Dekontamination Verletzter nach chemischer Gefahrstoffexposition: Vergleichende Untersuchung zur Wirksamkeit medizinischer Reinigungstücher bei der In-vitro-Hautdekontamination - University of Regensburg Publication Server

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Langbehn, Hannes Benjamin

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Date of publication of this fulltext: 07 Jan 2019 05:20

Details

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	7 January 2019
Referee:	PD Dr. Michael Dittmar
Date of exam:	16 October 2018
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Anästhesiologie
Keywords:	Hautdekontamination, Reinigungstücher, Capsaicin, Dichlordiethylether, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, Gaschromatographie, Kontaminationsverschleppung, skin decontamination, hazardous substances, cleansing wipes, high performance liquid chromatography, gas chromatography, spreading of contamination
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	38157

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Abstract (German)

Abstract (German)

Hintergrund
Bei chemischer Kontamination der Haut bildet die umgehende Dekontamination, neben der Sicherung der Vitalfunktionen und einer eventuellen Antidot-Gabe, einen Schwerpunkt der akutmedizinischen Versorgung. Gegenwärtig wird die Dekontamination zumeist als Nassdekontamination mittels Schwamm und Wasser vollzogen. Vorangegangene Studien lassen Zweifel an diesem Vorgehen aufkommen, da es im Rahmen der Nassdekontamination zu einer Zunahme der perkutanen Absorption („Wash-in-Effekt“) und in Folge dessen zu einer Verstärkung der lokalen Hautreaktion als auch der systemischen Toxizität kommen kann. Bis dato ist darüber hinaus unklar welche Wischtechnik die beste Reinigungswirkung bei minimaler Kontaminationsverschleppung ermöglicht.

Fragestellung
In der der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine Dekontamination mit medizinischen Reinigungstüchern der konventionellen Nassdekontamination überlegen ist. Zudem wurden verschiedene Reinigungstechniken („Aufpressen“, „Drehen“, „Wischen“) in Bezug auf ihre Effektivität verglichen sowie der Einfluss der Expositionsdauer auf die Wirksamkeit der Dekontamination untersucht.

Material und Methoden
Nach Exposition der Hautoberfläche gegenüber zwei lipophiler Modellsubstanzen, Capsaicin (Wirkstoff in Pfefferspray) und 2,2-Dichlordiethylether (DCEE, Strukturanalogon von Senfgas), wurde die Haut mittels fünf verschiedener Verfahren dekontaminiert:
• Leitungswasser:
- Spülen unter fließendem Wasser: Volumen: 12 mL, Dauer: 30 s,
Temperatur 21,5 °C
• Spontex®-Schwamm:
- „Wischen“: 4-maliges, unidirektionales Wischen, Anpressdruck
0,5 N/cm^2
• Easyderm®-Reinigungstuch:
- „Wischen“: 4-maliges, unidirektionales Wischen, Anpressdruck
0,5 N/cm^2
- „Drehen“: 4-maliges Drehen um je 360°, Anpressdruck 0,5 N/cm^2
- „Aufpressen“: bewegungsloses Aufsetzten für 1 min, Anpressdruck
0,5 N/cm^2
Die Konzentration der Kontaminaten wurde anschließend mittels HPLC (Capsaicin) bzw. Headspace-Gaschromatographie (DCEE) sowohl in der Haut als auch im Dekontaminationsmaterial bestimmt. Die Unterschiede zwischen den Dekontaminationsverfahren wurden mit Hilfe einer einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) auf Signifikanz getestet.

Ergebnisse
Capsaicin konnte schwerer von der Haut entfernt werden als DCEE. Die Dekontaminationsverfahren zeigen in ihrer Wirksamkeit dennoch ähnliche Tendenzen für beide Substanzen: fließendes Wasser < Schwamm < Reinigungstuch. Sowohl bei Capsaicin als auch DCEE war die Spülung unter fließendem Wasser demnach am ineffektivsten. Relativ betrachtet waren die Rückstände in der Haut nach der Wisch-Dekontamination mit dem Reinigungstuch im Vergleich zur Spülung unter fließendem Wasser ca. 70 % geringer (Konzentration im Applikationsfelds [% der applizierten Dosis] – Capsaicin: 22,86 vs. 88,15 (p < 0,001); DCEE: 6,05 vs. 22,75 (p < 0,001)). Im Falle von Capsaicin war das Reinigungstuch dem Schwamm überlegen (22,86 % vs. 47,35 %; p < 0,001). Bei DCEE unterschieden sich Tuch und Schwamm hingegen nicht signifikant (6,05 % vs. 10,28 %; p = 0,112).
Anhand des Easyderm®-Tuches wurden die Reinigungstechniken „Aufpressen“, „Drehen“ und „Wischen“ in Bezug auf ihre Reinigungseffektivität verglichen. Zwar reduzierte „Wischen“ die Kontamination am stärksten, allerdings kam es im Zuge der Wischdekontamination zu einer Kontaminationsverschleppung in angrenzende Hautareale.
Die Effektivität der Dekontamination nahm mit steigender Expositionszeit pro Minute um 0,47 Prozentpunkte ab.

