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Ricercatori dell’Università dell’Illinois del Chicago College of Dentistry hanno recentemente scoperto un nuovo mezzo per attenuare la generazione di aerosol al fine di ridurre il rischio di trasmissione del SARS-CoV-2 tra i pazienti e il personale delle cliniche dentali (Immagine: Alexander Limbach/Shutterstock).

SARS-CoV-2 come una minaccia invisibile: mitigare gli aerosol nelle cliniche odontoiatriche

By Dental Tribune International
September 29, 2020

CHICAGO, U. S.: Di fronte alla pandemia di COVID-19, i dentisti hanno ricevuto rigorose linee guida per la prevenzione e il controllo delle infezioni. Queste includono l’assicurare la quantità adeguata di attrezzature di protezione individuale, rivedere i protocolli di sterilizzazione e disinfezione e consentire un periodo di riposo tra le visite dentali.

Tuttavia, poiché le misure di cui sopra non proteggono completamente il personale e i pazienti dall’inalazione di aerosol in ambienti odontoiatrici, i ricercatori dell’Università dell’Illinois del Chicago College of Dentistry (UIC Dentistry) hanno elaborato un nuovo metodo per la mitigazione degli aerosol che potrebbe essere implementato nelle cliniche odontoiatrici di tutto il mondo.

«Per anni siamo stati attenti al controllo delle infezioni e la pandemia di COVID ha messo sotto la lente d’ingrandimento questo problema», ha detto il dottor Clark Stanford, decano dell'UIC Dentistry e illustre professore di odontoiatria restaurativa dell'UIC, in un comunicato stampa. «Con miliardi di virus presenti nel mondo, siamo stati piuttosto fortunati. Il COVID è un campanello d'allarme, e potrebbe esserci qualcos'altro lungo la strada», ha continuato.

A causa delle grandi dimensioni dell’UIC Dentistry, il rischio di infezione rappresenta un pericolo ancora maggiore per il suo personale e i pazienti rispetto ad altri più piccoli ambienti odontoiatrici. Il dott. Lyndon F. Cooper, preside associato per la ricerca e capo di biologia orale all’UIC Dentistry, ha spiegato che, poiché i pazienti possono presentarsi come asintomatici o pre-sintomatici e gli aerosol non sono visibili ad occhio nudo, il personale dentale spesso diventa meno vigile. «In un ambiente odontoiatrico aperto, come una scuola odontoiatrica o una clinica odontoiatrica con poltrone multiple, si è davanti a una minaccia invisibile che deve essere contenuta», ha commentato.

Per aumentare la sicurezza e ridurre al minimo il ricircolo dell'aria nella scuola odontoiatrica, i responsabili delle strutture e i consulenti della scuola hanno esaminato il sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento e la qualità dell'aria e hanno aggiunto la tecnologia di filtrazione HEPA e di ionizzazione bipolare. Inoltre, la scuola si è rivolta a vari esperti dell'UIC College of Engineering per consigli su come ridurre la trasmissione aerea e minimizzare la diffusione delle goccioline.

Il team di ingegneri sta attualmente studiando il modo in cui gli aerosol vengono dispersi dagli strumenti dentali, come ad esempio per lo strumento vibrante chiamato Cavitron. «COVID-19 può diffondersi negli studi dentistici e nelle cliniche quando lo spray generato da questo dispositivo colpisce un dente o un altro tessuto della bocca, raccoglie un po' di saliva e viene rilasciato fuori dalla cavità orale con il respiro. Il mio laboratorio sta utilizzando strumenti ottici e di imaging ad alta velocità per osservare lo spargimento di goccioline dalla punta Cavitron in termini di dimensioni e concentrazione nello spazio», ha detto il Dr. Constantine M. Megaridis, un illustre professore dell'UIC del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale (MIE).

Riduzione della carica virale nelle cliniche odontoiatriche sopprimendo la formazione di goccioline
Il team di ricerca ha impiegato alcune tecniche sperimentali all'avanguardia per tracciare, misurare ed esaminare le velocità delle goccioline e la loro distanza di diffusione. Con l'aiuto delle tecniche di shadowgraph, sono stati in grado di definire facilmente la distribuzione delle goccioline sia grossolane che fini che emanavano da vari strumenti dentali, il che ha aiutato a prevedere la carica virale nella clinica. Poiché sempre più evidenze indicano che la SARS-CoV-2 è trasmessa per via aerea, alcuni ricercatori hanno esaminato anche particelle di dimensioni inferiori a 1 µm, i cosiddetti aerosol ultrafini, poiché le loro dimensioni ridotte li rendono una delle principali fonti di trasmissione nell'ambiente dentale.

«Il nostro lavoro collega i dati tecnici generati dalle simulazioni e i dati pubblicati sul carico virale al fine di creare una mappa termica per la stanza, consentendo così ai dentisti di valutare il rischio in diversi luoghi all’interno della clinica», ha detto il capo del reparto MIE Prof. Farzad Mashayek. Egli ha aggiunto che l’approccio potrebbe essere utilizzato anche per creare mappe termiche in altre aree scolastiche così come in diverse cliniche dentali.

Oltre a cercare di acquisire una migliore comprensione della formazione e della diffusione delle gocce, i ricercatori stavano cercando modi per attenuare il rischio della generazione di aerosol. Dental Tribune International ha riferito in precedenza su uno studio che ha proposto di aggiungere iodopovidone alla bottiglia d’acqua che è attaccata all’unità dentale per ridurre al minimo la diffusione del virus.

Allo stesso modo, dopo aver individuato diverse soluzioni di polimeri approvate dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti che potrebbero sostituire l’acqua nel Cavitron e nel foro dentale, i ricercatori nel presente studio hanno scoperto che questi fluidi inibivano la formazione e il distacco di gocce di spruzzo in entrambi i dispositivi.

«Ciò che ho proposto e dimostrato è che è possibile sopprimere completamente la formazione di spruzzi utilizzando una soluzione di polimero acquoso diluito», ha detto il Dr. Alexander L. Yarin, un illustre professore UIC in MIE. «In sostanza, posso prendere i materiali da banco e usarli in questa operazione senza che si formino gocce», ha spiegato.

Yarin ha notato che il metodo è unico nel suo genere, in quanto nessuno ha mai usato il polimero per mitigare la diffusione di goccioline e aerosol prima d'ora. Inoltre, ha spiegato che l'approccio può essere implementato rapidamente, è conveniente e non richiede modifiche ai dispositivi.

L’UIC sta attualmente depositando un brevetto per la nuova tecnologia e lavorando con varie aziende per implementare pienamente il processo nella scuola di odontoiatria.

Lo studio, intitolato «Reopening dentistry after COVID-19: Complete suppression of aerosolization in dental procedures by viscoelastic Medusa Gorgo», è stato pubblicato online il 25 agosto 2020, in Physics of Fluids.

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