En un nuevo artículo, los científicos proporcionan una revisión exhaustiva y basada en evidencia de cómo las gotas de COVID-19 de los pacientes infectados se propagan por el aire y describen cómo los profesionales de la salud pueden protegerse. Esta perspectiva se publica en línea en el American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine de la American Thoracic Society.

En el artículo "Tos y estornudos: su papel en la transmisión de las infecciones virales respiratorias, incluido el SARS-CoV-2", Rajiv Dhand, MD, profesor y presidente, Departamento de Medicina y decano asociado de asuntos clínicos, Facultad de Medicina de la Universidad de Tennessee, junto con Jie Li, PhD, RRT, profesor asociado, Departamento de Servicios Cardiopulmonares, División de Atención Respiratoria, Centro Médico de la Universidad Rush, describen los diversos tipos y tamaños de gotas que contienen virus presentes en estornudos y tos, las ubicaciones en los sistemas respiratorios dónde depositan, y cómo ciertos procedimientos y dispositivos médicos pueden propagar estas gotas y los riesgos para los profesionales de la salud.

"La aprensión sobre el uso de terapias en aerosol en pacientes con COVID-19 se relaciona con su potencial para propagar aerosoles infecciosos", dijo el Dr. Dhand. "Nuestras recomendaciones ofrecen una perspectiva científica equilibrada sobre el uso de tales terapias en aerosol en pacientes infectados con SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19".

Esquema que muestra el sitio de origen y los mecanismos de generación de gotitas del tracto respiratorio. Modificado y redibujado de Wei y Ly

Los Dres. Dhand y Li señalaron que la baja calidad de los estudios sobre este tema limita la evidencia que vincula los AGP con la propagación de infecciones virales.

También señalaron que los aerosoles producidos por generadores de aerosoles médicos no contienen patógenos a menos que el dispositivo de aerosol esté contaminado.

Dr. Dhand concluyó: "La tos y los estornudos crean gotas respiratorias de tamaño variable que propagan infecciones virales respiratorias. Debido a que estas gotas son expulsadas con fuerza, se dispersan en el ambiente y pueden ser expulsadas por un huésped susceptible.

Mientras que la mayoría de las gotas respiratorias son filtradas por la nariz o el depósito en la orofaringe, los núcleos de gotas más pequeños se suspenden en el aire de la habitación y las personas más alejadas del paciente pueden inhalarlos.

Estas partículas más finas son transportadas por la corriente de aire hacia los pulmones, donde su sitio de deposición depende de su tamaño y forma, y ??se rige por diversos mecanismos. La transmisión respiratoria del virus SARS-CoV-2 que causa COVID-19 es principalmente por gotitas respiratorias. Las medidas de protección adecuadas son necesarias para prevenir la transmisión del virus en diversos entornos".

Transmisión aérea de virus respiratorios por tos

Los virus respiratorios se transmiten por múltiples modos, incluido el contacto y la transmisión por el aire (Figura 2). El virus SARS-CoV-2 se propaga principalmente por transmisión de gotitas, pero en un estudio experimental se informó que dura hasta cuatro horas en superficies de cobre, 24 horas en cartón y dos o tres días en superficies menos porosas como plástico y acero inoxidable. acero.

Estas superficies contaminadas podrían ser una fuente potencial de transmisión a otras personas que tocan el mismo objeto o superficie y luego tocan su boca, nariz u ojos. La transmisión indirecta, a través de objetos contaminados en un centro comercial en China, probablemente fue responsable de un grupo de casos de COVID-19. Se han detectado ácidos nucleicos virales y, en algunos casos, virus viables en aerosoles ambientales en entornos sanitarios.

Una columna ascendente de aire contaminado, posiblemente debido a la succión creada por un extractor de aire, entró en un conducto de aire y se pensó que era responsable de un brote de SARS-CoV-1 en Hong Kong.

Alguna evidencia preliminar apoya la transmisión en el aire del virus SARS-CoV-2. Santarpia y sus colegas recolectaron muestras de aire y superficie de habitaciones de pacientes con COVID-19 y encontraron ARN viral en el aire tanto dentro como fuera de las habitaciones y en rejillas de ventilación.

Otro estudio de Singapur no encontró SARS-CoV-2 en muestras de aire en salas de aislamiento en un centro de brotes. Informaron las concentraciones más altas de virus en los baños y los resultados positivos de los ventiladores de salida de aire.

Ilustración para mostrar varias rutas de transmisión. Para la transmisión por contacto, una persona infectada puede transferir secreciones respiratorias cargadas de virus por contacto físico directo (Panel A) o indirectamente (Panel B). Si una persona infectada estornuda o tose y deposita gotas o si tiene el virus en sus manos al tocarse la cara o sonarse la nariz y luego toca un objeto o superficie, ese objeto o superficie sirve como depósito para el contagio. Cuando otro individuo toca el mismo objeto o superficie que tiene el virus y luego toca su boca, nariz u ojos, el virus se transmite a estas superficies mucosas. El modo más común de propagación para los virus respiratorios es a través de la transmisión de gotitas respiratorias (Panel C). Las gotas cargadas de virus (generadas al toser, estornudar o hablar) son impulsadas por una persona infectada directamente a las superficies mucosas de un huésped. Las gotitas respiratorias son más grandes y generalmente caen al suelo después de viajar distancias cortas. La transmisión de la infección también puede ocurrir indirectamente después de que las gotitas infectadas se hayan depositado si un huésped toca la superficie contaminada y luego toca su cara. La transmisión por el aire ocurre cuando las gotitas respiratorias finas cargadas de virus permanecen viables en el medio ambiente y son inhaladas por un individuo susceptible (Panel C). Esta transmisión puede ocurrir directamente por inhalación de gotas finas expulsadas de una persona infectada (Panel C) o durante los procedimientos de generación de aerosol (AGP) en un individuo infectado (Panel D). Las gotas más grandes expulsadas al toser o estornudar se evaporan y estos núcleos de gotas más pequeños y secos que contienen microorganismos infecciosos (panel inferior) permanecen suspendidos en el aire durante períodos prolongados. Tienen el potencial de depositarse en el tracto respiratorio inferior después de ser inhalados. Los núcleos de gotas más grandes que se depositan en el aire pueden resuspender potencialmente después de que su tamaño disminuya debido a la evaporación, en combinación con una actividad generadora de aerosoles, como hacer una cama o quitarse el equipo de protección personal.

