Inquinamento ambientale da N2O


ALCUNE RACCOMANDAZIONI SULL’INQUINAMENTO AMBIENTALE DA PROTOSSIDO D’AZOTO (N2O)

 

Competenze della sedazione con N2O. L’impiego del  N2O in odontoiatria è parte integrante delle conoscenze e del profilo professionale dell’odontoiatra.1 La tecnica inalatoria, oramai diffusamente impiegata anche in Italia, è una procedura che permette di sedare il paziente e di  assicurare un buon livello di analgesia, sia nell’adulto, sia nel bambino. Il ricorso a tale tecnica assicura l’esecuzione di procedure odontoiatriche in pedodonzia ed in chirurgia orale. Il documento cui potersi richiamare solo in parte, al fine di ridurre la dispersione di gas anestetico nell’aria ambientale, è intitolato “Esposizione professionale ad anestetici in sala operatoria” del 31 marzo 1983, Ministero della Sanità (DGSIP – Div III) n° 403/13 – 2/380, circolare n° 52,  riferibile esclusivamente alle sale operatorie ove vengono effettuati interventi in anestesia generale, con percentuali di N2O intorno al 70%. Allo stato attuale, quindi, non esistono in Italia normative sulla prevenzione dell’inquinamento ambientale da N2O negli studi odontoiatrici, né sembra opportuno applicare allo studio odontoiatrico le norme contenute nella precedente circolare, in considerazione della profonda diversità e finalità fra la tecnica inalatoria che viene impiegata nel paziente odontoiatrico rispetto a quella utilizzata nel paziente medico-chirurgico e della corrispondente diversa strumentazione cui fanno riferimento rispettivamente gli odontoiatri e gli anestesisti. Le considerazioni fatte nel presente articolo derivano pertanto da documenti ufficiali nordamericani del National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), Occupational exposure to Waste Anesthetic gases and vapours3 e da studi effettuati nel continente europeo.4,5,6,7

 

La prevenzione della esposizione al N2O. L’utilizzo della sedazione inalatoria comporta esposizioni al gas anestetico da parte del personale odontoiatrico, in generale di   breve durata. Le prime informazioni sulle modalità utili a ridurre l’inquinamento ambientale da N2O sono state pubblicate dal NIOSH.8 Su tali documenti si afferma che le cause di inquinamento da N2O sono dovute a perdite ambientali causate:

  1. dal tipo di apparecchio impiegato per l’erogazione del gas,
  2. dalle concentrazioni di N2O impiegate,
  3. dai sistemi di aspirazione impiegati,
  4. dai sistemi di ventilazione impiegati,
  5. dai metodi cautelativi che possono ridurre o eliminare le perdite.

 

Le caratteristiche dell’apparecchio. Gli apparecchi per l’erogazione di N2O funzionano mediante flussometro o tecnologia elettronica. Gli apparecchi che funzionano con tecnologia elettronica sono molto più sicuri perché limitano grandemente o rendono nullo il rischio di perdite di gas dall’apparecchio nell’aria ambientale.  Gli apparecchi presentano i seguenti elementi costitutivi:

  1. le maschere nasali,
  2. i tubi di collegamento,
  3. il pallone,
  4. le sorgenti di O2 e di N2O,
  5. la maschera facciale.

 

Le maschere nasali devono essere adattate in modo confortevole sul viso del paziente onde  contenere il naso e devono essere confezionate in modo da permettere l’aspirazione dei gas esalati e dei gas dispersi nell’ambiente. Le maschere contengono una valvola unidirezionale a pressione positiva che permette l’allontanamento dei gas esalati dalla camera respiratoria ed impedisce l’aspirazione dei gas ambientali. Le maschere nasali possono essere passive o attive.  Le maschere nasali passive funzionano grazie ad una valvola unidirezionale che si chiude permettendo il passaggio dei gas lungo i tubi fino al cappuccio nasale durante l’inspirazione e che si apre verso l’ambiente quando inizia l’espirazione. L’allontanamento dei gas espirati avviene in questo caso attraverso il gradiente pressorio fra alveolo ed ambiente. Questa maschera è altamente inquinante. Tuttavia, applicando un tubo alle vie espiratorie della maschera in corrispondenza dell’uscita dei gas e sistemando l’estremità di questo tubo su di una finestra si può ridurre considerevolmente l’inquinamento ambientale. Se il trasferimento verso l’esterno dovesse avvenire con i tubi che scendono verso il basso, le perdite si riducono ulteriormente pur rimanendo relativamente elevate. L’inquinamento da maschere passive può essere fortemente contenuto ricorrendo al sistema Anevac D. Le maschere nasali attive. Si tratta di maschere che posseggono un sistema di evacuazione attivo dei gas freschi (Active Dental Scavenger Brething Systems). Appartengono a questa categoria le “maschere doppie” Porter/Brown9, Matrx e Accutron. La maschera di Porter/Brown, ad esempio (fig. 1), è costituita da una maschera interna ed una esterna. La maschera interna presenta due manicotti che permettono l’apporto dei gas freschi (O2ed N2O) al paziente attraverso tubi da 22 mm. Una valvola unidirezionale, collocata nella maschera interna, ha la funzione di liberare l’eccesso di gas erogato dall’apparecchio nella maschera esterna. La maschera esterna è egualmente dotata di due manicotti che sono collegati con un sistema di aspirazione che cattura i gas esalati dal paziente, eventuali eccessi di gas forniti al paziente dall’apparecchio e quelli diffusi nell’atmosfera respiratoria dell’ambiente. L’asportazione dei gas, sia esalati, sia l’eccesso di gas freschi, sia quelli diffusi nella zona respiratoria odontoiatrica richiede un flusso di aspirazione pari a 45 litri/min.10 La maschera Matrx presenta un cappuccio collettore situato sopra la maschera che permette l’aspirazione dei gas ambientali, mentre la maschera Accutron è dotata  di un dispositivo aggiuntivo che permette di correggere il flusso della aspirazione.

