Den norske tannlegeforenings Tidende
16.09.2020
Aerosolutvikling i sammenheng med behandling i munnhulen kan innebære risiko for smitteoverføring mellom pasienter og tannhelsepersonell.
Denne artikkelen (Del 1) beskriver hva aerosol er og mulig innvirkning for helse. Hovedfokus i denne artikkelen er mikrobielle aerosoler, og hvilke situasjoner og prosedyrer som forårsaker mikrobielle aerosoler i tannhelseklinikken. Det produseres forskjellige former for mikrobielle aerosoler i en tannhelseklinikk, og mest aerosol blir utviklet ved bruk av roterende instrumenter, treveissprøyte og maskinell scaling. Smitterisiko fra infeksiøs aerosol omtales med eksempler fra noen bakterielle og virus-overførbare sykdommer i tannhelseklinikken. Tannhelsepersonell bør kjenne til mulige helsemessige konsekvenser fra aerosol i tannhelseklinikken for å kunne forebygge luftsmitte. Denne kunnskapen er avgjørende for å ivareta både pasientens og tannhelsepersonellets helse.
Aerosol i sammenheng med pasientbehandling er blitt et aktuelt tema på grunn av regler og anmodninger fra ulike nasjonale og internasjonale helsemyndigheter om å begrense aerosolgenererende prosedyrer (AGP) på grunn av risiko for smitte mens det pågår en covid-19-pandemi. For tannhelsepersonell er temaet svært aktuelt fordi mange prosedyrer i munnhulen danner aerosoler fra materialer, vev og væske.
Aerosol i tannhelseklinikker har vært en kilde til bekymring i mange tiår og beskrevet i utallige publikasjoner, der søkelys på helserisiko har vært knyttet vekselsvis til yrkeshygieniske-, toksikologiske- og allergi-assosierte problemstillinger, samt smitterisiko fra aerosol som inneholder mikroorganismer.
Potensielt infeksiøs aerosol i tannhelseklinikken skyldes ikke bare AGP, det genereres også aerosoler gjennom pusting, tale, hosting og nysing. For å kunne forebygge smitte fra en infeksiøs aerosol må man vite hvilke situasjoner og arbeidsprosedyrer som kan produsere mulig smitteførende aerosol og hvordan smitterisiko kan minimeres.
Hensikten med denne artikkelen er å beskrive aerosoler, oppsummere hva vi vet om utvikling av aerosoler i tannhelseklinikker og omtale hvilke aerosoler i tannhelseklinikken som kan innebære en helserisiko. En parallell artikkel oppsummerer hvilke tiltak som kan gjennomføres for å forhindre og begrense utviklingen av aerosoler.
Hva er aerosol?
En aerosol består av to faser, en gassfase og en partikkelfase. Partiklene kan være av fast stoff eller væske, eller av både fast stoff og væske. Størrelsen på partiklene varierer fra ca. 2 nanometer (nm) til ca 100 mikrometer (?m) (1). Vi er til enhver tid omgitt av aerosol, både utendørs og innendørs. Aerosol kan være naturlig eller menneskeskapt og være flyktig eller mer statisk i rom og tid (2).
Under de siste månedene har det blitt åpenbart at det er mye språklig forvirring rundt ordet «aerosol». I noen publikasjoner blir ordet aerosol brukt som en betegnelse av partikler eller dråper i lufta som er mindre enn 5 mikrometer. I denne artikkelen benyttes imidlertid utrykket aerosol konsekvent for å betegne både partiklene (stoff eller væske) og lufta som en samlet enhet.
Aerosol blir i litteraturen omtalt og diskutert med utgangspunkt i forskjellige kvantitative eller kvalitative kjennetegn. I noen sammenhenger er det massekonsentrasjonen av partikler i luft som er mest relevant, og mengde blir angitt som mikrogram partikler per kubikkmeter luft (µg/m3). I annen sammenheng kan det være turbulensen av en lokal aerosol som er studert, eksempelvis aerosoler forårsaket av hosting eller nysing (3). Et tredje eksempel er studier av kinetikken på enkeltpartiklene i en aerosol for å bedømme nytte-effektivitet av å dosere en medisin ned til lungealveolene ved bruk av inhalator eller forstøverapparat (nebulisator) uten at det oppstår uønskede bivirkninger (4).
