Articulo de Reflexión
Humo quirúrgico y sus implicaciones en el personal de quirófano
Surgical smoke and its implications for operating room personnel
Humo quirúrgico y sus implicaciones en el personal de quirófano
Revista Colombiana de Salud Ocupacional, vol. 12, núm. 1, e-7498, 2022
Facultad Ciencias de la Salud, Universidad Libre
Recepción: 29 Mayo 2021
Aprobación: 15 Noviembre 2021
Resumen
Antecedentes: El uso en procedimientos quirúrgicos del electrobisturí, dispositivos laser y bisturíes ultrasónicos permite un rápido corte y coagulación en los vasos sanguíneos. Tiene desventajas para el paciente y para el equipo quirúrgico, especialmente los que dedican la mayor parte de su tiempo a trabajar en salas de operaciones. Se puede afectar la mucosa ocular, nasal, tracto respiratorio superior e inferior. El efecto es directamente proporcional al tiempo de exposición y se puede observar en el mediano y largo plazo.
Objetivo: Describir las sustancias toxicas derivadas del humo quirúrgico producido por el electrobisturí en su interacción con el tejido humano, como afectan al personal de la salud y que controles se pueden aplicar desde la seguridad y salud en el trabajo.
Reflexión: Los gases como el benceno, el formaldehido, los fragmentos de células sanguíneas, bacterias y virus que se volatilizan mediante esta técnica, afectan de diferentes formas al individuo expuesto. Como irritante de vías respiratorias o produciendo cambios a nivel celular que pueden causar hiperplasias o metaplasias celulares. Existen medidas de control insuficientes en los diseños e implementación debido a costos, comodidad y rendimiento del personal. La normatividad es nula y existen pocos estudios que permitan reconocer el problema para generar medidas de control adecuadas.
Conclusiones: El humo quirúrgico debe ser un factor de riesgo conocido por el personal de las salas de cirugía. Se deben: intervenir por el potencial efecto negativo en la salud; investigar los efectos sobre la salud y crear reglamentaciones que permitan disminuir los efectos que conlleva la exposición.
Palabras clave: Humo+ quirofanos+ salud ocupacional+ protección personal+ electrocoagulacion.
Abstract
Background: Use in various surgical procedures of the electrosurgical unit, laser devices, and ultrasonic scalpels allow rapid cutting and coagulation in blood vessels. It has disadvantages for the patient and for the surgical team, especially for health professionals who spend most of their time working in operating rooms. Exposure can be affected the ocular mucosa, nasal, upper and lower respiratory tract. Effect is directly proportional to the exposure time and can be observed in the medium and long term.
Objective: To describe toxic substances derived from electrosurgical surgical smoke in interaction with human tissue, how they affect health personnel and what controls can be applied from safety and health at work.
Reflection: Gases such as benzene, formaldehyde, and blood cell fragments, bacteria and viruses that are volatilized by this technique. Affect the exposed individual in different ways, either as an irritant of the respiratory tract or producing changes at the cellular level that can cause hyperplasias o cellular metaplasias. There are insufficient control measures in their designs and implementation due to costs, comfort, and staff performance, in addition to no regulations and very few studies that allow us to recognize the problem and generate adequate control measures.
Conclusions: Surgical smoke must be a risk factor widely known by the personnel of the operating rooms and it must be intervened. Their health effects should be further investigated, and regulations be created to reduce the effects of their exposure.
Key words: Smoke, operating rooms, occupational health, electrocoagulation, personal protection.
Introducción
El uso del láser y del electrobisturí en los procedimientos quirúrgicos tiene muchas ventajas. Permite diseccionar y realizar hemostasis de los tejidos de forma rápida, disminuye el tiempo de intervención quirúrgica en comparación con los instrumentos de corte convencionales. Este instrumento consta de un extremo estéril (punta, lápiz y cable) que se conecta a una unidad de mesa o fuente de poder.
Se ha demostrado que al llevar la temperatura de las células a 100 °C, se genera desintegración y causa la vaporización de estos tejidos en forma de humo. 1 Con este procedimiento se genera una emisión de más de 600 compuestos químicos y biológicos, 2, que pueden quedar circulando en el ambiente de las salas de cirugía. Al ser inhalados, podría afectar al personal que colabora en las diferentes intervenciones: Médicos(a), anestesiólogos(a), instrumentadores(a) quirúrgicos, enfermeras circulantes y según el tipo de hospital, sus respectivas contrapartes en formación.