I tubi di collegamento. I tubi di collegamento si distinguono in tubi fra apparecchio e maschera, fra maschera e sistema di scarico dei gas e fra sorgenti di N2O e di O2 ed apparecchio. I tubi di collegamento possono causare la liberazione di gas nell’ambiente. I tubi possono incorrere in degrado a causa dei ripetuti processi di sterilizzazione e da parte degli stessi gas che li attraversano. Le perdite avvengono lungo le tubature a pressione elevata, ovvero dalle bombole all’apparecchio, dai collegamenti a muro verso la macchina e dalla stessa macchina. Le perdite dalle connessioni che conducono gas a pressione elevata dovrebbero essere verificate ogni tre mesi circa. Per accertare  una perdita di gas è sufficiente applicare una soluzione di sapone in corrispondenza delle connessioni. Le perdite dalle strutture a bassa pressione avvengono a livello delle connessioni del pallone con la macchina e delle connessioni fra apparecchio e maschera. Tali perdite sono causate da connessioni allentate, da incuria nell’assemblaggio, da deformazione delle giunzioni e connessioni, da fori, da guarnizioni esaurite e da difetti vari.

Il pallone. Durante la somministrazione dei gas il pallone deve essere periodicamente controllato allo scopo di evitare modificazioni di volume causate da variazioni del volume minuto o da una eccessiva aspirazione. E’ importante che il pallone non venga riempito oltre la sua capacità: in tal caso si può verificare una perdita di gas dalla maschera. Durante la somministrazione della miscela gassosa il pallone deve espandersi e collassare, rispettivamente durante l’espirazione e l’inspirazione del paziente. L’attività del pallone indica che l’apparecchio eroga quantità appropriate di miscela gassosa verso il paziente e che i gas espiratori vengono regolarmente eliminati dal paziente lungo le vie di scarico e non nell’ambiente.

Le maschere facciali. La maschera facciale serve per somministrare O2 al 100% alla fine dell’intervento.

Le sorgenti di O2 e di N2O. Il rifornimento di O2 e di N2O può avvenire attraverso un sistema centralizzato o un supporto mobile opportunamente studiato per contenere quattro bombole (due contenenti O2 e due contenenti N2O).

L’esperienza degli operatori. E’ dimostrato che l’esposizione degli operatori e del personale al N2O può essere influenzato dall’operatore nell’applicare tutte le opportunità per diminuire la concentrazione ambientale di N2O.11

 

I provvedimenti cautelativi utili a prevenire l’esposizione al N2O ambientale. Prima di iniziare la somministrazione del N2O dovrebbero essere effettuati i seguenti provvedimenti:

  • verificare la mattina dell’intervento i tubi flessibili in gomma, le connessioni, ogni altra tubatura, il pallone e la loro tenuta e provvedere alla loro sostituzione in caso di danneggiamenti o in corrispondenza della data proposta dal fornitore;
  • disporre di maschere di dimensioni variabili in modo che possano adattarsi in modo quanto più confortevole e sicuro sul naso e sul viso del paziente. Le perdite attraverso le maschere sono le sorgenti più importanti di N2O nella zona ove opera il dentista e l’assistente (zona respiratoria odontoiatrica = ZRO);12
  • assicurarsi che il sistema di aspirazione del N2O in corrispondenza della maschera nasale corrisponda a 45 litri/min.13  L’aspirazione attiva è il metodo più efficace per ridurre la concentrazione ambientale da N2O.14 Verificare che a livello della maschera il rumore causato dal sistema di aspirazione sia accettabile;13
  • collegare la maschera ai tubi ed attivare la pompa per il vuoto prima di iniziare la somministrazione di N2O. La pompa per il vuoto deve mantenere una aspirazione costante di 45 litri/min specialmente quando il sistema di aspirazione sia collegato con altri sistemi di aspirazione dentali;
  • il paziente deve essere invitato a limitarsi nel parlare ed a non respirare con la bocca dopo l’applicazione della maschera sul naso;
  • nei bambini, il pianto, i movimenti del paziente, le procedure impiegate fra cui l’applicazione di un anestetico topico e l’esecuzione dell’anestesia loco-regionale e l’applicazione di un apribocca, quando il paziente parla, ride, piange o è poco cooperante15 possono rappresentare fattori aggiuntivi di inquinamento;16
  • attivare il sistema disponibile di ventilazione ambientale; il personale deve evitare di collocarsi fra il paziente e la conduttura che allontana l’aria ambientale verso l’uscita del sistema di ventilazione.

