Análisis del uso de mascarillas contra el COVID-19

8 de abril de 2020

Por Clínica El Brillante

AUTOR: Dr. Federico Alonso Aliste

CONCEPTOS CLAVE:

El uso correcto de cualquier tipo de protección es clave para conseguir los objetivos que pretendemos. Por eso tanto las mascarillas quirúrgicas y las mascarillas N95. FFP1, FPP2, FFP3 usadas incorrectamente no ofrecen una protección adecuada.

El uso de las mascarillas quirúrgicas por los infectados está indicado porque suponen una barrera de salida de las gotas grandes del tracto naso-faríngeo (al hablar, estornudar y toser) que son las que más carga viral transportan. Su utilización disminuiría la posibilidad de transmitir la infección y serían de especial utilidad en asintomáticos.

Al mismo tiempo el uso de las mascarillas quirúrgicas por la población no infectada podría disminuir la entrada de la carga viral de las gotas grandes del tracto naso-faríngeo de los infectados, disminuyendo la transmisión del SARS-CoV-2.

Es imprescindible que el uso de las mascarillas quirúrgicas se acompañe de otras medidas como el distanciamiento social, el lavado frecuente de manos y materiales para que su uso tenga la eficacia que se precisa para aplanar la curva de contagios.

El CDC (Centers for Disease Control and Prevention) ya recomienda el uso de mascarillas de tela de forma generalizada como medida de salud pública voluntaria adicional, junto al distanciamiento social

Las dos preguntas claves que queremos dar respuesta que hacer son:

¿El uso de mascarillas quirúrgicas generalizado en la población asintomática nos podría proteger de ser contaminados? y

¿El uso de mascarillas quirúrgicas generalizado en la población sana asintomática disminuiría la propagación del contagio?

¿El uso de mascarillas quirúrgicas generalizado en la población asintomática nos podría proteger de ser contaminados?

Existe información objetiva que el uso de mascarillas de forma generalizada, JUNTO A OTRAS MEDIDAS (lavado de manos, distancia de seguridad y aislamiento social) ha conseguido del aplanamiento de la curva de contagios en algunos países.

Se considera que cualquier ayuda, aunque sea parcial para conseguir ese objetivo, debe ser valorada.

El efecto de las mascarillas y el distanciamiento social disminuye la tasa de reproducción inicial R0 en un 50% (1) (http://gabgoh.github.io/COVID/index.html).

Analicemos el apoyo científico que podemos encontrar respecto a la utilidad del uso generalizado de mascarillas quirúrgicas para disminuir el contagio.

Las distintas mascarillas de protección tienen distinta efectividad en cuanto a la posibilidad de filtrado del paso de materiales:

FFP3 ….0.023 micras
FFP2…..0.3 micras
N95 ….. 0.3 micras
Mascarillas quirúrgicas 2.0 micras

Es importante conocer la forma mecánica de transmisión del coronavirus 2019.

Las infecciones respiratorias suelen trasmitirse a través de gotas de distinto tamaño. Cuando son mayores de 10 micras se definen como “gotas respiratorias” (gotas grandes) y si son menores de 10 micras como “aerosoles” (gotas pequeñas) (2).

De acuerdo con la evidencia, COVID-19 se trasmite entre personas a través de gotas respiratorias (gotas grandes) y rutas de contacto (3-8). En un análisis de 75465 casos de COVID 19 en China no se han reportado casos por transmisión a través de aire ambiental.

