background image

AEROSOL AND DENTISTRY IN COVID ERA

JIDAM

“An Official Journal of IDA - Madras

Branch”©2020.

Available online

   

To access & cite this article  

 Website: jidam.idamadras.com

ABSTRACT

 

Aerosol  and  splatter  play  a  significant  role  in 

transmission  of infection  in  a  dental  set  up,  which  is  of 

great concern for the dentist and the patient. Major source 

of aerosol in a dental set up is from ultrasonic scalers and 

rotary  instrument  which  are  of  primary  importance  for 

performing  regular  dental  procedures.  Since  the 

aerosolized particles behave in a ballistic manner and can 

stay  suspended  in  air  for  a  long  period  of  time,  the 

probability  of  surface  contamination  and  transmission  of 

infection through contact  of  these  contaminated  surfaces 

within  dental  clinic  is  extremely  high.  Presently  our 

anxiety  due  to  possible  aerosol  contamination  has 

increased  multiple  folds  due  to  the  COVID-19  pandemic 

crisis.  Hence  knowing  the  properties  and  composition  of 

the  aerosol,  would  give  an  insight  into  reducing  the 

microbial load  in  the  aerosol  being  generated  during  the 

regular  dental procedures.

KEYWORDS: 

COVID, Aerosol procedure, Airborne 

infection

JIDAM/Chennai/Volume:7/Issue:3/Pages 91 - 95 / July- Sep 2020 

91

Address for Correspondence:

Dr. Lekha A, MDS,

Lecturer, Department of Periodontology,  

Sri Ramachandra Faculty of Dental 

Sciences, 

Sri Ramachandra Institute of Higher 

Education and Research, Chennai-600 

116, Tamilnadu, India.

Email id: drlekha@sriramachandra.edu.in

Received 

: 15.08.2020

Accepted 

: 16.09.2020

Published 

: 27.09.2020

REVIEW ARTICLE

Dr. Lekha A, Dr. S.K. Balaji

Department of Periodontology, Sri Ramachandra Faculty of Dental Sciences,

Sri Ramachandra Institute of Higher Education and Research, Chennai, Tamilnadu, India.

DOI:1.37841/jidam_2020_V7_I3_03


background image

JIDAM/Chennai/Volume:7/Issue:3/Pages 91 - 95 / July- Sep 2020 

Lekha et al : Dentist- Know Thy Aerosol

92

INTRODUCTION:

 

The  pioneering  work  done  by  Micik  and 

colleagues on aerobiology, have defined aerosols as 

those airborne

   

 particles less than 50 μm in diameter 

and  if  the  particles  size  was  larger  than  50  μm  in 

diameter, it was called as splatter

1-5

. These particles 

were found to behave in a ballistic manner.

 

The consensus has been that the major spread 

of infection in dental clinic is airborne infection due 

to aerosol that is generated during dental procedures 

and its potential to enter respiratory passages

6,7

.

 

These  aerosols  generated  during  the  dental 

procedure pose a risk factor for disease transmission 

among the dentist, the dental team and the patient. 

The potential source for spread of infection in a dental 

office can happen either through direct contact with 

body fluids of an infected patient or through indirect 

contact with contaminated environmental surfaces or

  

 

due to airborne particles from the infected patient.

8  

 

An  aerosol  cloud  is  generated  during 

various  dental  procedures  performed  using  rotary 

instruments,  ultrasonic  scalers,  air-water  syringe 

and air polishing instruments. The ubiquitous cloud 

of  aerosol  comprises  of  combination  of  materials 

originating from the within the oral cavity and from 

the Dental Unit Waterline (DUWL). The source of 

infectious contaminants present in the aerosol can be 

either from the operative site, saliva and respiratory 

sources. Literature evidence shows that the greatest 

amount  of  airborne  contamination  is  generated  by 

the  ultrasonic  scaler,  followed  by  the  air-driven 

high-speed hand piece, the air polisher and air-water 

syringe

5,9-14

.

COMPOSITION OF DENTAL AEROSOLS:

 

The  oral  fluids  are  grossly  contaminated 

with bacteria and viruses from supragingival plaque 

and also from deep periodontal pockets. Oral cavity 

being  a  part  of  the  oro-nasal  pharynx  complex, 

harbours microorganisms from the nose, throat and 

respiratory tract. Dental procedures which generate 

aerosol,  potentially  cause  airborne  contamination 

with organisms from some or all of these sources.

