L'uso di anestetici inalatori fu introdotto nel decennio dal 1840 al 1850. I primi composti ad essere utilizzati furono l'etere dietilico, il protossido di azoto e il cloroformio. Il ciclopropano e il tricloroetilene furono introdotti molti anni dopo (circa 1930-1940) e l'uso di fluorosseno, alotano e metossiflurano iniziò nel decennio degli anni '1950. Alla fine degli anni '1960 veniva utilizzato l'enflurano e, infine, negli anni '1980 fu introdotto l'isoflurano. L'isoflurano è oggi considerato l'anestetico per inalazione più utilizzato anche se è più costoso degli altri. Un riassunto delle caratteristiche fisiche e chimiche di metossiflurano, enflurano, alotano, isoflurano e protossido di azoto, gli anestetici più comunemente usati, è riportato nella tabella 1 (Wade e Stevens 1981).

Tabella 1. Proprietà degli anestetici inalatori

Tutti, ad eccezione del protossido di azoto (N₂O), sono idrocarburi o eteri liquidi clorofluorurati che vengono applicati mediante vaporizzazione. L'isoflurano è il più volatile di questi composti; è quello che viene metabolizzato a minor velocità e quello meno solubile nel sangue, nei grassi e nel fegato.

Normalmente n₂O, un gas, viene miscelato con un anestetico alogenato, anche se a volte vengono utilizzati separatamente, a seconda del tipo di anestesia richiesta, delle caratteristiche del paziente e delle abitudini lavorative dell'anestesista. Le concentrazioni normalmente utilizzate sono dal 50 al 66% N₂O e fino al 2 o 3% dell'anestetico alogenato (il resto è solitamente ossigeno).

L'anestesia del paziente viene solitamente iniziata con l'iniezione di un farmaco sedativo seguita da un anestetico inalato. I volumi dati al paziente sono dell'ordine di 4 o 5 litri/minuto. Parte dell'ossigeno e dei gas anestetici presenti nella miscela vengono trattenuti dal paziente mentre il resto viene espirato direttamente in atmosfera o riciclato nel respiratore, a seconda tra l'altro del tipo di maschera utilizzata, se il paziente è intubato e sulla disponibilità o meno di un sistema di riciclaggio. Se è disponibile il riciclo, l'aria espirata può essere riciclata dopo essere stata pulita oppure può essere scaricata nell'atmosfera, espulsa dalla sala operatoria o aspirata mediante un aspirapolvere. Il riciclaggio (circuito chiuso) non è una procedura comune e molti respiratori non dispongono di sistemi di scarico; tutta l'aria espirata dal paziente, compresi i gas anestetici di scarto, quindi, finisce nell'aria della sala operatoria.

Il numero di lavoratori professionalmente esposti ai gas anestetici di scarto è elevato, perché ad essere esposti non sono solo gli anestesisti e i loro assistenti, ma anche tutte le altre persone che trascorrono il tempo nelle sale operatorie (chirurghi, infermieri e personale di supporto), gli odontoiatri che eseguire la chirurgia odontoiatrica, il personale nelle sale parto e nelle unità di terapia intensiva dove i pazienti possono essere sottoposti ad anestesia inalatoria e i medici veterinari. Allo stesso modo, la presenza di gas anestetici di scarto viene rilevata nelle sale di risveglio, dove vengono espirate dai pazienti che si stanno riprendendo da un intervento chirurgico. Vengono rilevati anche in altre aree adiacenti alle sale operatorie perché, per motivi di asepsi, le sale operatorie sono mantenute a pressione positiva e questo favorisce la contaminazione delle aree circostanti.

Effetti sulla salute

I problemi dovuti alla tossicità dei gas anestetici non furono seriamente studiati fino agli anni '1960, anche se pochi anni dopo l'uso di anestetici inalatori divenne comune, il rapporto tra le malattie (asma, nefrite) che colpirono alcuni dei primi anestesisti professionisti e il loro il lavoro in quanto tale era già sospettato (Ginesta 1989). A questo proposito la comparsa di uno studio epidemiologico su più di 300 anestesisti in Unione Sovietica, il sondaggio Vaisman (1967), è stato il punto di partenza per molti altri studi epidemiologici e tossicologici. Questi studi, per lo più durante gli anni '1970 e la prima metà degli anni '1980, si sono concentrati sugli effetti dei gas anestetici, nella maggior parte dei casi protossido di azoto e alotano, sulle persone che ne sono esposte per motivi professionali.