Los pequeños aerosoles (gotas pequeñas) (< 10 micras), (partículas tan livianas que pueden flotar en el aire). son transportados por ventilación o por el aire y, por lo tanto, pueden viajar a través de las habitaciones.
Las gotas de más de 10 um (gotas grandes) pueden llegar a más de 100 um, las llamamos partículas grandes «gotas respiratorias” y son a veces aún más grandes, hasta un tamaño visible a simple vista en la expulsión generada al toser o estornudar

Se ha observado que una gota grande (>10 micras) cuando se exhala (a una velocidad de <1 m / s), se evapora o cae al suelo a menos de 1,5 m de distancia. Pero cuando se expulsa a alta velocidad al toser o estornudar, el chorro puede transportar gotas especialmente grandes a más de 2 m o 6 m, respectivamente. (Mark Nicas and Rachel M. Jones) (10)

Las gotitas de una expulsión típica tienen una distribución de tamaño tal que aproximadamente la mitad de las gotitas se encuentra en las categorías de aerosoles, aunque colectivamente representan solo menos de 1 / 100,000 del volumen expulsado (10)

Los cálculos de Xie y cols(11) estudiaron el proceso de evaporación y movimiento de gotas de agua pura que caen libremente en el aire estancado en diferentes condiciones atmosféricas.

Confirmaron que las gotas pequeñas se evaporan rápidamente y las gotas grandes caen al suelo rápidamente; sin embargo, las gotas grandes expulsadas horizontalmente también pueden penetrar a larga distancia. Especialmente con una humedad relativa baja, más gotas de gran tamaño y núcleos de gotas podrían suspenderse en el aire, aumentando la probabilidad de inhalación posterior.

Para las gotas de caída libre cuando la humedad relativa del ambiente de aire interior era 0%, 50%, 70% y 90%, encontramos que las ‘gotas grandes’ eran mayores de 125, 100, 85 y 60 μ m, respectivamente.

Para los flujos de exhalación respiratoria, el tamaño crítico de las gotas grandes también estuvo entre 60 y 100 μm, dependiendo de la velocidad del aire de exhalación y la humedad relativa del aire ambiente. Las gotas grandes expulsadas fueron transportadas a más de 6 m de distancia por aire exhalado a una velocidad de 50 m / s (estornudos), a más de 2 m de distancia a una velocidad de 10 m / s (tosiendo) y a menos de 1 m de distancia velocidad de 1 m / s (respiración). Si es así, la tan mencionada «distancia segura» de 1 m en los encuentros sociales puede no ser suficiente, excepto que use al menos algo de protección.

Por lo tanto, el simple distanciamiento social no es suficiente para disminuir el ritmo de contagio, salvo que se realice con al menos 6 metros de distancia.

Precisamente la utilización de mascarillas quirúrgicas podría ser la solución para disminuir tanto en la respiración, como en los estornudos o tos el riesgo de transmisión del virus en las gotas grandes, que son las que llevan mas carga vírica, y facilitar un distanciamiento social de 1 metro en vez de 6 metros.

Es por consiguiente un efecto conjunto de medidas de protección para la mínima exhalación de gotas grandes y el distanciamiento social lo que facilitaría la disminución del avance de la contagiosidad del COVID-19.

Por otro lado, se ha estudiado la implicación biológica -anatómica para distinguir las diferencias entre gotas pequeñas y gotas grandes en la distribución en el tracto respiratorio.

Así, para que las partículas en el aire se inspiren y lleguen profundamente al pulmón, a través de todos los conductos de aire hasta las células alveolares, su tamaño debe ser pequeño y solo las gotas por debajo de 10 micrómetros de diámetro podrían alcanzar los alveolos. donde tiene lugar el intercambio de gases

Por el contrario, las grandes gotas se atascan en la nariz y la garganta (el espacio nasofaríngeo) y en los conductos de aire superiores del pulmón, la tráquea y los bronquios grandes.

Roman Wölfel (11) nos indica las diferencias entre el coronavirus 2019 (SARS-CoV) y el SARS-1.

El coronavirus 2019 puede tener una presentación severa que corresponde al uso de un receptor que se expresa predominantemente en el pulmón (12,13).

Sin embargo, hay informes de casos de COVID-19 con síntomas leves del tracto respiratorio superior, lo que sugiere la posibilidad de transmisión pre u oligosintomática (14,15,16) antes de la llegada del virus a los alveolos.

Es importante tener conocimientos sobre la replicación, inmunidad e infectividad de virus específicos de determinados sitios del cuerpo.