15

 

The  composition  of  dental  aerosol  varies 

with  operative  site  and  each  patient.  Hence 

it  is  extremely  difficult  to  analyse  the  aerosol 

qualitatively  and  quantitatively.  The  dental  aerosol 

supposedly  comprises  of  components  of  saliva, 

blood,  nasopharyngeal  secretions,  plaque,  tooth 

fragments  and  dental  material  used  for  treatment. 

Several studies have been done to assess the number 

of  bacteria  present  and  also  analysed  the  blood 

components present in the dental aerosol 

16,17

.

               Tuberculosis is considered as an occupational 

hazard in dentistry, because the most potential threat 

that can be present in dental aerosol is Mycobacterium 

tuberculosis

18,19

. Several other pathogenic organisms 

like  the  SARS  virus,  influenza  virus,  herpes  virus, 

pathogenic Streptococci and Staphylococci are found 

in the nasopharyngeal secretions and saliva, thereby 

increasing  the  risk  of  spread  of  infectious  disease 

conditions through dental aerosol

  

 

DROPLETS AND AEROSOLS – 

ITS SIGNIFICANCE IN DISEASE 

TRANSMISSION

 

Studies  have  proven  that  highly  virulent 

pathogens  like  severe  acute  respiratory  syndrome-

coronavirus  (SARS-CoV)  present  in  aerosol  can 

travel  distances  greater  than  six  feet

20

.  Surfaces 

contaminated  with  nosocomial  pathogens  are 

potential route of transmission for several infections

21

.

 

 

Human  corona  virus  including  SARS-CoV 

and  MERS-CoV  can  undergo  onward  transmission 

because  of  their  ability  to  persist  on  a  surface  for 

a few days, and also due to their ability to remain 

suspended  in  human  secretions 

21,22

. Acquisition  of 

pathogen  from  contaminated  surfaces  and  if  when 

transferred to the eyes, nose, or mouth can result in 

transmission of infection 

21

.


background image

JIDAM/Chennai/Volume:7/Issue:3/Pages 91 - 95 / July- Sep 2020 

Lekha et al : Dentist- Know Thy Aerosol

93

Disease transmission that occurs through Airborne route via Droplets or Aerosols

15

DISEASE

METHOD OF TRANSMISSION

Pneumonic Plague Transmits from one patient to another by inhalation of the causative 

bacteria, without contact with the usual insect vector (flea)

Tuberculosis

Transmits via Droplet nuclei which is expelled from the patient while 
coughing

Influenza

Transmission requires direct contact with the patient but can also be 
associated with coughing

Legionnaires’ 
Disease

Aerosolization and transmission of Legionella pneumophila can occur 
through air conditioning systems and hot tub spas

Severe Acute 
Respiratory 
Syndrome

Spread of disease through direct contact and aerosolized droplets

NOVEL CORONA VIRUS:

                      A  pneumonia  outbreak  with  unknown 

etiology  occurred  in  Wuhan,  China  by  the  end  of 

2019 and this disease condition was named corona 

virus  disease  2019  (COVID-19).  An  increase  in 

the  number  of  cases  reported  worldwide  prompted 

the  World  Health  Organization  (WHO)  to  declare 

the  COVID-19  crisis  a  “Public  Health  Emergency 

of  International  Concern”.  On  11  March  2020, 

WHO  declared  the  Novel  Coronavirus  Disease 

(COVID-19) outbreak to be a pandemic. The possible 

routes of this virus transmission are mainly through 

direct contact and droplet transmission. An exposure 

to  high  concentration  of  aerosol  in  a  relatively 

closed environment can be considered as one of the 

potential route of transmission of COVID-19. Since 

routine dental procedures like scaling generate high 

concentration  of  aerosol,  the  possibility  of  corona 

virus transmission in dental setting is relatively high. 

Hence  knowledge  on  disease  transmission  through 

aerosol  and  its  implication  in  dentistry  is  very 

essential, specifically during this pandemic crisis.