Partikler i en aerosol varierer med hensyn til geometrisk form. De kan være sfæriske, fiber- eller irregulært formede, med eller uten porer, eller bestå av aggregater av nanopartikler som kan være kompakte, løselige eller lineære. Betegnelsen nanopartikler er definert internasjonalt som partikler som er på mellom 1 nm og 100 nm. For å angi et felles mål for størrelse uavhengig av form benyttes ofte betegnelsen aerodynamisk diameter, som tilsvarer en teoretisk diameter til en sfærisk partikkel. Aerodynamisk diameter angis ved hjelp av ulike matematiske omregningsformler avhengig av partiklenes geometriske form, tetthet og masse(vekt). En partikkel med en tetthet på 1 g/cm3 og en diameter på 1 µm, har en aerodynamisk diameter på 1 µm. Uavhengig av geometrisk form, tetthet og masse vil partikler med samme aerodynamiske diameter utvise de samme dynamisk bevegelsene i luft, inkludert fallhastigheten mot bakken. I en tannhelseklinikk er aerosoler polydisperse, dvs, partiklene i lufta har ulike størrelser. Forholdet mellom antallet, samlet overflateareal og samlet volum på partiklene er som vist i figur 1.
Aerosol og helse
Partiklene i aerosoler påvirker primært slimhinnene i luftveiene og øynene (5). Nanopartikler kan i tillegg penetrere hud og spres i blodbanen via lungene (6). Biologisk respons på cellenivå vil blant annet avhenge av om partiklene er organiske eller uorganiske (7). Helserisiko i forbindelse med eksponering for aerosol bedømmes ut fra en rekke faktorer der sentrale parametre vil være partiklenes størrelse, antall, samlet overflate areal i en inhalerbar fraksjon samt potensiale for infeksjon, allergi eller toksisitet. Det er ikke en eksakt korrelasjon mellom partikkelstørrelse og helserisiko fordi det kan variere for forskjellige størrelsesfraksjoner. Tolkning av resultater fra eksperimentelle studier vil avhenge av hvilke statistiske modeller som benyttes, og ekstrapolering fra epidemiologiske observasjonelle data er åpen for forskjellige tolkninger (8). Kunnskapsgrunnlaget for å bedømme helserisiko ved eksponering fra ulike luftpartikler og luftkvalitet er dynamisk, og derfor har retningslinjer for internasjonale tiltak endret seg kontinuerlig og vil sannsynligvis fortsette å forandres etter hvert som man bedre forstår helseeffekter av ultrafine partikler og nanopartikler (9).
Den biologiske responsen på luftpartikler skyldes avsetning av partikler i målorganer. For inhalerbare partikler vil den totale dosen avhenge av en rekke faktorer som konsentrasjoner av partikler i aerosolen, eksponeringens varighet, luftveienes anatomi, lungeventilasjonen og egenskaper ved partiklene i seg selv (10). Når partiklene er deponert i luftveiene er det flere biologiske mekanismer som kan bidra til å fjerne disse igjen, som hosting og nysing, mukociliær transport, opptak av makrofager eller epitelceller, partikkeloppløsning eller -translokering, dvs. partiklene flyttes fra overflaten til annen lokalisasjon i luftveiene eller til annet vev (11).
Innhold av støv i inne- og uteluft blir vanligvis angitt i tre fraksjoner; PM10 (partikler med aerodynamisk diameter mellom 2.5- 10 ?m), PM 2,5 (partikler mellom 0.1-2,5 ?m og PM 0,1 (ultrafine partikler under 0.1 ?m i aerodynamisk diameter) (12). Partiklenes størrelser er en viktig egenskap i relasjon til hvor i luftveiene de vil avsettes, og aerodynamisk diameter kan være utgangspunkt for å beregne dette. Det helseskadelige potensialet til aerosoler i ute- og innemiljø vil i tillegg til faktorene diskutert over, avhenge av den kjemiske sammensetningen av organiske og uorganiske partikler, eller partikler bestående av en kombinasjon, samt tilstedeværelse av eventuelle mikroorganismer eller komponenter fra mikroorganismer, samt av eksponertes individuelle følsomhet. Sistnevnte vil variere fra person til person og avhenge av faktorer som alder og underliggende sykdommer. Det er i tillegg biologisk variasjon med hensyn til vertsrespons, (13), dels forårsaket av at partiklene bindes til muciner på slimhinneoverflatene og at kvaliteten og kvantiteten av mucin varierer fra person til person og over tid (14). Kombinasjonseksponeringer for ulike inne- og uteaerosoler kan påvirke helse i større grad enn enkelteksponeringer (8, 9, 15, 16)
Typer aerosol i en tannhelseklinikk
Dentale aerosoler kan være problematisk ut fra et helseskadelig perspektiv og har derfor i lang tid vært studert, med et uttalt mål om å begrense aerosolutvikling i arbeidsmiljøet eller å finne løsninger for å beskytte alle berørte (tabell 1).
