-
Una resistencia inicial a la
respiración (resistencia al flujo de
aire) que no exceda la columna de
agua de 35 mm* altura de
presión y la resistencia a la
exhalación inicial que no exceda la
presión de altura de la columna de
agua de 25 mm
-
Un aerosol de carga neutralizada
-
La carga de aerosol se realizó a un
mínimo de 200 mg, lo que representa
una exposición muy alta en el lugar
de trabajo.
-
La eficiencia del filtro no puede
caer por debajo del nivel de clase
de certificación en ningún momento
durante las pruebas de certificación
de NIOSH .
*Milímetros (mm) de columna de
agua es una unidad para medir la
presión de pequeñas diferencias
de presión. Se define como la
presión ejercida por una columna
de agua de 1 milímetro de altura
en condiciones definidas, por
ejemplo, 39 ° F (4 ° C) a
gravedad estándar.
Como resultado de estos estrictos
parámetros de rendimiento, los diámetros
de fibra, la porosidad y los espesores
de filtro de todos los filtros de
partículas utilizados en los
respiradores con certificación NIOSH,
incluidos los N95, están diseñados y
fabricados para proporcionar niveles muy
altos de eficiencia de recolección de
partículas MPPS.
Los fabricantes de barbijos quirúrgicas,
por otro lado, deben demostrar que su
producto es al menos tan bueno como
el barbijo que ya está en el mercado,
para obtener "autorización" para su
comercialización. Los fabricantes pueden
elegir entre pruebas de filtro
utilizando:
-
un aerosol de organismos biológicos
con un flujo de aire de 28 L / min
(eficiencia de filtración
bacteriana)
-
o un aerosol de esferas de látex de
0.1 μm y una velocidad que varía de
0.5 a 25 cm / seg (eficiencia de
filtración de partículas).
Es importante tener en cuenta que la
Administración de Alimentos y
Medicamentos especifica que el aerosol
de la esfera de látex no debe
neutralizarse con la carga.
La generación del aerosol de prueba
puede impartir una carga en un
porcentaje más alto de las partículas en
aerosol de lo que normalmente se puede
esperar en exposiciones en el lugar de
trabajo. Un aerosol de prueba
neutralizado por carga, como los
utilizados en las pruebas de NIOSH,
tiene las cargas en las partículas en
aerosol reducidas a una condición de
equilibrio. Por lo tanto, pueden
producirse valores de eficiencia de
filtro superiores a los esperados con el
uso de aerosoles con carga neutralizada
debido a la recolección de partículas
cargadas por las propiedades de
atracción electrostática de los filtros.
Además, permitir que el fabricante
seleccione entre un rango de velocidad
del aire, significa que los resultados
de la prueba se pueden manipular
fácilmente. En general, las partículas
se recogen con mayor eficiencia a menor
velocidad a través de un filtro.
Ambos aspectos producen una prueba que
no es necesariamente el "peor de los
casos" para un filtro de barbijo
quirúrgico. Debido a que los parámetros
de rendimiento para los barbijos
quirúrgicos son menos estrictos que los
requeridos para los filtros utilizados
en los respiradores certificados por
NIOSH, los diámetros de fibra, la
porosidad y el grosor de los filtros que
se encuentran en los barbijos
quirúrgicos están diseñados con niveles
significativamente más bajos de
eficiencia de recolección de partículas
en sus MPPS.
¿Cómo funcionan los barbijos
quirúrgios y los filtros del respirador?