METHODS  OF 

REDUCING  AIRBORNE 

CONTAMINATION:

 

There  is  no  single  step  preventive  measure 

available to completely minimize the risk of infection 

to  dental  personnel  and  the  patients.  Hence  it  is 

advisable  to  follow  a  multiple  layer  of  preventive 

measures  because  a  single  layer  of  defense  can 

partially reduce the risk of cross infection. To reduce 

the potential danger from dental aerosol, layering of 

infection control procedures needs to be followed

15

Thus, the dental team can adopt the following layers

of preventive procedures that is necessary to reduce 

the dental aerosols

15

. Personal protection barriers such 

as gloves, masks and protective eyewear will serve 

as  a  first  layer  of  defense  in  protecting  the  dentist 

and the assistants within the operatory. Routine use 

of  an  antiseptic  preprocedural  mouthwash  such  as 

chlorhexidine will serve as a second layer of defense 

by minimizing the bacterial load in the oral cavity and 

use of a high-volume evacuator either by an assistant 

or attached to the instrument will reduce the quantity 

of  aerosol  being  generated.  Installation  of  devices 

such as HEPA filters, can serve as an additional layer of 

defense in reducing the aerosol contamination within 

the  operating  area.  The  appropriate  work  practice 

precautions are achieved by using rubber dams and 

HVEs, and hence should be followed during dental 

procedures

23

.

 

Centre  of  Disease  Control  has  suggested 

“Interim Infection Prevention and Control Guidance 

for Dental Settings during the Coronavirus Disease 

2019 Pandemic”

24

. Since the virus has been shown to 

persist in aerosol for hours and on some surfaces for 

few days under laboratory conditions, the potential 

risk  of  transmission  of  virus  in  a  dental  setting  is 

high.  But  there  are  currently  no  data  available  to 


background image

JIDAM/Chennai/Volume:7/Issue:3/Pages 91 - 95 / July- Sep 2020 

Lekha et al : Dentist- Know Thy Aerosol

94

assess the risk of Coronavirus disease transmission 

during dental practice. Hence CDC has developed a 

framework for healthcare personnel and healthcare 

systems for delivery of non-emergent care during the 

COVID-19  pandemic. Thorough  assessment  of  the 

patient should be carried out prior to providing any 

dental  treatment.  It  is  important  to  weigh  the  risk: 

benefit ratio for both the patient and the Dental Health 

Care Provider (DHCP) in deferring the treatment.

 

Availability of adequate Personal Protective 

Equipment  (PPE)  and  supplies  is  mandatory  to 

support both the patient and DHCP

24

. Implementation 

of tele-dentistry and triage protocols prior to dental 

treatment  should  be  followed.  CDC  have  also 

recommended  Infection  Prevention  and  Control 

(IPC) practices when providing dental healthcare for 

a patient with suspected or confirmed SARS-CoV-2 

infection and for routine dental healthcare delivery 

during the pandemic

24

.

CONCLUSION:

 

Considering  the  high  risk   of   exposure  

to  serious  disease  conditions  through  aerosol 

contamination among dental clinics, it is mandatory to 

adapt to various protocols which has been laid down 

to  reduce  the  quantity  of  aerosol  generated  during 

the routine dental procedures and also minimize the 

risk of exposure to dental health care provider and 

patients by following strict infection prevention and 

control measures.

FINANCIAL SUPPORT AND SPONSORSHIP:

Nil

CONFLICTS OF INTEREST:

There are no conflicts of interest.

REFERENCES:

1. 

Abel  LC,  Miller  RL,  Micik  RE,  Ryge  G. 

Studies  on  dental  aerobiology:  IV. Bacterial 

contamination  of  water  delivered  by  dental 

units. J Dent Res 1971 Nov;50(6):1567-9.

2. 

Micik RE, Miller RL, Mazzarella MA, Ryge 

G. Studies on dental aerobiology: I. Bacterial 

aerosols generated during dental procedures. 

J Dent Res 1969 Jan;48(1):49-56.

3. 

Miller RL, Micik RE, Abel C, Ryge G. Studies 

on dental aerobiology: II. Microbial splatter 

discharged  from  the  oral  cavity  of  dental 

patients. J Dent Res 1971 May 1;50(3):621-5.

4. 

Micik  RE,  Miller  RL,  Leong  AC.  Studies 

ondental aerobiology: III. Efficacy of surgical 

masks  in  protecting  dental  personnel  from 

airborne bacterial particles. J Dent Res 1971 

May;50(3):626-30.

5. 

Miller  RL,  Micik  RE. Air  pollution  and  its 

control in the dental office. Dent Clin N Amer 

1978 Jul;22(3):453.

6. 

Hinds  WC.  Aerosol  technology:  Properties, 

behavior,  and  measurement  of  airborne 

particles. New York: Wiley; 1982:6-8.

