Há uma escassez grave de respiradores e máscaras essenciais para a proteção dos profissionais de saúde da linha de frente e para a diminuição da transmissão comunitária durante a pandemia da COVID-19.¹ A reutilização de respiradores e máscaras faciais cirúrgicas com filtro e descartáveis após a descontaminação se tornou uma estratégia necessária.^2,3 Aqui, mostramos dados científicos para fundamentar o uso de três métodos de descontaminação.

O método de irradiação germicida ultravioleta (UVGI)⁴ foi implantado com dois sistemas UV (Clorox Optimum-UV Enlight® 216 mJ/cm²) localizados a 1 metro (3,3 pés) da dianteira e da traseira dos respiradores/máscaras pendurados no meio de uma pequena sala de descontaminação. O sistema gerou luz UV-C e irradiou as máscaras por 5 minutos. Para o método de aquecimento em forno, a temperatura de 77 °C (170 °F) foi escolhida por ser a temperatura mais baixa da maioria dos fornos domésticos e pelo conhecimento de que o vírus da COVID-19 é desativado a 70 °C.⁵ Na temperatura de 77 °C, os respiradores e as máscaras foram colocados em uma pilha de filtros de café dentro do forno, sem tocarem em superfícies de metal, para evitar danos térmicos, e foram aquecidos por 30 minutos. Para o método de tratamento de aquecimento a vapor, os respiradores e as máscaras foram colocados na prateleira de um vaporizador com água fervendo por 30 minutos. Esse tratamento não deve ser feito em forno de micro-ondas, porque a aba de metal para o nariz pode danificar os respiradores e as máscaras, bem como o forno de micro-ondas.

A eficiência de filtração e a resistência respiratória do respirador 3M 8210 N95 (St. Paul, Minnesota), da máscara de procedimento 3M 1820 e da máscara cirúrgica Halyard 48207 (Alpharetta, Geórgia) foram medidas antes e depois do tratamento de descontaminação. Embora o vírus da COVID-19 meça aproximadamente 0,1 µm,⁶ as gotículas de exalação podem ter vários micrômetros ou podem ser ainda maiores, mas encolhem enquanto estão no ar devido à evaporação da água. A eficiência do meio de filtração tem relação importante com o tamanho do contaminante. Comunicamos aqui uma eficiência fracionária para diferentes tamanhos de 0,03 a 0,4 µm, o que representa a faixa de tamanho das partículas mais penetráveis, de modo que possa haver uma comparação com o tamanho do vírus da COVID-19 ou outros patógenos de interesse. Conforme mostrado na Figura 1, o respirador N95 tem uma eficiência acima de 95% em toda a faixa de tamanhos, com 96% sendo a menor eficiência em 0,05 a 0,08 µm, e apresentando uma eficiência acima de 98% com o vírus da COVID-19 de aproximadamente 0,1 µm. A máscara cirúrgica e a máscara de procedimento apresentam eficiência menor, com aproximadamente 85% e aproximadamente 80% em 0,1 µm, respectivamente. Os três tratamentos de descontaminação não causaram deformação ou degradação visível do material nem reduziram a eficiência de filtração ou a respirabilidade após 10 tratamentos. A única exceção é que o tratamento por aquecimento a vapor gerou uma pequena queda na eficiência (< 5% em média) nas máscaras cirúrgicas após 10 ciclos de tratamento, sugerindo que o aquecimento no forno é uma opção melhor para a reutilização repetitiva. Os três métodos de descontaminação demonstraram segurança na retenção da filtração da maioria dos materiais de tecidos domésticos (dados não mostrados) que também podem ser usados como máscaras caseiras. Nossos dados indicam que o tratamento não causa alteração sistemática na eficiência ou na resistência da máscara N95. O pequeno aumento na resistência dos respiradores N95 tratados é resultado da variação da amostra, e não do tratamento em si. O método de teste é destrutivo, portanto, limitamos os números de amostras para economizar os preciosos respiradores N95 e máscaras.

