Tracing ΦX174 bacteriophage spreading during aerosol-generating procedures in a dental clinic
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Fecha
2023
Título de la revista
Publicado en
Clinical Oral Investigations, 1436-3771, 2023
Publicado por
Springer Nature
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Resumen
Objetivo: El objetivo de este estudio fue probar la plausibilidad de utilizar el bacteriófago ΦX174 como trazador de aerosoles virales que se propagan en un modelo de procedimiento dental generador de aerosoles (AGP). Métodos: El bacteriófago ΦX174 (~ 108 unidades formadoras de placa [UFP]/mL) se añadió a los depósitos de irrigación de instrumentos y se aerosolizó durante las preparaciones de cavidades de clase IV seguidas de obturaciones de composite en dientes anteriores superiores naturales (n = 3) en una cabeza fantasma. Se tomaron muestras de gotas/aerosoles mediante un enfoque pasivo que consistía en cultivos de la cepa C600 de Escherichia coli sumergidos en una capa superior de agar LB en placas de Petri (PD) en una técnica de doble capa. Además, un enfoque activo consistía en E coli C600 en conjuntos de PDs montados en un impactador Andersen (AI) en cascada de seis etapas (simulando la inhalación humana). El AI se situó a 30 cm del maniquí durante la AGP y después a 1,5 m. Tras la recogida, las PD se incubaron durante la noche (18 h a 37 °C) y se cuantificó la lisis bacteriana. Resultados: El enfoque pasivo reveló UFP concentradas principalmente sobre el odontólogo, en el pecho y el hombro del maniquí y hasta 90 cm de distancia, orientadas hacia el lado opuesto de la fuente de AGP (alrededor de la escupidera). La distancia máxima de dispersión del aerosol fue de 1,5 m delante de la boca del maniquí. El enfoque activo reveló la recogida de UFP correspondientes a los estadios (y diámetros aerodinámicos) 5 (1,1-2,1 µm) y 6 (0,65-1,1 µm), imitando el acceso a las vías respiratorias inferiores. Conclusiones: El bacteriófago ΦX174 puede utilizarse como sustituto viral rastreable en estudios simulados que contribuyan a comprender el comportamiento del bioaerosol dental, su propagación y su amenaza potencial para las vías respiratorias superiores e inferiores. Importancia clínica: La probabilidad de encontrar virus infecciosos durante los AGP es alta. Esto sugiere la necesidad de seguir caracterizando los agentes virales que se propagan en diferentes entornos clínicos mediante la combinación de enfoques pasivos y activos. Además, la posterior identificación y aplicación de estrategias de mitigación relacionadas con los virus es relevante para evitar las infecciones víricas ocupacionales.
Descripción
Abstract
Objective: The aim of this study was to test the plausibility of using the ΦX174 bacteriophage as a tracer of viral aerosols spreading in a dental aerosol-generating procedure (AGP) model. Methods: ΦX174 bacteriophage (~ 108 plaque-forming units (PFU)/mL) was added into instrument irrigation reservoirs and aerosolized during class-IV cavity preparations followed by composite fillings on natural upper-anterior teeth (n = 3) in a phantom head. Droplets/aerosols were sampled through a passive approach that consisted of Escherichia coli strain C600 cultures immersed in a LB top agar layer in Petri dishes (PDs) in a double-layer technique. In addition, an active approach consisted of E coli C600 on PDs sets mounted in a six-stage cascade Andersen impactor (AI) (simulating human inhalation). The AI was located at 30 cm from the mannequin during AGP and afterwards at 1.5 m. After collection PDs were incubated overnight (18 h at 37 °C) and bacterial lysis was quantified. Results: The passive approach disclosed PFUs mainly concentrated over the dental practitioner, on the mannequin’s chest and shoulder and up to 90 cm apart, facing the opposite side of the AGP’s source (around the spittoon). The maximum aerosol spreading distance was 1.5 m in front of the mannequin’s mouth. The active approach disclosed collection of PFUs corresponding to stages (and aerodynamic diameters) 5 (1.1–2.1 µm) and 6 (0.65–1.1 µm), mimicking access to the lower respiratory airways. Conclusion: The ΦX174 bacteriophage can be used as a traceable viral surrogate in simulated studies contributing to understand dental bioaerosol’s behavior, its spreading, and its potential threat for upper and lower respiratory tract. Clinical relevance: The probability to find infectious virus during AGPs is high. This suggests the need to continue characterizing the spreading viral agents in different clinical settings through combination of passive and active approaches. In addition, subsequent identification and implementation of virus-related mitigation strategies is relevant to avoid occupational virus infections.
Palabras clave
Bacteriófago, Aerosol, Procedimiento generador de aerosoles, Entorno dental, Aerosoles cargados de virus, Transmisión aérea
Keywords
Bacteriophage, Aerosol, Aerosol-generating procedure, Dental setting, Virus laden aerosols, Airborne transmission