Gli effetti osservati nella maggior parte di questi studi sono stati un aumento degli aborti spontanei tra le donne esposte durante o prima della gravidanza e tra le donne partner di uomini esposti; un aumento delle malformazioni congenite nei figli di madri esposte; e la comparsa di problemi epatici, renali e neurologici e di alcuni tipi di cancro sia negli uomini che nelle donne (Bruce et al. 1968, 1974; Bruce e Bach 1976). Anche se gli effetti tossici del protossido di azoto e dell'alotano (e probabilmente anche dei suoi sostituti) sull'organismo non sono esattamente gli stessi, vengono comunemente studiati insieme, dato che l'esposizione avviene generalmente contemporaneamente.

Sembra probabile che esista una correlazione tra queste esposizioni e un aumento del rischio, in particolare per aborti spontanei e malformazioni congenite nei figli di donne esposte durante la gravidanza (Stoklov et al. 1983; Spence 1987; Johnson, Buchan e Reif 1987). Di conseguenza, molte delle persone esposte hanno espresso grande preoccupazione. Una rigorosa analisi statistica di questi dati, tuttavia, mette in dubbio l'esistenza di tale relazione. Studi più recenti rafforzano questi dubbi mentre gli studi cromosomici danno risultati ambigui.

I lavori pubblicati da Cohen e colleghi (1971, 1974, 1975, 1980), che hanno svolto studi approfonditi per l'American Society of Anesthetists (ASA), costituiscono una serie abbastanza ampia di osservazioni. Le pubblicazioni successive hanno criticato alcuni degli aspetti tecnici degli studi precedenti, in particolare per quanto riguarda la metodologia di campionamento e, soprattutto, la corretta selezione di un gruppo di controllo. Altre carenze includevano la mancanza di informazioni affidabili sulle concentrazioni a cui i soggetti erano stati esposti, la metodologia per trattare i falsi positivi e la mancanza di controlli per fattori come il consumo di tabacco e alcol, le precedenti storie riproduttive e l'infertilità volontaria. Di conseguenza, alcuni degli studi sono ora considerati addirittura non validi (Edling 1980; Buring et al. 1985; Tannenbaum e Goldberg 1985).

Studi di laboratorio hanno dimostrato che l'esposizione degli animali a concentrazioni ambientali di gas anestetici equivalenti a quelle riscontrate nelle sale operatorie provoca il deterioramento del loro sviluppo, crescita e comportamento adattivo (Ferstandig 1978; ACGIH 1991). Questi non sono conclusivi, tuttavia, poiché alcune di queste esposizioni sperimentali comportavano livelli anestetici o subanestetici, concentrazioni significativamente superiori ai livelli di gas di scarico normalmente presenti nell'aria della sala operatoria (Saurel-Cubizolles et al. 1994; Tran et al. 1994).

Tuttavia, pur ammettendo che non sia stata definitivamente stabilita una relazione tra gli effetti deleteri e le esposizioni ai gas anestetici di scarto, il fatto è che la presenza di questi gas e dei loro metaboliti è facilmente rilevabile nell'aria delle sale operatorie, nell'aria espirata e nelle fluidi biologici. Di conseguenza, poiché vi è preoccupazione per la loro potenziale tossicità, e poiché è tecnicamente fattibile farlo senza sforzi o spese eccessivi, sarebbe prudente prendere provvedimenti per eliminare o ridurre al minimo le concentrazioni di gas anestetici di scarto nelle sale operatorie e aree vicine (Rosell, Luna e Guardino 1989; NIOSH 1994).

Livelli massimi di esposizione consentiti

L'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) ha adottato una soglia valore limite-media ponderata nel tempo (TLV-TWA) di 50 ppm per protossido di azoto e alotano (ACGIH 1994). Il TLV-TWA è la linea guida per la produzione del composto e le raccomandazioni per le sale operatorie sono che la sua concentrazione sia mantenuta più bassa, ad un livello inferiore a 1 ppm (ACGIH 1991). Il NIOSH fissa un limite di 25 ppm per il protossido di azoto e di 1 ppm per gli anestetici alogenati, con l'ulteriore raccomandazione che quando vengono usati insieme, la concentrazione dei composti alogenati sia ridotta a un limite di 0.5 ppm (NIOSH 1977b).