Os testes de ajuste quantitativo foram realizados usando um TSI PortaCount® Pro+ 8038 por um pesquisador específico neste estudo. O fator de ajuste, definido como a proporção entre a concentração de partículas no ambiente e a concentração de partículas dentro do respirador, deve ser igual ou maior que 100 para ser aprovado no teste. O teste de ajuste quantitativo foi realizado com um respirador 3M 8210 N95 novo e, em seguida, realizado após 1, 3, 5 e 10 ciclos de tratamento no forno a 77 °C com o mesmo respirador. Um segundo respirador 3M 8210 N95 foi testado após 1, 3, 5 e 10 ciclos de tratamento por aquecimento a vapor. Conforme mostrado na Tabela 1, o tratamento no forno foi considerado seguro em relação à integridade e ao ajuste do respirador, ao passo que o tratamento por aquecimento a vapor pode afetar o ajuste do respirador. Todos os testes de ajuste foram realizados com a mesma pessoa.

Tabela 1. Resultados quantitativos do teste de ajuste do novo respirador N95 e após os ciclos de tratamento no forno e aquecimento a vapor

Diferentes fatores de ajuste seriam esperados se os testes fossem realizados em outra pessoa, mesmo que o respirador fosse o mesmo. Durante o teste de ajuste, a pessoa que realizou os testes não sentiu diferença em termos de respirabilidade entre respiradores N95 tratados e não tratados.

Conclusão:

Testamos três métodos (UVGI, forno e aquecimento a vapor) de descontaminação e constatamos que eles não reduzem a eficiência de filtração e o fator de ajuste. Com base nos achados, além de os respiradores e as máscaras reutilizados serem altamente eficientes, eles também podem ser usados repetidamente por até 10 vezes. Além disso, os métodos estão prontamente disponíveis não apenas no ambiente hospitalar, como também na maioria das residências. Este estudo testou apenas o desempenho de respiradores e máscaras sem uso após vários tratamentos de descontaminação. Respiradores e máscaras usados podem ter a integridade e a eficiência deterioradas, que não podem ser recuperadas com a descontaminação. Não recomendamos a reutilização de máscaras ou respiradores N95 visivelmente contaminados ou que contenham partes visivelmente deterioradas.

 

Colaboradores (todos da University of Minnesota):

Qisheng Ou, PhD, pesquisador associado, Departamento de Engenharia Mecânica

Chenxing Pei, PhD, aluno, Departamento de Engenharia Mecânica

Seong Chan Kim, PhD, cientista pesquisador sênior, Departamento de Engenharia Mecânica

Linsey Griffin, PhD, professora assistente da equipe de Design de Vestimentas, Faculdade de Design

William Durfee, PhD, professor, Departamento de Engenharia Mecânica

John Bischof, PhD, professor, Departamento de Engenharia Mecânica

Rumi Faizer, MD, professor associado, Departamento de Cirurgia

Kumar Belani, MBBS, MS, professor de Anestesiologia

David Y. H. Pui, PhD, professor de magistério, Departamento de Engenharia Mecânica

---

Os autores não apresentam conflitos de interesse. O Dr. Qisheng Ou, o Sr. Chenxing Pei, o Dr. Seong Chan Kim e o Dr. David Y.H. Pui contribuíram de forma igualitária para esta carta.

---

Referências

1. Livingston E, Desai A, Berkwits M. Sourcing personal protective equipment during the COVID-19 pandemic. JAMA. Published online March 28, 2020. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2764031
2. Decontamination and reuse of filtering facepiece respirators. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/ppe-strategy/decontamination-reuse-respirators.html.
3. Coronavirus (COVID-19) Update: reusing face masks and N95 respirators: JAMA. Published online April 8, 2020. URL: https://edhub.ama-assn.org/jn-learning/audio-player/18433414
4. Mills D, Harnish DA, Lawrence C, et al. Ultraviolet germicidal irradiation of influenza-contaminated N95 filtering facepiece respirators. American Journal of Infection Control. 2018;46:e49–e55.
5. Chin AWH, Chu JTS, Perera MRA, et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions. The Lancet Microbe. Published online April 2, 2020. doi:10.1016/S2666-5247(20)30003-3
6. Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. A Novel Coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. New England Journal of Medicine. 2020;382:727–733.