El humo quirúrgico se puede definir como un subproducto gaseoso generado durante una variedad de procedimientos quirúrgicos, como la diatermia, la electro cauterización, la ablación/ irradiación con láser, electrocirugía, escisión ultrasónica (escisión armónica), el taladrado o aserrado de alta velocidad. 3 El tamaño de las partículas es inversamente proporcional a la energía utilizada en la desintegración de los tejidos, asi entre mas alta sea la temperatura producida por el instrumento de corte, menor será el tamaño de la partícula 4 y por lo tanto generara mayor dificultad para su filtración, ya que podrá llegar a los niveles mas finos de filtración del aire en los pulmones: los alveolos. Esto ultimo podría causar mayor daño al organismo.
Por lo general, dentro de los cinco minutos posteriores al comienzo de un procedimiento electro quirúrgico, la materia particulada en el área inmediata aumenta aproximadamente 60,000 partículas por pie cubico (2.118.000 por metro cúbico) a mas de un millón de partículas por pie cubico, Además, el sistema típico de recirculación del flujo de aire del quirófano tarda aproximadamente 20 minutos en devolver las concentraciones de partículas a la normalidad después terminar un procedimiento quirúrgico. 5
Desde los años 80´s se conocen los efectos del humo quirúrgico en el personal constantemente expuesto: Cefalea, irritación de la conjuntiva ocular, de la mucosa nasal y de la vía aérea, dermatitis, presencia de síntomas similares a alergias, asma, transmisión de papilomavirus (VPH) por su inhalación, siembras de células malignas al remover lesiones cancerigenas de pacientes afectados.6 El daño que puede producir la exposición diaria al humo quirúrgico se ha comparado con el de los fumadores pasivos, las personas expuestas al humo de cocina y a quema de lena, 7inclusive, se calcula que la destrucción térmica de 1 g de tejido con ablación de laser de Co2 equivale a tres cigarrillos y con electro cauterización hasta seis cigarrillos, 8 inclusive estudios demuestran que la exposición diaria continua en procedimientos largos podría equivaler a consumir diariamente 30 cigarrillos sin filtro. 9
El primer estudio sobre los efectos de las sustancias derivadas del humo quirúrgico es el de Tomita et al., en 1981, realizado con células in vitro, mediante modelos animales. Se probo la mutagenicidad del humo de electrocauterio, encontrándose que el humo quirúrgico tiene 2.6 veces mas mutagenicidad que el humo del cigarrillo. 10
El análisis químico ha mostrado que su contenido es un 95% de vapor de agua y un 5% lo componen productos químicos y restos celulares, 11 y de este material particulado, el 77% lo constituyen partículas de menos de 1.1 micrómetros (μm) de diámetro. 5 Entre las sustancias identificadas se encuentran gases tóxicos como el benceno, formaldehido, butadieno, cianuro de hidrogeno, tolueno, acroleína, acetonitrilo, estireno, bioaerosoles, material celular vivo y muerto, fragmentos de células sanguíneas, bacterias y virus. 6
Los estudios han demostrado que los fármacos que esta recibiendo el paciente, como el sevofluorano, un gas anestésico comúnmente utilizado en los procedimientos quirúrgicos, pueden influir en la concentración de compuestos orgánicos volátiles presentes en el humo quirúrgico. 7 También puede influir el tipo de tejido destruido, por ejemplo, la descomposición del tejido adiposo produce una mayor cantidad de aldehído y una menor de tolueno; mientras que la ablación del tejido epidérmico produce mayores concentraciones de tolueno, etilbenceno y xileno. 11
La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. afirma que las partículas mayores de 10 μm pueden depositarse en las paredes de la nariz, la faringe, la traquea y los bronquios; las de 10 μm o menos pueden inhalarse, causar irritación de la vía aérea y generar complicaciones a largo plazo, como enfermedad de las arterias coronarias, insuficiencia cardiaca congestiva, asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC); Las partículas de 2.5 μm y mas pequeñas se depositan en los bronquiolos y los alveolos; Mientras que las partículas ultrafinas de 0.1 μm y mas pequeñas dentro de los bronquiolos y los alveolos pueden penetrar el sistema circulatorio y causar estrés oxidativo sistémico. 7