Wölfe realiza un análisis virológico detallado de nueve casos, proporcionando pruebas de la replicación activa del virus en los tejidos del tracto respiratorio superior. En su estudio nos indica que la eliminación del virus faríngeo fue muy alta durante la primera semana de síntomas (pico a 7.11 × 10 8 copias de ARN por hisopo de garganta, día 4). El virus infeccioso fue aislado fácilmente de muestras derivadas de garganta y pulmón, pero no de muestras de heces, a pesar de la alta concentración de ARN del virus. La sangre y la orina nunca produjeron virus. La replicación activa en la garganta fue confirmada por intermedios de ARN replicativo viral en muestras de garganta. En su análisis detectaron consistentemente poblaciones de virus distintos de secuencia en muestras de garganta y pulmón del mismo paciente, demostrando una replicación independiente. La eliminación del ARN viral del esputo permaneció hasta el final de los síntomas. La seroconversión ocurrió después de 7 días en el 50% de los pacientes (14 días en total), pero no fue seguida por una disminución rápida de la carga viral. Wölfe y cols. encontraron que COVID-19 puede presentarse como una enfermedad leve del tracto respiratorio superior.

A diferencia del SARS-1, las concentraciones máximas fueron alcanzadas antes del día 5, y fueron más de 1000 veces más altas en los casos con coronavirus 2019

El aislamiento exitoso de virus SARS-CoV 2 vivos de los hisopos de garganta es otro aspecto sorprendente (17,18,19) a diferencia del SARS-1, para el cual dicho aislamiento rara vez tuvo éxito.

En conjunto, actualmente esto sugiere una replicación activa en los tejidos del tracto respiratorio superior del SARS-CoV 2. Anteriormente no se creía que pudiera hacerlo, a pesar de conocerse la expresión detectable de ACE-2 (20,21).

Este punto es de interés, pues conocemos el hecho de que las gotas grandes quedan alojadas en el tracto superior, donde se ha comprobado que existe replicación viral.

Además, es conveniente recordar que, últimamente, el número de infectados asintomáticos portadores y trasmisores del virus aparece en mayor cantidad y proporcionalidad en los diversos estudios que se están publicando.

Actualmente en los modelos matemáticos, basándose en intervalos seriales observados, menores al periodo de incubación, se asume que la transmisión comienza 1-2 días antes del inicio de síntomas (Anderson, Hellewell,2020).

Por otra parte, la carga viral detectada en un caso asintomático fue similar a la de otros casos sintomáticos, efecto que ha podido también ser observado en un modelo animal. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.13.990226v1

También se conoce la alta carga viral que se presenta desde antes del inicio de los síntomas, aunque va aumentando especialmente durante los primeros 5 días.

Finalmente, en un estudio de Van der Sande (22), sobre la protección externa, es decir la protección que confieren las mascarillas para trasmitir el contagio, se analiza la retención de partículas expulsadas dentro de las máscaras.

Las conclusiones de este indican que máscaras caseras solo proporcionaron protección marginal, mientras que la protección ofrecida por una mascarilla quirúrgica y una máscara FFP2 no fue diferente estadísticamente en cuanto a la expulsión externa de partículas. La frecuencia respiratoria simulada no afectó significativamente los factores de protección medidos.

Todos estos argumentos nos indican la importancia de proteger a la población de la exhalación del virus con mascarillas, al menos quirúrgicas, para disminuir la transmisibilidad del virus en portadores asintomáticos, a través de gotas gruesas que se mantienen en el tracto superior respiratorio.

Pero hay que considerar que el uso de mascarillas debe ser el correcto y además debe ir de la mano de otras medidas, como el distanciamiento social y el lavado frecuente de manos.

B- ¿El uso de mascarillas quirúrgicas generalizado en la población asintomática disminuiría la propagación del contagio?

Conocemos que las sofisticadas máscaras N95, FFR3 y FFP2 diseñadas para filtrar las partículas más pequeñas, ayudan a evitar que las gotas transporten el virus a los alveolos con una eficacia entre el 90 y 100%.