Schlussfolgerung
In einem standardisierten In-vitro-Modell ist die Dekontamination mit medizinischen Reinigungstüchern gleich bzw. teilweise sogar besser wirksam als die herkömmliche Nassdekontamination mittels Schwamm und Wasser. Medizinische Reinigungstücher könnten somit eine effektive und nebenwirkungsarme Alternative für die Hautdekontamination darstellen. Da es durch Wischen zu einer Kontaminationsverschleppung in angrenzende Hautareale kommt, scheinen drehende Reinigungsbewegungen bei der Spotdekontamination günstiger zu sein. Insgesamt ist die Dekontamination umso wirksamer, je schneller sie erfolgt.

Translation of the abstract (English)

Background
Besides maintaining and restoring vital functions (respiration/circulation), skin decontamination is of particular importance after contamination with hazardous substances. Currently wet decontamination with water, and where appropriate a sponge, is usually recommended. Recent studies, however, have raised doubts on the efficiency of wet decontamination processes, which were observed to enhance percutaneous absorption. In addition, it is ambiguous to what degree the decontamination technique contributes to further spreading the contaminants on the skin surface.

Objectives
The main objective of this study was to compare the effectiveness of skin cleansing wipes with the conventional wet decontamination. Furthermore, we evaluated different decontamination techniques (“wiping”, “dabbing”, and “rotating”) concerning their efficiency to remove topically applied substances from the skin surface. In addition, the study aims to investigate to which extent the duration of exposure with the hazardous substances had an influence on the decontamination capacity.

Methods
We applied two lipophilic test substances, capsaicin (i.a. an active ingredient in pepper spray) and 2,2′-dichlorodiethylether (a sulphur mustard simulant) onto the skin surface. Subsequently the skin was decontaminated using five different procedures:
• Tap water:
- rinsing under running water, volume: 12 mL, duration: 30 s,
temperature: 21.5° C
• Spontex®-sponge:
- „wiping“: four times, unidirectional, contact pressure 0.5 N cm^−2
• Easyderm®-wipe:
- „wiping“: four times, unidirectional, contact pressure 0.5 N cm^−2
- „rotating”: four times 360°, contact pressure 0.5 N cm^−2
- „dabbing“: the wipe was pressed onto the skin for 1 minute, contact
pressure 0.5 N cm^−2
The concentration of capsaicin in the different samples (skin, eluate, wipe, sponge) was determined by high performance liquid chromatography (HPLC) whereas the amount of 2,2′-dichlorodiethylether was quantified by headspace gas chromatography. Significant differences between the decontamination procedures were identified using ANOVA.

Results
Compared with 2,2′-dichlorodiethylether (DCEE) decontamination was less effective for Capsaicin. Nevertheless, decontamination procedures showed similar tendencies for both substances: whipping was most effective, followed by sponge decontamination and running water. In relative terms, the concentration of both substances in the skin was approximately 70 % lower when cleansing wipes were used instead of washing affected areas under running water (Concentration in the application site [% recovery rate] – Capsaicin: 22.86 vs. 88.15 (p < 0.001); DCEE: 6.05 vs. 22.75 (p < 0.001)). For DCEE no statistically significant difference could be detected between wipe and sponge (6.05 % vs. 10.28 %; p = 0.112). In case of capsaicin, however, cleansing wipes showed significant better decontamination results than the conventional sponge (22.86 % vs. 47.35 %; p < 0.001).
We evaluated different decontamination techniques (“wiping”, “dabbing”, and “rotating”) concerning their efficiency to remove topically applied substances from the skin surface. Wiping was associated with the lowest chemical residues in the application site after decontamination. The results indicate, however, that wiping may cause considerable spreading of contaminants on the skin surface.
Decontamination efficiency decreased with increasing exposure time by 0.47 percentage points per minute.

Conclusion
Findings from this in vitro study suggest that the decontamination capacity of cleansing wipes is equal to, or better than the conventional wet decontamination. Thus, cleansing wipes may be a well-suited alternative for skin decontamination from hazardous substances. Since wiping was associated with spreading of the contaminants on the skin surface, a rotating motion appears to be more favourable. The decontamination efficiency was highly time dependent and therefore decontamination should be performed as soon as possible.