Per quanto riguarda i valori nei fluidi biologici, il limite raccomandato per il protossido di azoto nelle urine dopo 4 ore di esposizione a concentrazioni ambientali medie di 25 ppm va da 13 a 19 μg/L, e per 4 ore di esposizione a concentrazioni ambientali medie di 50 ppm , l'intervallo è compreso tra 21 e 39 μg/L (Guardino e Rosell 1995). Se l'esposizione è a una miscela di anestetico alogenato e protossido di azoto, la misurazione dei valori del protossido di azoto viene utilizzata come base per il controllo dell'esposizione, poiché utilizzando concentrazioni più elevate, la quantificazione diventa più semplice.

Misurazione analitica

La maggior parte delle procedure descritte per la misurazione degli anestetici residui nell'aria si basano sulla cattura di questi composti per adsorbimento o in un sacchetto o contenitore inerte, per poi essere analizzati mediante gascromatografia o spettroscopia infrarossa (Guardino e Rosell 1985). La gascromatografia è impiegata anche per misurare il protossido di azoto nelle urine (Rosell, Luna e Guardino 1989), mentre l'isoflurano non è facilmente metabolizzato e quindi raramente misurato.

Livelli comuni di concentrazioni residue nell'aria delle sale operatorie

In assenza di misure preventive, come l'estrazione dei gas residui e/o l'introduzione di un adeguato apporto di aria nuova nella sala operatoria, sono state misurate concentrazioni personali superiori a 6,000 ppm di protossido di azoto e 85 ppm di alotano (NIOSH 1977 ). Sono state misurate concentrazioni fino a 3,500 ppm e 20 ppm, rispettivamente, nell'aria ambiente delle sale operatorie. L'attuazione di misure correttive può ridurre tali concentrazioni a valori inferiori ai limiti ambientali citati in precedenza (Rosell, Luna e Guardino 1989).

Fattori che influenzano la concentrazione dei gas anestetici di scarto

I fattori che incidono più direttamente sulla presenza di gas anestetici di scarto nell'ambiente della sala operatoria sono i seguenti.

Metodo di anestesia. La prima questione da considerare è il metodo di anestesia, ad esempio, se il paziente è intubato o meno e il tipo di maschera facciale utilizzata. In chirurgia odontoiatrica, laringea o di altra natura in cui l'intubazione è preclusa, l'aria espirata del paziente sarebbe un'importante fonte di emissioni di gas di scarico, a meno che l'attrezzatura specificatamente progettata per intrappolare queste esalazioni non sia adeguatamente posizionata vicino alla zona di respirazione del paziente. Di conseguenza, i chirurghi dentali e orali sono considerati particolarmente a rischio (Cohen, Belville e Brown 1975; NIOSH 1977a), così come i veterinari (Cohen, Belville e Brown 1974; Moore, Davis e Kaczmarek 1993).

Prossimità al fuoco di emissione. Come di consueto nell'igiene industriale, quando esiste il punto noto di emissione di un contaminante, la vicinanza alla fonte è il primo fattore da considerare quando si ha a che fare con l'esposizione personale. In questo caso, gli anestesisti e i loro assistenti sono le persone più direttamente interessate dall'emissione di gas anestetici di scarto, e le concentrazioni personali sono state misurate nell'ordine di due volte i livelli medi rilevati nell'aria delle sale operatorie (Guardino e Rosell 1985 ).

Tipo di circuito. Va da sè che nei pochi casi in cui si utilizzino circuiti chiusi, con respirazione dopo la depurazione dell'aria e il rifornimento di ossigeno e dei necessari anestetici, non si avranno emissioni se non in caso di malfunzionamento dell'apparecchiatura o in caso di perdita esiste. Negli altri casi dipenderà dalle caratteristiche dell'impianto utilizzato, oltre che dalla possibilità o meno di inserire nel circuito un impianto di estrazione.

La concentrazione di gas anestetici. Un altro fattore da tenere in considerazione sono le concentrazioni degli anestetici utilizzati poiché, ovviamente, tali concentrazioni e le quantità riscontrate nell'aria della sala operatoria sono direttamente correlate (Guardino e Rosell 1985). Questo fattore è particolarmente importante quando si tratta di procedure chirurgiche di lunga durata.