Alla fine dell’intervento il paziente deve essere invitato a respirare O2 al 100% attraverso la maschera facciale per una durata di almeno cinque minuti. Questo intervallo di tempo è necessario per eliminare i residui di N2O nel paziente e nel sistema e, infine, i tubi ed il pallone dovrebbero essere depositati in un contenitore apposito e sistemati all’esterno  del luogo di lavoro.

In pedodonzia, i pazienti riluttanti, che non tollerano la maschera nasale ed i pazienti affetti da condizioni mediche che controindicano l’impiego del N2O (malattie ostruttive delle vie respiratorie, disturbi emotivi, farmaco-dipendenza) dovrebbero essere trattati con altre tecniche.17 Nella figura 2 sono illustrati i punti delle perdite dal sistema.

I limiti di concentrazione ambientale di N2O. Le concentrazioni massime ambientali di N2O devono essere misurate in parti per milione (ppm) ricorrendo all’unità di misura “Time-Weighted Average” (TWA) che esprime la concentrazione media ponderale in funzione del tempo. Le misurazioni dovrebbero essere effettuate a livello della ZRO. Il valore TWA non dovrebbe superare i 100 ppm per tempi di esposizione di otto ore lavorative giornaliere, per cinque giorni settimanali. Nel Regno Unito l’esposizione al N2O non dovrebbe eccedere i 100 ppm per 8 ore lavorative (8-ore TWA).18 e, secondo raccomandazioni svedesi, qualora la somministrazione fosse unica, il limite in TWA dovrebbe corrispondere ad un limite massimo di 400 ppm.5 Il rispetto delle norme e dei provvedimenti cautelativi illustrati può ridurre le concentrazioni di N2O a valori abbondantemente inferiori a 100 ppm, ovvero da 8 a 40 ppm.7

 

I sistemi di aspirazione e di ventilazione.  I sistemi di aspirazione disponibili nel commercio sono diversi e di efficacia diversa. Alcuni di questi sistemi sono centralizzati con vie di scarico proprie, altri usufruiscono delle vie di aspirazione del riunito. Lo scarico dei gas della aspirazione e della ventilazione deve avvenire verso l’esterno.19 Lo scarico dei gas non deve verificarsi in prossimità della presa di aria fresca esterna del sistema di ventilazione. Il ricambio di aria ambientale attraverso il sistema di ventilazione, ove possibile, deve corrispondere a 10-14 volumi ora. Le prese per  l’aria fresca esterna del sistema di ventilazione devono essere sistemate sul soffitto e la corrente d’aria deve attraversare la ZRO della camera operatoria. Le prese per lo  scarico devono essere sistemate nelle vicinanze del pavimento. Questo sistema è molto costoso e qualora non vi sia alcuna possibilità di applicare un sistema di ventilazione che assicuri il numero di ricambi proposti può essere sufficiente tenere aperte le finestre e la porta della sala chirurgica durante l’erogazione della miscela gassosa. In alternativa, può risultare utile l’impiego di ventilatori che convoglino l’aria fresca esterna dalle finestre aperte verso il pavimento dello studio.

Informazioni dettagliate sono reperibili negli studi di Allen20; Manani e Zanette21; Zanette et al.22

 

La raccolta dati. il numero degli interventi e la  durata degli stessi dovrebbe essere trascritta su di un apposito libro “racconta dati”. Similmente dovrebbero essere segnate le date dei controlli trimestrali della integrità o meno dalla strumentazione utilizzata per la somministrazione del N2O.6

 Questi brevi ma utili suggerimenti sono necessari a prevenire l’inquinamento ambientale da N2O nello studio odontoiatrico ed a contenere le concentrazioni ambientali di gas anestetico entro valori assolutamente innocui. Essi dovrebbero essere rispettati dall’odontoiatra sedazionista attraverso provvedimenti di facile esecuzione e poco dispendiosi e dovrebbero essere presi in considerazione anche dagli assessorati alla sanità pubblica qualora lo ritenessero necessario.

