Óxido de Etileno en Urgencias Toxicológicas

Myriam Gutiérrez de Salazar M.D.
Médica Magíster en Toxicología
Coordinadora Centro de Información y Asesoría Toxicológica CIATOX
Convenio Consejo Colombiano de Seguridad –
Ministerio de la Protección social – Universidad Nacional de Colombia
Docente Universidad Nacional de Colombia

Generalidades del Óxido de Etileno:

Se conoce también como Epoxietano y Oxirano. Su fórmula es C2H4O por su estructura química pertenece al grupo de los epoxi compuestos. Este oxileno o enlace epoxy es extremadamente reactivo con todo tipo de material que entra en contacto con él. El óxido de etileno es un gas a temperatura y presión normales, tiene una densidad superior a la del aire, es soluble en el agua y fácilmente licuable a temperatura ambiente. Se utiliza como producto de síntesis y como agente de esterilización. En el año 1928 se empleó como fumigante y durante la segunda guerra mundial se ensayó como descontaminante biológico del material de guerra.

En 1962 se empleó por primera vez para la esterilización del instrumental médico, habiéndose demostrado que es eficaz frente a todos los microorganismos. El sector industrial utiliza el óxido de etileno en instalaciones de circuito cerrado situadas generalmente al aire libre, con lo que el riesgo higiénico suele ser muy bajo. La situación es muy diferente en la esterilización médica donde el ciclo es abierto y el trabajo se efectúa en locales cerrados.

El empleo de diferentes sustancias con una finalidad industrial o sanitaria, puede comportar riesgos de diversa naturaleza que interesa conocer adecuadamente. Para evitar incendios se utiliza generalmente mezclado con gases inertes; cuando se comparan sus propiedades esterilizantes con las de otros agentes químicos (óxido de propileno, formalina, glicoles, etilenamina, halógenos, glutaraldehído, etc.), es el más efectivo y el menos peligroso de todos ellos.

Actualmente, es una de las 25 sustancias químicas más utilizadas mundialmente. Sin embargo, en los últimos años se ha cuestionado su uso, como resultado de diversas investigaciones, en las que se le imputan unos posibles efectos mutagénicos, teratogénicos y cancerígenos.

La esterilización con óxido de etileno se utiliza para todo el material que es sensible al calor: plástico, caucho o incluso ciertos metales. Al analizar estos materiales se ha encontrado que el óxido de etileno es retenido por ellos en grandes cantidades, por lo que la exposición puede no sólo afectar al personal que trabaja en la unidad de esterilización, sino que, si la aireación no es correcta, también alcanza a los propios usuarios (pacientes, personal de quirófanos, etc.).

El óxido de etileno es un irritante cutáneo y de las mucosas, y el contacto directo con el producto puede producir quemaduras químicas y reacciones alérgicas. Los riesgos del óxido de etileno en el ámbito industrial (peligros de explosión e incendios, quemaduras cutáneas, dermatitis alérgicas), se conocen desde hace tiempo. En su aplicación más reciente como agente esterilizador para instrumental médico, juega un papel muy importante la exposición por inhalación.

Las principales vías de entrada del óxido de etileno en el organismo son a través del contacto cutáneo y de la inhalación; una vez que ha penetrado se redistribuye por todos sus compartimientos. Su vida media es corta eliminándose un 78% durante las primeras 48 horas, según diversos estudios experimentales. Al reaccionar con los grupos glutation, se forman principalmente dos metabolitos que serán eliminados a través de la vía renal: la S-(2-hidroxietil) cisteína y la N-acetil-S-(2-hidroxietil) cisteína.

Mecanismo de acción:

El óxido de etileno actúa combinándose con los grupos carboxilo, amino, sulfhidrilo e hidróxilo de las proteínas bacterianas.

Manifestaciones clínicas:

La acción del óxido de etileno sobre el organismo puede ocasionar una serie de efectos tóxicos que se clasificarán en:

Intoxicación aguda:

Dependiendo de la intensidad de la exposición, la inhalación de óxido de etileno puede provocar las siguientes manifestaciones clínicas: irritación de las mucosas conjuntival, nasal y bucal, alteraciones respiratorias (disnea, cianosis, edema pulmonar), alteraciones gastrointestinales (náuseas, vómitos) y alteraciones neurológicas (cefalea, somnolencia, debilidad muscular, convulsiones e incoordinación motora).

La sintomatología suele debutar después de un periodo asintomático que puede durar entre una y varias horas. Los accidentes laborales suelen ser la causa de estas intoxicaciones de carácter agudo. En 1986 se publicaron en España tres casos de intoxicación aguda de óxido de etileno en medio hospitalario, que cursaron con una total recuperación pocos días después.