7. 

Cottone  JA,  Terezhalmy  GT,  Molinari  JA. 

Practical  infection  control  in  dentistry. 

Baltimore: Williams & Wilkins 1996:139-40.

8. 

Garner JS. Guideline for isolation precaution 

in  hospitals.  Infection  Control  &  Hospital 

Epidemio 1996;17(01):54-80.

9. 

Bentley  CD,  Burkhart  NW,  Crawford  JJ. 

Evaluating splatter and aerosol contamination 

during dental procedures. J Amer Dent Assoc 

1994 May 1;125(5):579-84.

10.  Legnani  P,  Checchi  L,  Pelliccioni  GA, 

D’Achille  C.  Atmospheric  contamination 

during  dental  procedures.  Quint  Internat. 

1994 Jun 1;25(6).

11. 

Gross KB, Overman PR, Cobb C, Brockmann 

S.  Aerosol  generation  by  two  ultrasonic 

scalers  and  one  sonic  scaler. A  comparative 

study.  J Dent Hyg: 1992 Sep;66(7):314-8.

12.  Muzzin KB, King TB, Berry CW. Assessing 

the  clinical  effectiveness  of  an  aerosol 

reduction device for the air polisher. J Amer 

Dent Assoc 1999 Sep 1;130(9):1354-9.

13.  Harrel  SK.  Clinical  use  of  an  aerosol- 

reduction  device  with  an  ultrasonic  scaler. 

Compendium  of  continuing  education  in 

dentistry  (Jamesburg,  NJ:  1995).  1996 

Dec;17(12):1185-93.

14.  Barnes  JB,  Harrel  SK,  Rivera-Hidalgo  F. 

Blood contamination of aerosols produced by 


background image

JIDAM/Chennai/Volume:7/Issue:3/Pages 91 - 95 / July- Sep 2020 

Lekha et al : Dentist- Know Thy Aerosol

95

in-vivo use of ultrasonic sealers. J Periodon 

1998 Apr;69(4):434-8.

15.  Harrel SK, Molinari J. Aerosols and splatter in 

dentistry: a brief review of the literature and 

infection  control  implications.  J Amer  Dent 

Assoc 2004 Apr 1;135(4):429-37.

16.  King  TB,  Muzzin  KB,  Berry  CW,  Anders 

LM. The effectiveness of an aerosol reduction 

device for ultrasonic sealers. J Periodont 1997 

Jan;68(1):45-9.

17.  Logothetis  DD,  Gross  KB,  Eberhart  A, 

Drisko  C.  Bacterial  airborne  contamination 

with  an  air-polishing  device.  G  Dent  1988 

Dec;36(6):496-9.

18.  Smith  WR,  Mason  KD,  Davies  D,  Onions 

JP.  Intra-oral  and  pulmonary  tuberculosis 

following dental treatment. The Lancet 1982 

Apr 10;319(8276):842-4.

19.  Belting CM, Haberfelde GC, Juhl LK. Spread 

of organisms from dental air rotor. J Amer Dent 

Assoc. 1964 May 1;68(5):648-51.

20.  Kutter JS, Spronken MI, Fraaij PL, Fouchier 

RA,  Herfst  S.  Transmission  routes  of 

respiratory viruses among humans. Curr Opin 

Vir 2018 Feb 1;28:142-51.

21.  Otter  JA,  Yezli    S,    Salkeld    JA,      French 

GL.  Evidence  that  contaminated  surfaces 

contribute  to  the  transmission  of  hospital 

pathogens  and  an  overview  of  strategies  to 

address  contaminated  surfaces  in  hospital 

settings.  Amer  J  Inf  Cont  2013  May 

1;41(5):S6-11.

22.  Kramer A, Schwebke I, Kampf G. How long 

do nosocomial pathogens persist on inanimate 

surfaces?  A  systematic  review.  BMC 

infectious diseases. 2006 Dec 1;6(1):130.

23.  Kohn WG, Collins AS, Cleveland JL, Harte 

JA, Eklund KJ, Malvitz DM. Guidelines for 

infection control in dental health-care settings 

2003.  MMWR  Recomm  Rep.  2003  Dec 

19;52(17):1-61

24.  Center  for  Disease  Control  and  Prevention. 

Dental Settings. Interim Infection Prevention 

and  Control  Guidance  for  Dental  Settings 

During the COVID-19 Response.