Spesielt aerosoler med innhold av partikler som er så små at de kan nå helt ned til de nedre luftveiene, har vært studert. Tidligere arbeider har dokumentert ved hjelp av elektronmikroskopi, at mange partikler er i nanometerskala. Mengden av nanopartikler og ultrafine partikler kunne ikke kvantifiseres for femti år siden, men det ble likevel estimert at dentale aerosoler inneholdt en vesentlig mengde partikler som er mindre enn 1 µm (17). Det er først etter tusenårsskiftet at ny måleteknologi har gjort det mulig å presist kvantifisere mengden av partikler som er mindre enn 1 µm i lufta i tannhelseklinikker (18, 19). Studier utført på inneluft i tannhelseklinikker har åpenbart at aerosoler fra roterende instrumenter utvikler langt flere nanopartikler enn det som tidligere har vært antatt (20-24). Ved pussing av kompositt som inneholder nanopartikler har det ikke blitt påvist «rene» nanopartikler, slik de er tilsatt materialet, men partiklene har vært omgitt av organisk matriks. Ny kunnskap om aerosolisering av nanopartikler tilsatt nye materialer og ultrafine partikler fra dentale materialer, åpner for at risikovurderinger av helseeffekter muligens må revurderes. (25).
Tidligere risikovurderinger av aerosoler i sammenheng med dentale biomaterialer har hatt vekslende fokus. Toksisitet har vært omtalt generelt (26), i relasjon til amalgam (27, 28) og kompositt plast (23, 29). Annet fokus har vært på helserisiko forbundet med aerosol fra uedle legeringer (30), pneumokoniose (støvlunge) (31, 32) og idiopatisk fibrose (33) fra slipestøv, berylliose fra beryllium i støpelegeringer (34) og allergi fra aerosolisert hanskepulver i gummihansker (35). Også aerosolisert titandioksid brukt i sammenheng med intraorale digitale avtrykk har vært problematisert (36).
Antall, størrelse og massekonsentrasjon av partikler i aerosoler i tannhelseklinikker og tannlaboratorier, varierer som en funksjon av materiale, arbeidsprosedyre og utstyrsbruk. Generelt gjelder at partikler med lav tetthet forblir svevende lenger enn partikler av samme fysiske dimensjon med høy tetthet. Tetthet på dentale materialer som inngår i typiske aerosoler i en tannhelseklinikk er gummihanskepulver (ca. 0.5 g/cm3), akryl (ca. 1 g/cm3), kompositt plast og dentin (ca. 2 g/cm3), keramer (ca. 2.5 g/cm3), emalje og sink-oksyd (ca. 2.5
Gå til medietAerosol i sammenheng med pasientbehandling er blitt et aktuelt tema på grunn av regler og anmodninger fra ulike nasjonale og internasjonale helsemyndigheter om å begrense aerosolgenererende prosedyrer (AGP) på grunn av risiko for smitte mens det pågår en covid-19-pandemi. For tannhelsepersonell er temaet svært aktuelt fordi mange prosedyrer i munnhulen danner aerosoler fra materialer, vev og væske.
Aerosol i tannhelseklinikker har vært en kilde til bekymring i mange tiår og beskrevet i utallige publikasjoner, der søkelys på helserisiko har vært knyttet vekselsvis til yrkeshygieniske-, toksikologiske- og allergi-assosierte problemstillinger, samt smitterisiko fra aerosol som inneholder mikroorganismer.
Potensielt infeksiøs aerosol i tannhelseklinikken skyldes ikke bare AGP, det genereres også aerosoler gjennom pusting, tale, hosting og nysing. For å kunne forebygge smitte fra en infeksiøs aerosol må man vite hvilke situasjoner og arbeidsprosedyrer som kan produsere mulig smitteførende aerosol og hvordan smitterisiko kan minimeres.
Hensikten med denne artikkelen er å beskrive aerosoler, oppsummere hva vi vet om utvikling av aerosoler i tannhelseklinikker og omtale hvilke aerosoler i tannhelseklinikken som kan innebære en helserisiko. En parallell artikkel oppsummerer hvilke tiltak som kan gjennomføres for å forhindre og begrense utviklingen av aerosoler.
Hva er aerosol?