Los estudios in vitro tanto en células animales como humanas, han demostrado que el humo quirúrgico, en tamaños inferiores a 0.1μm pueden generar daño a nivel de los tejidos, especialmente en tejido alveolar, específicamente en las células epiteliales pequeñas de la vía aérea, tanto por mecanismos que inducen la citotoxicidad como por aumento de la LDH (Lactato deshidrogenasa). 12 Se han encontrado cambios histológicos en animales de experimentación: hipertrofia de vasos sanguíneos, congestion alveolar y cambios enfisematosos; Además del riesgo de que las partículas ultrafinas atraviesen los alveolos pulmonares y vasos sanguíneos, es posible que lleguen a los vasos linfáticos 13 e inclusive se pueden acumular en el sistema nervioso, lo que podria generar a largo plazo desordenes neurológicos y psiquiátricos. 7
Reflexión
Normatividad y medidas de control
En Colombia, se sigue el estándar internacional de mantener las salas de cirugía con presión positiva, con una humedad relativa del 15-60%, una temperatura del 20-24 °C, con un recambio de aire mínimo de 15-21 recambios de aire por hora, de los cuales al menos cuatro debe realizarse con aire fresco externo (14) y de ser posible utilizar filtros de alta eficiencia. 15,16
Existen dos tipos de filtros de aire, los ULPA (Ultra-Low Particulate Air o filtro de aire para partículas ultra bajas) y los HEPA (High Efficiency Particulate Air o filtros de aire de partículas de alta eficiencia); El ULPA filtra partículas de 0.1 micras de diámetro, eliminando hasta el 99.99% de partículas en el aire, mientras el HEPA filtra partículas superiores a 0.3 μm de diámetro. 17
El humo quirúrgico como un agente potencialmente infeccioso, en el cual se deben tomar precauciones como métodos de ventilación por extracción local, uso de sistemas de ventilación general de sala de cirugías y equipo de protección personal completo que incluya el uso de mascaras N95. 3
Las mascarillas quirúrgicas convencionales no se sellan en la cara, su ajuste es holgado, esta diseñada para prevenir la liberación de contaminantes potenciales del usuario a su entorno inmediato, pero no para proteger al usuario de la inhalación de partículas pequeñas, no ofrecen protección contra partículas de tamaño inferior a 1 μm, mientras que las mascarillas N95, filtran el 95% de las partículas, ofreciendo protección de inhalación de partículas de hasta 0.01 μm. 5 También se puede usar respiradores con filtro de partículas con válvula de exhalación (FFP3) con una mascarilla convencional encima de este, para proteger el campo quirúrgico y para cuidar los ojos se debe añadir pantallas faciales, mascaras o gafas con protección lateral. 11
Desde 1996 la NIOSH (The National Institute for Occupational Safety and Health) recomienda la combinación de técnicas de ventilación: ventilación local exhaustiva y la ventilación de la sala, ya que la ventilación de la sala de 20 cambios por hora es insuficiente para evacuar todo el humo quirúrgico; 18 La NIOSH Recomienda además que los sistemas de evacuación tengan una velocidad de captura (definida como la velocidad del flujo de aire en la boquilla de entrada) de 30.5 a 45.7 m/min, y la distancia entre la punta del sistema de recogida este a menos de 5.1 cm de la fuente del humo quirúrgico. 19
Sin embargo, la adquisición de estos equipos tiene un alto gasto y genera inconvenientes en la practica (por ejemplo, ruido, distracción y dificultades ergonómicas) y se añade además el desconocimiento del personal operativo y administrativo de los efectos sobre la salud del humo quirúrgico, que a menudo son sutiles y no son siempre inmediatos. 18
Apenas en 2018, Rhode Island fue el primer estado de los Estados Unidos de Norteamérica en implementar una normatividad para el uso de extractores de humo quirúrgico para las grandes cirugías, Posteriormente el estado de Colorado en marzo de 2019, seguido de California y Oregon. Además, las diferentes agencias norteamericanas como la ANSI (American National Standards Institute), AORN (Association of periOperative Registered Nurses) y el ECRI (Emergency Care Research Institute) que han realizado recomendaciones sobre el manejo del humo quirurgico. 20
Quimicos