En general, una vez pasada la exposición, la recuperación se efectúa sin ningún tipo de secuelas. Cuando se inhalan durante varios minutos concentraciones que sobrepasan los 500-700 ppm, aparece la sintomatología de mayor gravedad (edema pulmonar y convulsiones). La congestión cerebral, pulmonar y meníngea son hallazgos anatomo-patológicos inespecíficos descritos en los casos mortales.

Intoxicación crónica:

Las manifestaciones clínicas que se presentan en este tipo de intoxicación son neurológicas. Se han descrito casos de encefalopatía y de neuropatías periféricas así como alteraciones neurovegetativas. Estas manifestaciones neurológicas tienen un carácter progresivamente reversible al cesar la exposición al gas.

Conjuntamente a las alteraciones descritas, los riesgos de la exposición a largo plazo al óxido de etileno, incluso dentro de los niveles ambientales permitidos, se centran actualmente en sus posibles efectos mutágenos, teratógenos y cancerígenos que serán expuestos en el siguiente apartado.

Manejo en el Servicio de Urgencias del Paciente Intoxicado

Efectos mutagénicos:

Si una molécula puede alquilar el DNA y engendrar mutaciones genéticas y cromosómicas en diferentes sistemas “in vitro” e “in vivo”, se considera que posee un riesgo mutágeno y cancerígeno. Existen varios estudios que revelan el efecto mutágeno del óxido de etileno sobre microorga nismos, la mosca drosophila melanogaster, vegetales y diversos animales mamíferos.

El óxido de etileno “in vitro” produce aberraciones cromosómicas y un aumento de las cromátides hermanas en las células humanas. Para investigar los efectos que produce el óxido de etileno en los individuos laboralmente expuestos, en los últimos años se han realizado estudios citogenéticos en linfocitos periferiacos humanos. En la casi totalidad de estos trabajos se han podido corroborar las alteraciones encontradas previamente “in vitro”.

Si bien a nivel experimental diversas publicaciones atribuyen algunos tipos de neoplasia al óxido de etileno, los estudios epidemiológicos observacionales realizados en poblaciones humanas proporcionan resultados muy contradictorios. Así Hogsted y cols. han encontrado en diferentes estudios efectuados sobre colectivos laboralmente expuestos, una incidencia superior a la esperada de cáncer gástrico y de leucemias.

A raíz de su última publicación, Hogsted y cols. se han visto obligados a replicar y defender la metodología empleada en sus investigaciones, al haber sido esta cuestionada por representantes de la Texaco Inc. Según estos, no se había tenido en cuenta la posible influencia de otras sustancias que podían estar presentes. Por otra parte, dos estudios realizados, uno de ellos por Thiess y cols. y el otro por Morgan y cols. en trabajadores expuestos al óxido de etileno, no han encontrado una mayor incidencia de neoplasias.

Simultáneamente, algunas agencias internacionales se han manifestado respecto a la gran controversia existente sobre la cancerogenicidad de este gas. Tanto la NIOSH, como la ECETOC y la IARC manifiestan, de acuerdo a los hallazgos experimentales, el posible potencial cancerígeno del óxido de etileno, y expresan la necesidad que se efectúen un mayor número de estudios epidemiológicos con el fin de establecer unas conclusiones más claras.

Experimentalmente, se ha comprobado que el óxido de etileno produce alteraciones tanto embrionarias como fetales y disminuye la función reproductora. Aunque la información a nivel humano es muy escasa, hay que destacar el estudio realizado por Hemminki y cols. en Finlandia.

En este trabajo se han encontrado diferencias significativas en la incidencia de abortos espontáneos en trabajadoras expuestas laboralmente al óxido de etileno durante el periodo de gestación, con respecto a la incidencia de abortos espontáneos esperados según los estudios epidemiológicos realizados en dicho país.

Reacciones alérgicas: el óxido de etileno es un irritante de piel y mucosas. Como la mayoría de las sustancias que pertenecen al grupo epoxy, su capacidad sensibilizante es considerable pudiendo producir dermatitis de tipo alérgico que se confirman con la positividad de los tests epicutáneos. Se han observado casos de anafilaxia en pacientes tratados con material esterilizado con esta sustancia.

Poothuill y cols. han descrito una reacción de hipersensibilidad tipo I en un enfermo hemodializado, al que se le había conectado un shunt arterio-venoso esterilizado previamente con óxido de etileno. La positividad del test epicutáneo para una solución de óxido de etileno/albúmina sérica humana, la liberación de histamina a partir de leucocitos incubados en presencia del mismo complejo y la detección de anticuerpos circulantes vis-a-vis de óxido de etileno, han confirmado estas reacciones de carácter alérgico.

Varios trabajos publicados más recientemente indican la alta incidencia de anticuerpos y la presencia de reacciones anafilácticas y de hipersensibilidad, en pacientes hemodializados con material esterilizado con este gas.