Los filtros del respirador que
recolectan al menos el 95% del aerosol
de prueba reciben una calificación de
95. Aquellos que recaudan al menos el
99% reciben una calificación de "99". Y
aquellos que recaudan al menos el 99.97%
(esencialmente el 100%) reciben una
calificación de "100". Los filtros del
respirador están clasificados como N, R
o P por su nivel de protección contra
aerosoles de aceite. Esta clasificación
es importante en la industria porque
algunos aceites industriales pueden
eliminar las cargas electrostáticas de
los medios de filtro, lo que degrada
(reduce) el rendimiento de la eficiencia
del filtro. Los respiradores están
clasificados como "N" si no son
resistentes al aceite, "R" si es algo
resistente al aceite y "P" si es muy
resistente (a prueba de aceite). Por lo
tanto, hay nueve tipos de filtros de
respirador de partículas:
N95, N-99 y N-100
R-95, R-99 y R-100
P-95, P-99 y P-100
NIOSH prueba los filtros del respirador
al momento de la aplicación y
periódicamente después para garantizar
que continúen cumpliendo con los
criterios de prueba de certificación. La
FDA no realiza una evaluación
independiente del rendimiento del filtro
de barbijo quirúrgico, ni publica los
resultados de las pruebas de los
fabricantes. En muchos casos, es difícil
encontrar información sobre los
resultados de la prueba de filtro para
barbijos quirúrgicos aprobados por la
FDA. La clase de barbijo quirúrgico
aprobados por la FDA conocidas como
Respiradores N95 es la única excepción
clara a esta incertidumbre sobre el
rendimiento del filtro. Este es el único
tipo de barbijo quirúrgico que incluye
la evaluación de los estrictos
estándares de NIOSH. Todos los miembros
de esta clase de barbijos quirúrgicos
han sido aprobados por NIOSH como
respiradores N95 antes de su aprobación
por la FDA como barbijo quirúrgicos.
En estudios que compararon el
rendimiento de los filtros de barbijos
quirúrgicos utilizando un flujo de aire
estandarizado, el rendimiento del filtro
ha demostrado ser muy variable. La
eficiencia de recolección de los filtros
de barbijos quirúrgicos puede variar de
menos del 10% a casi el 90% para
barbijos de diferentes fabricantes
cuando se miden utilizando los
parámetros de prueba para la
certificación NIOSH. Los resultados
publicados en las pruebas requeridas por
la FDA (si están disponibles) no
predicen su desempeño en estos estudios.
Es importante tener en cuenta que el
rendimiento general de cualquier pieza
facial para el filtrado de partículas
depende, en primer lugar, del buen
rendimiento del filtro. Un barbijo o
respirador que se ajuste bien a la cara
pero que tenga un filtro deficiente no
podrá proporcionar un alto nivel de
protección.
Ajuste del respirador y barbijo
quirúrgico
Debido a que los filtros del respirador
deben cumplir con los estrictos
requisitos de certificación, siempre
demostrarán un nivel muy alto de
eficiencia de recolección para la amplia
gama de aerosoles que se encuentran en
los lugares de trabajo. Recientemente ha
habido cierta preocupación de que los
filtros del respirador no recolecten
partículas de tamaño nano, pero la
investigación ha demostrado que tales
partículas se recolectan con eficiencias
que cumplen con los estándares de NIOSH.
Esto no es sorprendente, porque las
pruebas de NIOSH emplean pequeñas
partículas de aerosol relativamente
monodispersas, neutralizadas por carga y
un alto flujo de aire.
Por lo tanto, el aspecto más importante
del rendimiento de un respirador
certificado por NIOSH será qué tan bien
se ajusta a la cara y minimiza el grado
de fuga alrededor de la pieza facial.
Esto debe medirse para cada individuo y
su respirador seleccionado. Seleccionar
el respirador adecuado para una
exposición particular en el lugar de
trabajo depende en gran medida de
seleccionar el nivel correcto de
protección.
El ajuste del respirador depende de
dos características de diseño
importantes:
Los respiradores que funcionan en modo
de "presión negativa" requieren que el
usuario aspire aire a través de un
dispositivo de limpieza de aire (filtro
o cartucho químico) hacia la pieza
facial, lo que crea una presión negativa
dentro del respirador en comparación con
la que está fuera de la pieza facial. Un
respirador de "presión positiva", por
otro lado, empuja aire limpio hacia la
pieza facial mediante el uso de un
ventilador o compresor, creando una
presión positiva dentro de la pieza
facial en comparación con el exterior.
Los respiradores de presión negativa
ofrecen inherentemente menos protección
que los respiradores de presión
positiva, porque las fugas hacia adentro
ocurren más fácilmente en los primeros.