En aerosol består av to faser, en gassfase og en partikkelfase. Partiklene kan være av fast stoff eller væske, eller av både fast stoff og væske. Størrelsen på partiklene varierer fra ca. 2 nanometer (nm) til ca 100 mikrometer (?m) (1). Vi er til enhver tid omgitt av aerosol, både utendørs og innendørs. Aerosol kan være naturlig eller menneskeskapt og være flyktig eller mer statisk i rom og tid (2).
Under de siste månedene har det blitt åpenbart at det er mye språklig forvirring rundt ordet «aerosol». I noen publikasjoner blir ordet aerosol brukt som en betegnelse av partikler eller dråper i lufta som er mindre enn 5 mikrometer. I denne artikkelen benyttes imidlertid utrykket aerosol konsekvent for å betegne både partiklene (stoff eller væske) og lufta som en samlet enhet.
Aerosol blir i litteraturen omtalt og diskutert med utgangspunkt i forskjellige kvantitative eller kvalitative kjennetegn. I noen sammenhenger er det massekonsentrasjonen av partikler i luft som er mest relevant, og mengde blir angitt som mikrogram partikler per kubikkmeter luft (µg/m3). I annen sammenheng kan det være turbulensen av en lokal aerosol som er studert, eksempelvis aerosoler forårsaket av hosting eller nysing (3). Et tredje eksempel er studier av kinetikken på enkeltpartiklene i en aerosol for å bedømme nytte-effektivitet av å dosere en medisin ned til lungealveolene ved bruk av inhalator eller forstøverapparat (nebulisator) uten at det oppstår uønskede bivirkninger (4).
Partikler i en aerosol varierer med hensyn til geometrisk form. De kan være sfæriske, fiber- eller irregulært formede, med eller uten porer, eller bestå av aggregater av nanopartikler som kan være kompakte, løselige eller lineære. Betegnelsen nanopartikler er definert internasjonalt som partikler som er på mellom 1 nm og 100 nm. For å angi et felles mål for størrelse uavhengig av form benyttes ofte betegnelsen aerodynamisk diameter, som tilsvarer en teoretisk diameter til en sfærisk partikkel. Aerodynamisk diameter angis ved hjelp av ulike matematiske omregningsformler avhengig av partiklenes geometriske form, tetthet og masse(vekt). En partikkel med en tetthet på 1 g/cm3 og en diameter på 1 µm, har en aerodynamisk diameter på 1 µm. Uavhengig av geometrisk form, tetthet og masse vil partikler med samme aerodynamiske diameter utvise de samme dynamisk bevegelsene i luft, inkludert fallhastigheten mot bakken. I en tannhelseklinikk er aerosoler polydisperse, dvs, partiklene i lufta har ulike størrelser. Forholdet mellom antallet, samlet overflateareal og samlet volum på partiklene er som vist i figur 1.
Aerosol og helse
Partiklene i aerosoler påvirker primært slimhinnene i luftveiene og øynene (5). Nanopartikler kan i tillegg penetrere hud og spres i blodbanen via lungene (6). Biologisk respons på cellenivå vil blant annet avhenge av om partiklene er organiske eller uorganiske (7). Helserisiko i forbindelse med eksponering for aerosol bedømmes ut fra en rekke faktorer der sentrale parametre vil være partiklenes størrelse, antall, samlet overflate areal i en inhalerbar fraksjon samt potensiale for infeksjon, allergi eller toksisitet. Det er ikke en eksakt korrelasjon mellom partikkelstørrelse og helserisiko fordi det kan variere for forskjellige størrelsesfraksjoner. Tolkning av resultater fra eksperimentelle studier vil avhenge av hvilke statistiske modeller som benyttes, og ekstrapolering fra epidemiologiske observasjonelle data er åpen for forskjellige tolkninger (8). Kunnskapsgrunnlaget for å bedømme helserisiko ved eksponering fra ulike luftpartikler og luftkvalitet er dynamisk, og derfor har retningslinjer for internasjonale tiltak endret seg kontinuerlig og vil sannsynligvis fortsette å forandres etter hvert som man bedre forstår helseeffekter av ultrafine partikler og nanopartikler (9).
Den biologiske responsen på luftpartikler skyldes avsetning av partikler i målorganer. For inhalerbare partikler vil den totale dosen avhenge av en rekke faktorer som konsentrasjoner av partikler i aerosolen, eksponeringens varighet, luftveienes anatomi, lungeventilasjonen og egenskaper ved partiklene i seg selv (10). Når partiklene er deponert i luftveiene er det flere biologiske mekanismer som kan bidra til å fjerne disse igjen, som hosting og nysing, mukociliær transport, opptak av makrofager eller epitelceller, partikkeloppløsning eller -translokering, dvs. partiklene flyttes fra overflaten til annen lokalisasjon i luftveiene eller til annet vev (11).