Aspectos preventivos:

La prevención actual de los riesgos toxicológicos del óxido de etileno se basa principalmente en el control de las concentraciones del gas. Este principio debe considerarse desde una perspectiva ocupacional de las personas expuestas, y desde una perspectiva clínica de los pacientes tratados con materiales esterilizados con dicho gas. La mayor parte de los países industrializados han legislado las concentraciones máximas permisibles de óxido de etileno en el medio ambiente.

La ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) de USA, que había reducido de 50 a 10 ppm el TLV (valor medio de concentración duran te una jornada laboral de 40 horas semanales), propone en 1984 la cifra de 1 ppm. En Italia, que en 1981 estaba regulado en 50 ppm, pasó en 1983 a 3 ppm. En Francia está legislado en 5 ppm. En España está contemplado de un modo muy genérico en el Decreto regulador de actividades molestas, insalubles, nocivas y peligrosas de 1961, fijando el tope máximo en 50 ppm.

Debido a las complicaciones técnicas de laboratorio y a la escasez de estudios concluyentes, no hay todavía ningún test biológico que se pueda utilizar en los individuos expuestos al óxido de etileno. Algunos países tienen legislada la cantidad tolerable de óxido de etileno residual que puede estar presente en el material esterilizado. Francia, por ejemplo, lo tiene establecido en 2 ppm. Para ello, una vez finalizado el ciclo de esterilización, el material debe seguir un proceso de aireación previo a su utilización sanitaria. Según el tipo de cámara y las condiciones de la sala de esterilización, el tiempo de aireación puede variar entre una hora y varios días dependiendo fundamentalmente del tipo de material que se esterilice. Por todo ello, resultan imprescindibles unas normas básicas de utilización del óxido de etileno como agente esterilizante.

El empleo de otros sistemas alternativos de esterilización si la naturaleza del material lo permite, una persona responsable que supervise la totalidad del proceso, un servicio de revisión y mantenimiento periódico de los aparatos y la realización de controles ambientales y residuales, son las principales recomendaciones en este tipo de esterilización.

Si bien otros métodos de esterilización van incorporándose al mercado industrial y sanitario (radiaciones gamma), es previsible que el óxido de etileno siga siendo el agente esterilizante más utilizado durante muchos años. De ahí la necesidad de definir criterios, potenciar investigaciones y controlar actividades relacionadas con dicho gas para prevenir al máximo los riesgos que comporta su utilización en el medio industrial y sanitario.

Tratamiento:

Se recomienda seguir el manejo propuesto en el capítulo Manejo del paciente intoxicado en el servicio de urgencias.

Debido a que su vía de ingreso en el organismo es inhalatoria, las consideraciones a tener en cuenta son:

1. Si la persona está consciente, deberá ser trasladada fuera del área contaminada.
2. Ubicarla en posición reclinada, mantenerla abrigada.
3. Suministrar líquidos endovenosos para realizar hidratación.
4. En el caso de exposición severa, se deberá suministrar oxígeno húmedo y ser trasladada a una institución hospitalaria.
5. Vigilar signos de lesión y/o edema pulmonar.
6. Las personas inconscientes deben ser retiradas a un área descontaminada, dando respiración asistida y suplemento de oxígeno. Deben ser ubicadas posteriormente en un área de cuidado intensivo para manejo sintomático.
7. Si el caso corresponde a un accidente laboral, se debe realizar el Informe de Accidente de Trabajo correspondiente antes de cumplir 72 horas del evento.

GUÍA DE MANEJO DE URGENCIAS TOXICOLÓGICAS

Lecturas recomendadas:

1. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. Documentation of the TLV’s for substances in workroom air. 3rd ed. Cincinnati, Ohio, 1971.
2. Appelgren, L. E. et al. Testing of ethylene oxide for mutagenicity using the micronucleus test in mice and rats. Acta pharmacol. Toxicol. 43:69-71, 1978.
3. Association for the advancement of medical instrumentation. Ethylene oxide gas ventilation: recomendations and safe use. Missouri, 1981.
4. Ehrenberg, L. et al. Evaluation of genetic risks of Alkylating agents. Tissue doses in the mouse from air contaminated with ethylene oxide. Mutat. Res., 24:83-103, 1974.
5. European Chemical Industry Ecology Toxicology Centre (ECETOC). Toxicity of ethylene oxide and its relevance to man. Brussels, 1982. (Technical report N°. 5).
6. Prat-Marín, A. & Sanz-Gallén, P. Aspectos toxicológicos de la exposición al óxido de etileno. Rev. Saúde públ., S. Paulo, 21:523-8, 1987.
7. Goldfrank R., Lewis. Goldfrank’s Toxicologic Emergencies. New York, USA. McGraw-Hill. 8th Edition. 2006.
8. Olson, K. R. Poisoning & Drug Overdose. 5th Edition. McGraw-Hill USA. 2007.