Mecanismos de deposición de partículas en el tracto respiratorio

El aire que respiramos contiene partículas de varios tamaños. Después de inhalar partículas de virus en el aire, la nariz filtra eficazmente las partículas inhaladas más grandes.

Sin embargo, la orofaringe no es un filtro tan efectivo como la nariz, y las partículas más pequeñas tienen una alta probabilidad de penetrar en el tracto respiratorio inferior.

Por lo tanto, la respiración por la boca aumenta la dosis de partículas respirables al pulmón en comparación con la respiración por la nariz.

Si bien la nariz es un filtro eficaz para la mayoría de las partículas grandes, el tamaño óptimo de las partículas que permite la deposición en el tracto respiratorio es difícil de definir precisamente debido al diámetro cambiante a medida que las gotas viajan por el aire.

Se han propuesto varios cortes, y algunos autores proponen un diámetro ≤5 µm como límite, pero las partículas de ≤20 µm pueden desecarse para formar núcleos de gotas. En contraste, la mayoría de las partículas> 20 µm de diámetro no se depositan en el tracto respiratorio inferior.

Figura 3: Esquema que muestra los mecanismos de deposición de partículas inhaladas en el pulmón. Al ingresar a la cavidad nasal / oral, las partículas se depositan por impactación, mezcla turbulenta, sedimentación y movimiento browniano dependiendo de su tamaño. Las partículas de más de 5 µm de diámetro aerodinámico tienen más probabilidades de depositarse por impactación en la orofaringe y ser tragadas, mientras que las partículas <5 µm tienen el mayor potencial de deposición pulmonar. Partículas entre 4 y 5 µm se depositan principalmente en las vías respiratorias bronquiales / conductoras, mientras que las partículas más pequeñas permanecen suspendidas en la corriente de aire y penetran en las vías respiratorias periféricas y los alvéolos. En la periferia pulmonar, una reducción significativa en la velocidad del flujo de aire permite que las partículas se depositen predominantemente por sedimentación, y la gravedad hace que "lluevan" y se depositen. La mayoría de las partículas entre 0.1 y 1 µm se difunden por el movimiento browniano y se depositan cuando chocan con la pared de la vía aérea. Cuanto mayor sea el tiempo de residencia en las vías aéreas periféricas más pequeñas, mayor será la deposición de los procesos de sedimentación y movimiento browniano. Las partículas inhaladas que no se depositan se exhalan. Redibujado y modificado a partir de Darquenne C. Mecanismos de deposición. Capítulo 2.2. ISAM Libro de texto de medicina en aerosol. R Dhand, editor. Sociedad Internacional de Aerosoles en Medicina, Knoxville, 2016. Reproducido con permiso.

Procedimientos de generación de aerosoles e infecciones del tracto respiratorio

Como se discutió anteriormente, los efectos de dispersión del virus en el aire ambiente dependen de la cantidad de producción de virus, el tamaño de partícula de las gotas generadas por el paciente y la velocidad y la distancia de transporte.

Los AGP como la intubación, la broncoscopia, la fisioterapia y la succión generan bioaerosolos infecciosos potenciales al provocar tos y están asociados con un aumento de las tasas de infección entre los empleados que trabajan en la atención médica.

En contraste, los AGP como la oxigenoterapia, el uso de una cánula nasal de alto flujo humidificada (HFNC), la ventilación no invasiva (NIV) y la ventilación manual a través de una máscara tienen menos que ver con “generar” bioaerosoles y más con “dispersar” bioaerosoles más lejos del paciente (Figura 4). En particular, la evidencia que vincula los AGP con la propagación de infecciones virales entre los proveedores de atención médica está limitada por la baja calidad de los estudios.

La terapia con aerosol aumenta significativamente la concentración de aerosol en la vecindad del paciente. Los aerosoles producidos por generadores de aerosoles médicos no contienen patógenos a menos que el dispositivo de aerosol esté contaminado. Los inhaladores, incluidos los pMDI, los inhaladores de polvo seco (DPI) o los inhaladores de niebla suave (SMI), tienen un bajo riesgo de contaminación.

Sin embargo, la gama de medicamentos disponibles en los inhaladores es limitada, y los medicamentos como antivirales, antibióticos, mucocinéticos y prostaciclinas solo están disponibles como soluciones que requieren nebulización. El riesgo de aerosoles médicos como AGP es, por lo tanto, atribuible en gran medida al riesgo de contaminación de los nebulizadores.

Figura 4: Ilustración para mostrar la diferencia entre los procedimientos de "generación" de aerosol versus los de "dispersión" de aerosol. El panel A muestra que una pequeña cantidad de aerosoles generados durante la respiración normal viaja distancias cortas antes de la evaporación. El panel B muestra una explosión de aerosoles generados durante los procedimientos que provocan tos, como succión, intubación o broncoscopia. En el panel C, la administración de aerosoles terapéuticos por nebulizador, NIV o el uso de HFNC podría dispersar los aerosoles del paciente como un chorro a una distancia mayor.