Por el contrario, es lógico plantearnos que las grandes gotas que terminan en la nasofaringe puedan ser detenidas por cualquier barrera física, como unas mascarillas quirúrgicas.

Sabemos que la mayor carga de virus SARS-Cov-2 esta en las gotas grandes.

Por supuesto, muchas gotas pequeñas en la exhalación o la tos pueden no contener el virus, pero algunas sí lo harán. En el caso del virus SARS-CoV-2, no se sabe cuál es la carga infecciosa mínima (número de partículas virales necesarias para iniciar la cascada de patogénesis que causa una enfermedad clínica). Pero sabemos que las gotas grandes son más relevantes. No obstante, sabemos que son las afectaciones alveolares de las pequeñas gotas la que determinan la gravedad del proceso.

Por lo tanto, no deberíamos descartar el uso de mascarillas quirúrgicas como protectoras en cierta medida contra la contaminación por el virus.

Por regla general el coronavirus pasa primero por el tracto respiratorio superior donde se albergan las gotas grandes, que son de las que pueden proteger las mascarillas quirúrgicas convencionales, como posteriormente comentaremos. (28)

Respecto a las gotas pequeñas y su estabilidad en el medio ambiente, recientemente se ha demostrado, en condiciones experimentales, la viabilidad de SARS-CoV-2 durante tres horas en aerosoles, con una semivida media de 1,1 horas (IC 95% 0,64-2,64). Estos resultados son similares a los obtenidos con el SARS-1 (23). Del mismo modo, se ha podido detectar el virus en algunas muestras de aire en dos hospitales de Wuhan, a diferentes concentraciones. Si bien la mayoría de las muestras fueron negativas o el virus se detectó en concentraciones muy bajas (menos de 3 copias/m3) en algunos lugares se detectó a mayor concentración: en los baños de pacientes (19 copias/m3) y en las habitaciones designadas para retirar el EPI de los sanitarios (18-42 copias/m3). Tras aumentar la limpieza de los baños y disminuir su uso, se redujeron los contajes. Se desconoce el significado de estos hallazgos y si la cantidad detectada puede ser infectiva (24). En otros contextos, no se ha podido detectar SARS-CoV-2 en muestras de aire tomada a 10 centímetros de la boca de una persona infectada con cargas virales entorno a 106 en nasofaringe y oro faringe, a la que se pidió que tosiera, ni en muestras de aire de las habitaciones de tres pacientes hospitalizado (25,26). Durante el brote de SARS -1 de 2003 se pudo detectar la presencia del virus en el aire de habitaciones de pacientes hospitalizados y mediante modelización matemática, se sugirió que la vía aérea podría ser una vía de transmisión de la infección (27,28).Estas concentraciones tan bajas en gotas pequeñas en medio ambiente dan sentido a la mayor importancia de las gotas grandes en el proceso de trasmisión del virus.

En una simulación experimental de la capacidad de filtrado de las máscaras en 2008, Van der Sande (22) y cols. compararon la capacidad de tres máscaras: fabricación casera de telas, mascarillas quirúrgicas estándar y FFP2, el equivalente europeo de las máscaras N95, con respecto a su capacidad para detener aerosoles pequeños en el rango de 0.2 a 1 um, gotas que alcanzan el pulmón inferior.

Van der Sande nos indica que a corto plazo en la protección para gotas de tamaño muy pequeño de 0.2 micras a 1 micra no observo diferencias entre hombres y mujeres. Las mascarillas quirúrgicas proporcionan aproximadamente el doble de protección que las máscaras caseras, la diferencia es un poco más marcada entre los adultos. Las máscaras FFP2 proporcionaron a los adultos aproximadamente 50 veces más protección que las máscaras caseras, y 25 veces más protección que las mascarillas quirúrgicas.

El aumento en la protección para los niños fue menos marcado, aproximadamente 10 veces más protección con FFP2 en comparación con las máscaras caseras y 6 veces más protección que las máscaras quirúrgicas.