Innhold av støv i inne- og uteluft blir vanligvis angitt i tre fraksjoner; PM10 (partikler med aerodynamisk diameter mellom 2.5- 10 ?m), PM 2,5 (partikler mellom 0.1-2,5 ?m og PM 0,1 (ultrafine partikler under 0.1 ?m i aerodynamisk diameter) (12). Partiklenes størrelser er en viktig egenskap i relasjon til hvor i luftveiene de vil avsettes, og aerodynamisk diameter kan være utgangspunkt for å beregne dette. Det helseskadelige potensialet til aerosoler i ute- og innemiljø vil i tillegg til faktorene diskutert over, avhenge av den kjemiske sammensetningen av organiske og uorganiske partikler, eller partikler bestående av en kombinasjon, samt tilstedeværelse av eventuelle mikroorganismer eller komponenter fra mikroorganismer, samt av eksponertes individuelle følsomhet. Sistnevnte vil variere fra person til person og avhenge av faktorer som alder og underliggende sykdommer. Det er i tillegg biologisk variasjon med hensyn til vertsrespons, (13), dels forårsaket av at partiklene bindes til muciner på slimhinneoverflatene og at kvaliteten og kvantiteten av mucin varierer fra person til person og over tid (14). Kombinasjonseksponeringer for ulike inne- og uteaerosoler kan påvirke helse i større grad enn enkelteksponeringer (8, 9, 15, 16)
Typer aerosol i en tannhelseklinikk
Dentale aerosoler kan være problematisk ut fra et helseskadelig perspektiv og har derfor i lang tid vært studert, med et uttalt mål om å begrense aerosolutvikling i arbeidsmiljøet eller å finne løsninger for å beskytte alle berørte (tabell 1).
Spesielt aerosoler med innhold av partikler som er så små at de kan nå helt ned til de nedre luftveiene, har vært studert. Tidligere arbeider har dokumentert ved hjelp av elektronmikroskopi, at mange partikler er i nanometerskala. Mengden av nanopartikler og ultrafine partikler kunne ikke kvantifiseres for femti år siden, men det ble likevel estimert at dentale aerosoler inneholdt en vesentlig mengde partikler som er mindre enn 1 µm (17). Det er først etter tusenårsskiftet at ny måleteknologi har gjort det mulig å presist kvantifisere mengden av partikler som er mindre enn 1 µm i lufta i tannhelseklinikker (18, 19). Studier utført på inneluft i tannhelseklinikker har åpenbart at aerosoler fra roterende instrumenter utvikler langt flere nanopartikler enn det som tidligere har vært antatt (20-24). Ved pussing av kompositt som inneholder nanopartikler har det ikke blitt påvist «rene» nanopartikler, slik de er tilsatt materialet, men partiklene har vært omgitt av organisk matriks. Ny kunnskap om aerosolisering av nanopartikler tilsatt nye materialer og ultrafine partikler fra dentale materialer, åpner for at risikovurderinger av helseeffekter muligens må revurderes. (25).
Tidligere risikovurderinger av aerosoler i sammenheng med dentale biomaterialer har hatt vekslende fokus. Toksisitet har vært omtalt generelt (26), i relasjon til amalgam (27, 28) og kompositt plast (23, 29). Annet fokus har vært på helserisiko forbundet med aerosol fra uedle legeringer (30), pneumokoniose (støvlunge) (31, 32) og idiopatisk fibrose (33) fra slipestøv, berylliose fra beryllium i støpelegeringer (34) og allergi fra aerosolisert hanskepulver i gummihansker (35). Også aerosolisert titandioksid brukt i sammenheng med intraorale digitale avtrykk har vært problematisert (36).
Antall, størrelse og massekonsentrasjon av partikler i aerosoler i tannhelseklinikker og tannlaboratorier, varierer som en funksjon av materiale, arbeidsprosedyre og utstyrsbruk. Generelt gjelder at partikler med lav tetthet forblir svevende lenger enn partikler av samme fysiske dimensjon med høy tetthet. Tetthet på dentale materialer som inngår i typiske aerosoler i en tannhelseklinikk er gummihanskepulver (ca. 0.5 g/cm3), akryl (ca. 1 g/cm3), kompositt plast og dentin (ca. 2 g/cm3), keramer (ca. 2.5 g/cm3), emalje og sink-oksyd (ca. 2.5