El diseño de la máscara también es muy
importante: algunos diseños se ajustan
mejor a la cara que otros. Es más
difícil colocar un respirador de media
careta (uno que cubra solo la boca y la
nariz) que un respirador de máscara
completa (uno que también cubra los
ojos). La nariz y el mentón son las
características faciales más difíciles
para establecer un ajuste apretado. El
ajuste de una capucha, casco o pieza
facial "holgada" depende en gran medida
del diseño y la configuración
específicos. Puede encontrar más
detalles sobre las diferentes clases de
respiradores y sus niveles de protección
en la página de temas del respirador
NIOSH y el Estándar de Protección
Respiratoria de OSHA
Debido a que el ajuste es tan
importante, NIOSH recomienda y OSHA
requiere que cada usuario de respirador
reciba una prueba de ajuste inicial y
pruebas de ajuste anuales a partir de
entonces. No es posible predecir qué tan
bien se ajustará un respirador en una
cara en particular, incluso para los
respiradores que se ajustan bien en una
amplia gama de tamaños faciales.
La FDA no recomienda ni requiere ninguna
prueba de ajuste para barbijos
quirúrgicos. Existe un número muy
limitado de estudios publicados sobre
este aspecto del rendimiento de la
barbijo quirúrgico. Tres estudios
clínicos realizados en los años ochenta
y noventa no encontraron diferencias en
las tasas de infección quirúrgica cuando
el personal no usaba barbijos
quirúrgicos. 1 , 2 , 3
Un reciente estudio de laboratorio de
cinco barbijos quirúrgicos con filtros
"buenos" encontró que el 80–100% de los
sujetos fallaron una prueba de ajuste
cualitativa aceptada por OSHA usando
Bitrex (un aerosol de sabor amargo) y
los factores de ajuste cuantitativos
variaron entre 4–8 (12–25 % de fuga)
utilizando un TScount Portacount. 4 En
contraste, el tipo de respirador con
menos protección (media máscara de
presión negativa) debe tener un factor
de ajuste (concentración de partículas
externas dividido por la concentración
interna) de al menos 100 (1% de fuga).
El
Laboratorio Nacional de Tecnología de Protección Personal (NPPTL) es un
centro de investigación dentro del Instituto Nacional para la Salud y
Seguridad Ocupacional (NIOSH) ubicado en Pittsburgh, Pensilvania, dedicado
específicamente a la investigación de equipos de protección personal (EPP).
El NPPTL se creó en 2001
a solicitud del Congreso de los EE. UU., en respuesta a una necesidad
reconocida de mejorar la investigación en la tecnología en los Equipos
Personales de Protección. Se enfoca en la experimentación y recomendaciones
para máscaras de respirador, asegurando un nivel de eficiencia de filtro
estándar, y desarrolla criterios para probar y desarrollar Equipos de
Protección Personal.
Autor original de este documento:
-
El Dr. Brosseau es
miembro de la Facultad de
Salud Pública de la
Universidad de Minnesota,
cuya investigación se centra
en el desempeño de la
protección respiratoria, la
medición de aerosoles y la
evaluación de la exposición
en el lugar de trabajo a
materiales y desechos
peligrosos. El Dr. Brosseau
fué Presidente del Comité de
Valores Límite Umbral de
ACGIH para el Comité de
Sustancias Químicas de 1995
a 2005 y actualmente es
Vicepresidente Electo de
ACGIH.
-
El Sr. Berry Ann es el
Director Adjunto del
Laboratorio Nacional de
Tecnología de Protección
Personal de NIOSH. Tiene más
de 15 años de experiencia
trabajando en certificación
de respiradores y problemas
de protección personal para
trabajadores en NIOSH
Referencia:
-
Orr, NW 1981. ¿Es necesaria una
máscara en el quirófano? Anales del
Royal College of Surgeons of England
63, (6) (noviembre): 390-2.
Mitchell, NJ y S. Hunt. 1991.
Mascarillas quirúrgicas en
quirófanos modernos: ¿un ritual
costoso e innecesario? The Journal
of Hospital Infection 18, (3)
(julio): 239-42.
-
Tunevall, TG 1991. Infecciones de
heridas postoperatorias y
mascarillas quirúrgicas: un estudio
controlado. World Journal of Surgery
15, (3) (mayo-junio): 383,7;
discusión 387-8.
-
Oberg, T. y LM Brosseau. 2008.
Filtro de máscara quirúrgica y
rendimiento de ajuste.
AmericanJournal of Infection Control
36, (4) (mayo): 276-82.
|