En el humo quirúrgico se han identificado múltiples gases volátiles altamente tóxicos, algunos de ellos como el Benceno, comprobado cancerigeno en seres humanos y otros posiblemente cancerigenos como el Formaldehido, Acrilonitrilo, Estireno y el Naftaleno. 21
Los posibles efectos sobre la salud a largo plazo de la exposición al benceno incluyen trastornos sanguíneos como anemia, depleción de la medula ósea y cáncer. 4 La Agencia Internacional de Investigaciones sobre el (International Agency for Research on Cancer: IARC), Clasifica los agentes, compuestos y exposiciones en 4 categorías: Grupo 1: Carcinógeno para los seres humanos. Grupo 2A: Probablemente cancerígeno para los seres humanos. Grupo 2B: Posiblemente carcinógeno para los seres humanos. Grupo 3: No clasificable en cuanto a su carcinogenicidad para los seres humanos. 22 Adicionalmente, a la mayoría de estas sustancias, la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (American Conference of Governmental Industrial Hygienists: ACGIH), les ha asignado unos valores limites permisibles (Threshold Limit Value: TLV) de periodos de tiempo para proteger la salud de los trabajadores, los mas importantes son el Promedio Ponderado en el Tiempo (Time-Weighted Average: TWA) basado en una jornada laboral convencional de 8 horas y una semana laboral de 40 horas y el Límite de Exposición a Corto Plazo (Short-Term Exposure Limit: STEL) basado en una exposición de 15 minutos con una frecuencia máxima de 4 veces por dia con espacios de 1 hora entre cada exposición 23. En la Tabla 1 se muestran los compuestos de mayor importancia dentro del humo quirúrgico junto con su clasificación IARC y TLV´s de la ACGIH: TWA Y STEL.
Abreviaturas: ppm: Partes por millón; C: ceiling (Techo). Tomado de: https://monographs.iarc.who.int/agents-classified-by-the-iarc/; https://web.doh.state.nj.us/rtkhsfs/factsheets.aspx?lan=spanish&alph=A&carcinogen=False&new=False; ACGIH. TLVs and BEIs. 2021. 2092 p; ECRI Institute. Clearing the Air around Surgical Smoke: know the risks. Health Devices. 2019. Available from: https://www.ecri.org/EmailResources/HealthDevices/Clearing-the-Air-around-Surgical-Smoke_accompanies_H0613.pdf; Okoshi K, Kobayashi K, Kinoshita K, Tomizawa Y, Hasegawa S, Sakai Y. Health risks associated with exposure to surgical smoke for surgeons and operation room personnel. Surg Today. 2015; 45(8): 957-65.
Células
Se ha demostrado que exposiciones repetitivas y prolongadas al humo quirúrgico, generan cambios histopatológicos en las células de la mucosa nasal, como la hiperplasia y la metaplasia escamosa, 2 sin embargo, estos cambios se pueden revertir al eliminar la exposición al agente causal. Se han publicado reportes de casos, de personal de salud VPH positivos, que desarrollaron carcinoma de células escamosas de amígdalas sin otros factores de riesgo identificables aparte de la exposición ocupacional al tejido y al humo extirpado en procedimientos con láser. 24
Durante las cirugías laparoscópicas, la presencia de células cancerosas viables en el humo quirúrgico se ha implicado como la causa de un fenómeno conocido como efecto chimenea, en el que las células malignas en aerosol pasan a través de los puertos y se depositan en los trocares de la cirugía, lo que potencialmente permite que el tumor se propague a un sitio diferente, sin embargo, estudios posteriores han descartado este efecto y no hay evidencia de que las células cancerosas aerosolizadas puedan transmitirse al personal de la sala de operaciones. 7,11
Virus
Se ha demostrado que el humo quirúrgico puede volatilizar partículas de virus como VIH, Hepatitis y Virus del Papiloma Humano (VPH), este ultimo es el virus mas estudiado, como posible generador de daños al personal de salud, involucrado con el uso de electrobisturí y laser en las salas de operaciones, es el causante de la papilomatosis laríngea, especialmente en otorrinolaringólogos que extraen las lesiones de la faringe de los pacientes, en los dermatólogos, urólogos, ginecólogos que cauterizan las lesiones de la piel de los genitales de los pacientes y las enfermeras que asisten a estos especialistas. 3
Se han encontrado partículas virales e incluso virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) viables en el humo quirúrgico, aunque este último no puede ser cultivado mas allá de dos semanas en condiciones de laboratorio, posiblemente por el daño térmico, por lo tanto, no hay evidencias de que la infección por el VIH pueda ser transmitida a los humanos por esta vía. 11