No obstante, en estos experimentos a corto plazo, ajustando por covariables, la mascarilla quirúrgica tuvo un efecto independiente muy significativo sobre la protección (p, 0.001). No hubo un impacto significativo de la actividad realizada en cuanto a la protección.

Los factores de protección para cada tipo de máscara a largo plazo fueron similares a los factores de protección medidos en los experimentos a corto plazo para adultos. Los factores de protección medidos durante un período de 3 horas aumentaron para quienes usaban máscaras caseras, disminuyeron para aquellos que usaban máscaras FFP2 y no mostraron un patrón de cambio para aquellos que usaban unas mascarillas quirúrgicas, pero los factores de protección considerados de forma general se mantuvieron estables en el tiempo y no cambió estadísticamente significativo con el uso prolongado.

Como en el experimento a corto plazo, la protección conferida por las mascarillas quirúrgicas fue mayor que la protección proporcionada por una máscara hecha en casa, y la protección proporcionada por las máscaras FFP2 fue nuevamente notablemente más alta que la protección proporcionada por una mascarilla quirúrgica. Como en el experimento a corto plazo, las actividades más continuas (leer y caminar) tendían a aumentar la protección de la máscara casera y, en menor medida, a la mascarilla quirúrgica, y disminuían la protección con la máscara FFP2, probablemente por mayor incomodidad de estas últimas, pero no hubo efecto significativo del tipo de actividad

Es evidente que las máscaras caseras y, en menor grado, las mascarillas quirúrgicas no confieren una gran protección contra la transmisión de gotas pequeñas (29) en comparación con los FFP 2, pero si podrían lograr una mayor reducción en la transmisibilidad si la transmisión se realiza predominantemente por gotas más grandes.

Según la tabla de Van der Sande, sobre una escala de 100 (protección muy alta), calculados para valores de FFP2/ N95, la reducción de partículas que llegan a los pulmones con una mascarilla quirúrgica sería de 25.

Posiblemente se vería un mejor resultado si se hubiera realizado el estudio con gotas grandes, que son las que habitualmente se quedan en tranco nasofaríngeo y no llegan a alveolos.

Youlin Long en un reciente meta-análisis (30) sobre el virus Influenza, mostró que no había diferencias estadísticamente significativas en la prevención tanto de la Influenza confirmada por laboratorio y en vías respiratorias, como de las enfermedades similares a la influenza, usando respiradores N95 y mascarillas quirúrgicas. Si bien, los respiradores N95 proporcionaron un efecto protector contra la colonización bacteriana confirmada por laboratorio.

En el análisis de subgrupos, pudieron encontrar resultados similares en el hospital y en la comunidad, especialmente para la Influenza.

La razón de los efectos similares en la prevención de la Influenza por el uso de respiradores N95 versus máscaras quirúrgicas podría estar relacionada con el bajo cumplimiento del desgaste de los respiradores N95 (31) y por falta de uso correcto, al ser generalmente más difíciles de manipular y tolerar en el tiempo.

En conclusión, el meta-análisis indica que el uso de respiradores N95 en comparación con mascarillas quirúrgicas no está asociado con un menor riesgo de Influenza confirmada por laboratorio. También sugiere que los respiradores N95 no deben recomendarse para el público en general y el personal médico que no está en contacto cercano con pacientes con Influenza o pacientes sospechosos.

Nishiura H (32), realizó un estudio de casos y controles para examinar la relación entre el síndrome respiratorio agudo severo (SRAS-1) y los comportamientos preventivos como el uso de mascarillas quirúrgicas y batas estériles en el Hospital Francés de Hanoi (HFH), Vietnam. En sus resultados nos muestra que las mascarillas quirúrgicas (odds ratio [OR] = 0.3; intervalo de confianza [IC] del 95%: 0.1, 0.7) y batas (OR = 0.2; IC del 95%: 0.0, 0.8) parecían prevenir la transmisión del SRAS-1. El impacto de los comportamientos individuales en un brote se investigó a través de enfoques matemáticos, concluyendo que las mascarillas quirúrgicas fueron la medida de precaución más efectiva, pero por sí solo demostró ser insuficiente para contener la epidemia. El número de reproducción disminuyó de 4.1 a 0.7, cuando se combino con otros medios de protección.