Tipo di procedure chirurgiche. La durata degli interventi, il tempo trascorso tra le procedure eseguite nella stessa sala operatoria e le caratteristiche specifiche di ciascuna procedura - che spesso determinano quali anestetici utilizzare - sono altri fattori da considerare. La durata dell'operazione influisce direttamente sulla concentrazione residua di anestetici nell'aria. Nelle sale operatorie in cui le procedure sono programmate in successione, il tempo trascorso tra di esse influisce anche sulla presenza di gas residui. Studi condotti in grandi ospedali con uso ininterrotto delle sale operatorie o con sale operatorie di emergenza utilizzate oltre i normali orari di lavoro, o in sale operatorie utilizzate per procedure prolungate (trapianti, laringotomie), mostrano che livelli sostanziali di gas di scarico vengono rilevati anche prima la prima operazione della giornata. Ciò contribuisce ad aumentare i livelli di gas di scarico nelle procedure successive. D'altra parte, ci sono procedure che richiedono interruzioni temporanee dell'anestesia inalatoria (dove è necessaria la circolazione extracorporea, per esempio), e questo interrompe anche l'emissione di gas anestetici di scarto nell'ambiente (Guardino e Rosell 1985).

Caratteristiche specifiche della sala operatoria. Studi condotti in sale operatorie di diverse dimensioni, design e ventilazione (Rosell, Luna e Guardino 1989) hanno dimostrato che queste caratteristiche influenzano notevolmente la concentrazione dei gas anestetici di scarto nella stanza. Le sale operatorie grandi e senza partizioni tendono ad avere le concentrazioni misurate più basse di gas anestetici di scarico, mentre nelle sale operatorie piccole (p. es., sale operatorie pediatriche) le concentrazioni misurate di gas anestetici di scarico sono generalmente più elevate. Il sistema di ventilazione generale della sala operatoria e il suo corretto funzionamento è un fattore fondamentale per la riduzione della concentrazione di anestetici di scarto; la progettazione del sistema di ventilazione influisce anche sulla circolazione dei gas di scarico all'interno della sala operatoria e sulle concentrazioni in diversi luoghi ea varie altezze, cosa che può essere facilmente verificata mediante accurati prelievi.

Caratteristiche specifiche dell'apparecchiatura per anestesia. L'emissione di gas nell'ambiente della sala operatoria dipende direttamente dalle caratteristiche delle apparecchiature per anestesia utilizzate. La progettazione del sistema, se include un sistema per il ritorno dei gas in eccesso, se può essere collegato al vuoto o scaricato fuori dalla sala operatoria, se presenta perdite, linee scollegate e così via sono sempre da considerare quando determinare la presenza di gas anestetici di scarto in sala operatoria.

Fattori specifici dell'anestesista e del suo team. L'anestesista e la sua équipe sono l'ultimo elemento da considerare, ma non necessariamente il meno importante. La conoscenza dell'apparecchiatura per anestesia, dei suoi potenziali problemi e del livello di manutenzione che riceve, sia da parte dell'équipe che da parte del personale addetto alla manutenzione dell'ospedale, sono fattori che influiscono molto direttamente sull'emissione di gas di scarico nell'aria della sala operatoria ( Guardino e Rosell 1995). È stato chiaramente dimostrato che, anche utilizzando una tecnologia adeguata, la riduzione delle concentrazioni ambientali di gas anestetici non può essere raggiunta se una filosofia preventiva è assente dalle routine lavorative degli anestesisti e dei loro assistenti (Guardino e Rosell 1992).

Misure preventive

Le azioni preventive di base necessarie per ridurre efficacemente l'esposizione professionale ai gas anestetici di scarto possono essere riassunte nei seguenti sei punti:

1. I gas anestetici dovrebbero essere considerati rischi professionali. Anche se da un punto di vista scientifico non è stato dimostrato in modo definitivo che i gas anestetici abbiano un grave effetto deleterio sulla salute delle persone che sono professionalmente esposte, c'è un'alta probabilità che alcuni degli effetti qui menzionati siano direttamente correlati all'esposizione ai rifiuti gas anestetici. Per questo motivo è una buona idea considerarli rischi professionali tossici.
2. I sistemi di decontaminazione dovrebbero essere utilizzati per i gas di scarico. I sistemi Scavenger sono l'hardware tecnico più efficace per la riduzione dei gas di scarico nell'aria della sala operatoria (NIOSH 1975). Questi sistemi devono rispondere a due principi fondamentali: devono immagazzinare e/o eliminare adeguatamente l'intero volume d'aria espirato dal paziente, e devono essere progettati in modo da garantire che né la respirazione del paziente né il corretto funzionamento dell'apparecchiatura per anestesia siano compromessi. interessate, con dispositivi di sicurezza separati per ciascuna funzione. Le tecniche più comunemente impiegate sono: collegamento diretto ad una presa di vuoto con camera di regolazione flessibile che consente l'emissione discontinua dei gas del ciclo respiratorio; dirigere il flusso dei gas espirati dal paziente verso il vuoto senza un collegamento diretto; e dirigere il flusso dei gas provenienti dal paziente al ritorno del sistema di ventilazione installato nella sala operatoria ed espellere tali gas dalla sala operatoria e dall'edificio. Tutti questi sistemi sono tecnicamente facili da implementare e molto economici; si raccomanda l'uso di respiratori installati come parte del progetto. Nei casi in cui i sistemi che eliminano direttamente i gas di scarico non possono essere utilizzati a causa delle speciali caratteristiche di una procedura, l'estrazione localizzata può essere utilizzata vicino alla fonte di emissione purché non influisca sul sistema di ventilazione generale o sulla pressione positiva in sala operatoria .
3. Deve essere garantita una ventilazione generale con un minimo di 15 rinnovi/ora nella sala operatoria. La ventilazione generale della sala operatoria dovrebbe essere perfettamente regolata. Non dovrebbe solo mantenere una pressione positiva e rispondere alle caratteristiche termoigrometriche dell'aria ambiente, ma dovrebbe anche fornire un minimo di 15-18 rinnovi all'ora. Inoltre, dovrebbe essere in atto una procedura di monitoraggio per garantirne il corretto funzionamento.
4. La manutenzione preventiva del circuito di anestesia deve essere pianificata e regolare. Dovrebbero essere istituite procedure di manutenzione preventiva che includano ispezioni regolari dei respiratori. La verifica che non vengano emessi gas nell'aria ambiente dovrebbe essere parte del protocollo seguito quando l'apparecchiatura viene accesa per la prima volta e il suo corretto funzionamento dovrebbe essere controllato per quanto riguarda la sicurezza del paziente. Il corretto funzionamento del circuito di anestesia deve essere verificato controllando le perdite, sostituendo periodicamente i filtri e controllando le valvole di sicurezza.
5. Devono essere utilizzati controlli ambientali e biologici. L'attuazione dei controlli ambientali e biologici fornisce informazioni non solo sul corretto funzionamento dei vari elementi tecnici (estrazione dei gas, ventilazione generale) ma anche sull'adeguatezza delle procedure di lavoro per limitare l'emissione di gas di scarico nell'aria. Oggi questi controlli non presentano problemi tecnici e possono essere attuati economicamente, motivo per cui sono consigliati.
6. L'istruzione e la formazione del personale esposto è fondamentale. Per ottenere un'effettiva riduzione dell'esposizione professionale ai gas anestetici di scarto è necessario istruire tutto il personale della sala operatoria sui potenziali rischi e addestrarlo nelle procedure richieste. Ciò vale in particolare per gli anestesisti ei loro assistenti che sono più direttamente coinvolti e per i responsabili della manutenzione delle apparecchiature di anestesia e condizionamento.

Conclusione

Sebbene non sia provato in modo definitivo, ci sono prove sufficienti per suggerire che l'esposizione ai gas anestetici di scarto può essere dannosa per il personale sanitario. I nati morti e le malformazioni congenite nei bambini nati da lavoratrici e dai coniugi di lavoratori maschi rappresentano le maggiori forme di tossicità. Poiché è tecnicamente fattibile a basso costo, è auspicabile ridurre al minimo la concentrazione di questi gas nell'aria ambiente nelle sale operatorie e nelle aree adiacenti. Ciò richiede non solo l'uso e la corretta manutenzione delle apparecchiature per anestesia e dei sistemi di ventilazione/condizionamento, ma anche l'istruzione e la formazione di tutto il personale coinvolto, in particolare degli anestesisti e dei loro assistenti, che generalmente sono esposti a concentrazioni più elevate. Date le condizioni di lavoro peculiari delle sale operatorie, l'indottrinamento alle corrette abitudini e procedure di lavoro è molto importante per cercare di ridurre al minimo le quantità di gas di scarico anestetici nell'aria.

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