En cuanto al riesgo de transmisión de SARS- CoV-2/ Covid-19, se ha establecido que sus viriones tienen un tamaño de aproximadamente 0.125 μm y se transmiten principalmente en gotas de agua mayores de 20 μm, seguido de partículas de aerosoles menores a 10 μm, sin embargo, el Virus infeccioso y su ARN se encuentran principalmente en el tracto respiratorio, mas que en la sangre y no se ha documentado su presencia ni transmisión de la enfermedad por medio del humo quirúrgico. 17
Bacterias
Se han detectado bacterias, celulas y virus en el humo quirúrgico que pueden permanecer viables hasta por 72 horas. 5 Se han cultivado a partir del humo quirúrgico bacterias viables como Neisseria, Corynebacterium y Staphylococcus8, sin embargo, en un metaanálisis de 2013, no se encontró evidencia que sugiriera infecciosidad viral, y solo un estudio examino el componente bacteriano del humo quirúrgico y al igual que las células malignas no se demostró su viabilidad. Quizás la infectividad bacteriana sea baja porque los dispositivos electro quirúrgicos no se utilizan específicamente para tratar infecciones bacterianas. 25
Conclusión
Aun no se han determinado los niveles de seguridad ni la severidad del riesgo de exponerse en forma constante al humo quirúrgico, Se deben realizar mas estudios para demostrar los efectos a largo plazo del humo quirúrgico en el ser humano, asi como se han estudiado los efectos del humo de lena, el tabaquismo pasivo y la exposición al humo de cocina, especialmente al proveniente de la carne quemada, en términos de enfermedades derivadas en el largo plazo, como el ASMA, EPOC, cáncer de pulmón y los efectos de la exposición prenatal como el bajo peso al nacer 7.
Se requieren dispositivos para evacuar el humo, purificar el aire y capturar el material particulado. Sin embargo, existen dificultades practicas como: el costo, el tamaño de los dispositivos, ruido, distracción al alterar la visibilidad del sitio operatorio y el desconocimiento de estos. El uso de los tapabocas N95 tiene casi 200 veces mas capacidad filtrante que un tapabocas quirúrgico convencional, sin embargo, persisten inconvenientes como usar estos EPP por un largo tiempo el cual se puede volver incomodo para el usuario, ya que pueden dificultar la respiración y restringir la comunicación 13.
Se estima que el costo de adquisición promedio de un sistema de evacuación de humo es de $2,600 USD (dólar estadounidense), y un estudio estima un aumento de aproximadamente $30 USD por cada cirugía que requiera evacuación de humo y sus accesorios; Un respirador N95 puede costar $ 1 USD en comparación con el costo de una mascarilla quirúrgica estándar, que puede ser de $ 0.08 USD.4,5
Paradójicamente, podría decirse, que el uso extendido de tapabocas N95, debido a la actual pandemia por SARS-COV2/COVID-19, ha disminuido de alguna manera la inhalación del virus y los componentes del humo quirúrgico, sin embargo, es necesario que se garantice la adherencia y buen uso de los mismos, por ejemplo, para lograr un sello eficaz no se debe tener barba, como en el caso de los hombres y se debe concientizar del peligro del humo quirúrgico en general, ya que en muchas oportunidades la adherencia se ve afectada por la incomodidad que produce el uso de respiradores, unido a las condiciones ambientales de quirófano y la duración de las intervenciones.
Existen controles en la fuente como el uso de bajos voltajes, cuchillas recubiertas de teflón y el modo de retroalimentación (que reduce la potencia de salida automáticamente en respuesta a la impedancia); ambas acciones pueden reducir la cantidad de humo quirúrgico en comparación con las cuchillas de acero inoxidable, el modo de corte puro y los altos voltajes 18. Las investigaciones futuras deben centrarse en las consecuencias a largo plazo de la exposición al humo quirúrgico y ante todo en la comunicación y enseñanza de este riesgo a todo el personal involucrado en las salas de operaciones.
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Notas de autor
Autor de correspondencia:jualvilla@utp.edu.co
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