Nishiyama (33) investiga una infección nosocomial del síndrome respiratorio agudo severo (SRAS-1) en Vietnam en 2003 e intenta identificar los factores de riesgo para la infección por SARS-1. El riesgo de desarrollar SARS-1 fue 12.6 veces mayor en individuos que no usaban una mascarilla quirúrgica que en aquellos que la usaban. La epidemia de SARS-1 en Vietnam resultó en numerosas infecciones secundarias debido a su etiología desconocida y al reconocimiento tardío al comienzo de la epidemia. Se demostró que el uso constante y adecuado de una mascarilla quirúrgica fue crucial para la protección constante contra la infección por SARS-1.
Los análisis multivariados realizados en el sugirieron que la infección por SARS-1 y el inicio de la enfermedad estaban estrechamente relacionados con el uso de medidas de protección, como el uso de una mascarilla quirúrgica.

También existen motivos anatómico-funcionales para entender la conveniencia del uso de mascarillas quirúrgicas en la prevención de la infección por SARS-Cov-2, frente a su no utilización por la población en general.

Como hemos comentado, la ruta principal de entrada viral es probable a través de gotas grandes que aterrizan en la nariz, donde la expresión del receptor de entrada viral, ACE2 es más alta. Esta es la ruta de transmisión que podría ser bloqueada efectivamente por máscaras simples que proporcionan una barrera física.

De hecho, Wölfel y col (34) informan que el material viral se puede detectar y aislar fácilmente de los hisopos nasales, a diferencia del caso de otras infecciones virales transmitidas por el aire, como el SARS-1 original. En comparación con el SARS-1 (que también usa ACE2 para ingresar a las células) en el caso de SARS CoV-2, los genomas virales (ARN) aparecen antes en los hisopos nasales y en concentraciones mucho más altas, de modo que la detección es bastante fácil y aprobado por la FDA. La replicación viral en la mucosa nasofaríngea (34) también puede explicar las pruebas positivas en la etapa prodrómica y la transmisión por portadores sanos, y tal vez la anosmia observada en las primeras etapas de COVID 19.

Por eso el evitar las gotas grandes, que de todos modos no pueden ingresar al pulmón, pero aterrizan en las vías respiratorias superiores, es un medio efectivo para prevenir la infección. Por lo tanto, las máscaras quirúrgicas pueden brindar cierta protección, que no podemos obviar.

Concluimos que las mascarillas quirúrgicas son útiles para disminuir la propagación del SARS CoV-2 al disminuir objetivamente la cantidad de gotas grandes (máximas conductoras de la transmisión) que se expulsan al hablar, estornudar o toser. Que su uso es especialmente útil en asintomáticos, que desconocen ser portadores del virus y que tienen carga viral en tracto naso faríngeo (donde se depositan las gotas grandes) y son altos propagadores de la enfermedad.

Al mismo tiempo las mascarillas quirúrgicas pueden disminuir la carga viral que nos llega de infectados, pues suponen una barrera a la entrada las gotas grandes (portadores de máxima carga viral) que se alojan en el tracto naso faríngeo de los portadores del virus, si bien no protegen de las pequeñas gotas que son las que llegan a los alveolos.

Es imprescindible que el uso de las mascarillas quirúrgicas se acompañe de otras medidas como el distanciamiento social, el lavado frecuente de manos y materiales para que su uso tenga la eficacia que se precisa para aplanar la curva de contagios.

En definitiva, consideramos que existen argumentos favorables para recomendar el uso de mascarillas quirúrgicas faciales de manera generalizada en la población, por los beneficios objeticos que presenta su uso.

El CDC (Centers for Disease Control and Prevention) ya recomienda el uso de mascarillas de tela de forma generalizada como medida de salud pública voluntaria adicional, junto al distanciamiento social. (35)

1.http://gabgoh.github.io/COVID/index.html).

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