 

Bibliografia

  1. Association for Dental Education in Europe (ADEE). Profile of a dentist in the oral health care team in developed economy countries. 2009.
  2. Ministero della Sanità (D.G.S.I.P. – Div III), n° 403/12.2/380, circolare n° 5. Esposizione professionale ad anestetici di sala operatoria. 31 marzo 1983.
  3. National Institute for Occupational Safety and Health. 1977. Criteria for a recommended standard: Occupational Exposure to Waste Anesthetic Gases and Vapors. Cincinnati, OH: U.S. Department of Health, Education, and Welfare. Public Health Service. Center for Disease Control. National Institute for Occupational Safety and Health. DHEW (NIOSH) Publication No. 77-140.
  4. Hallosten AL. Nitrous oxide scavenging in dental surgery. A comparison of the efficiency of different scavenging devices. Sweed Dent J 1982;6:203-213.
  5. Sweeney B, Bingham RM, Amos RJ, Petty AC, Cole PV. Toxicity of bone marrow in dentists exposed to nitrous oxide Br Med J 1985;291:567-569.
  6. Szymanska J. Environmental Health risk of chronic exposure to nitrous oxide in dental practice. Ann Agric Environ Med 2001;8:119-122.
  7. Virgili A, Scapellato ML, Maccà I, Perini M, Moretto J, Carrieri M, Gori G, Manani G, Varono R, Bartolucci GB. Dispositivi per la riduzione dell’inquinamento da N2O durante la sedazione cosciente inalatoria. G Ital Med Lav Erg 2003; 25:85-86.
  8. National Institute for Occupational Safety and Health. Waste anesthetic gases in operative air: a suggested program to reduce personnel exposure. Park Ridge, IL: American Society of Anesthesiologists, 1981.
  9. Freilich MM, Alexander L, Sandar GKB, Judd P. Effectiveness of 2 scavenger mask systems for reducing exposure to nitrous oxide in a hospital-based pediatric dental clinic: a pilot study. JCDA 2007;73:615-615d.
  10. National Institute for Occupational Safety and Health. 1994. Control of Nitrous Oxide in Dental Operatories. Cincinnati, OH: U.S. Department of Health and Human Services. Public Health Service. Centers for Disease Control and Prevention. National Institute for Occupational Safety and Health. DHHS (NIOSH) Publication No. 94-129.
  11. Rademaker AM, McGlothlin JD, Moenning JE, Bagnolli M, Carlson G, Griffin C. Evaluation of two nitrous exide scavenging systems using infrared thermography to visualize and control emissions. JADA 2009; 140:190-199.
  12. McGlothlin JD, Jensen PA, Todd WF, Fischbach TJ, Fairfield CL. In-depth survey report: control of anesthetic gases in dental operatories at Children’s Hospital Medical Center Dental Facility. Cincinnati, OH: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Centers for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health, Report no. ECTB 166B11b.
  13. Girdler NM, Sterling PA. Investigation of nitrous oxide pollution arising from inhalational sedation for the extraction of teeth in child patients. Int J Paediatric Dent 1998;8:93-102.
  14. NIOSH. Hazard Control/Nitrous Oxide-HC3, Control of Nitrous oxide in Dental Operatories. 1-5, March 2, 1998.
  15. Omar Mustafa. Exposure of dental staff to nitrous oxide. Int J Student’s research. Oct- 2012-Jan 2013, vol. 1, p.51-57.
  16. Henry RJ, Primosch RE, Courts FJ. The effect of various procedures and patient behaviour upon nitrous oxide scavenger effectiveness. Pediatr Dent 1992;14:19-25.
  17. American Academy of Paediatric Dentistry. Guideline on appropriate use of nitrous oxide for paediatric dental patients. Paediatr Dent 2008; 30:140-142.
  18. Health Services Advisoring Committee of Health and Safety Commission. Anesthetic Agents: Controlling Exposure Under COSHH, London: HMSO, 1995.
  19. Nitrous oxide in the dental office. ADA Council on scientific affairs; ADA Council on Dental Practice. JADA 1997;128:364-365.
  20. Allen WA. Nitrous oxide in the surgery: pollution and scavenging. Br Dent J  1985; 157:222-230.
  21. Manani G, Zanette G. Il protossido d’azoto in odontoiatria: troppe indecisioni e carenza di informazione. J Dent Anaesth 2006;33:15-29.
  22. Zanette G, Facco E, Manani G, Robb N. Impieghi del protossido d’azoto nel terzo millennio: Archeologia del passato o tecnologia del futuro?. J Dent Anaesth 2006; 33:31-34.

Prima edizione 2009

 

Riveduto 2010

 

Riveduto 2013