A ergonomia da pipetagemAs foras dependem da seleo da pipeta

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Boas Prticas de Pipetagem

TM

1Avaliao

2Seleo

3Treinamento

5Operaes Rotineiras

4Calibrao

Parte da Srie GPPBoas Prticas de Pipetagem

O processo de pipetagem bem conhecido por cientistas ao redor do mundo. As pipetas so onipresentes, sendo um mecanismo simples que atende aos requisitos da rotina, desde o preparo da amostra at a sua introduo em um sistema de anlise final. Utilizar pipetas diferentes em um mesmo dia comum e cada unidade deve apresen-tar seus prprios desafios volume pequeno, grande ou multicanais. Os fatores ergonmicos associados a variedade de pipetas e aplicaes so importantes: falta de ergonomia pode levar fadiga, dor e risco de leses.

Diversos pontos crticos foram identificados como aqueles que mais prejudicam o nvel de conforto no uso da pipeta e subsequente desenvol-vimento de desconfortos dolorosos, comumente denominados Leso por Esforo Repetitivo (LER). Estas informaes foram publicadas por pesqui-sadores em ergonomia numa tentativa de criar a conscientizao sobre as questes de utilizao associadas pipetagem.1, 3, 4, 5, 6, 7 Um tema comum nestes estudos que a pipetagem uma atividade repetitiva e que exige esforo, e h uma forte associao entre pipetagem e o desenvolvimento de LER. Na verdade, pipetar durante um perodo um pouco maior que uma hora por dia no decorrer de um ano o suficiente para colocar as pessoas em risco, sendo que as chances aumentam de forma exponencial com a carga de trabalho e com a idade.1, 3, 4, 7

Um ponto de fundamental a quantidade de fora necessria para realizar a atividade, como pressionar o boto ou ejetar ponteiras. A maior parte desta fora feita pelo dedo polegar. No geral, o objetivo dos fabricantes de pipetas tem sido reduzir as foras de pipetagem ao mximo, com o intuito de aprimorar seu impacto ergonmico.

Encaixe e ejeo da ponteira

Encaixar uma ponteira na pipeta e depois ejet-la ao final da pipetagem so atividades muito associadas e constituem uma das atividades ligadas pipetagem que mais exigem fora. Como na maioria dos sistemas de pipetagem, o design da extremidade da pipeta tem formato cnico.

O processo de encaixe da ponteira na pipeta requer uma certa quantidade de fora para garantir a vedao adequada do sistema: muito pouca fora e haver o risco de vaza-mento e erro volumtrico. A tcnica do usurio para encaixe da ponteira pode variar, j que no existe uma maneira clara de se saber quanta fora deve ser aplicada para vedar o sistema.

Normalmente, o usurio ir adotar uma tcnica que proporcione certa segurana de que a ponteira foi encaixada e permanecer assim durante a maior parte do trabalho. Infeliz-mente, em sistemas de ponteira cnica tradicionais, h uma grande relao entre a quan-tidade de fora necessria para encaixar a ponteira e a quantidade para ejet-la, portanto, para aqueles que adotam uma tcnica que usa grande fora para encaixe, ser necessrio grande fora para ejeo (ver Figura 1, linha vermelha).

No trabalho de Lichty et al,6 uma srie de marcas de pipetas foi analisada e as foras medidas para encaixe e ejeo de ponteiras foram compiladas. Est claro que as foras para ejeo da ponteira so as mais significativas associadas s diversas etapas envol-vidas na pipetagem, mas h uma grande variao nas foras de ejeo da ponteira entre pipetas (ver Figura 2).

Figura 1

Relao entre as foras para encaixe e ejeo de ponteiras - comparao entre ponteira cnica tradicional e ponteira LTS da Rainin.

2

Fora de ejeo da ponteira crescente conforme encaixe da ponteira Ponteira da Marca "X" versus Pipetas Rainin LTS

Fora de Encaixe (kg)

For

a de

Eje

o

(kg) 4,0

3,0

2,0

1,0

0,00,0 5,0 10,0 15,0

Ponteira Rainin LTS, 250 L

Ponteira da Marca "X", 250 L

A Rainin resolveu este problema com o Sistema LiteTouch (LTS) de pipetas e ponteiras (Ver Figura 3). Aqui, tanto a extremidade da pipeta quanto o interior da ponteira apresentam uma superfcie cilndrica de encaixe perfeito. As ponteiras LTS possuem tambm um sistema de vedao prximo ao ponto de entrada e uma parada positiva no interior da ponteira. A parada positiva impede que a pipeta seja forada mais para dentro da ponteira alm do necessrio. Isto limita bastante a fora necessria para vedao e ainda garante que no haja vazamentos. Um limite bem definido da fora para vedao garante uma fora de ejeo mnima (Ver Figura 1). Este design exclusivo e simples, proporciona uma ferramenta que reduz significativamente uma das maiores fontes de fadiga muscular que causam LER.

RaininPipet-Lite (LTS)

Fabricante 3Pipeta Manual

Fabricante 2Pipeta Manual

Fabricante 4Pipeta Manual

Dados do Trabalho, 39, (2011), 177-185. Lichty et al

3,O kg - Homens

2,1 kg - Mulheres

kgf0 1 2 3 4 5

Figura 2 Comparao da fora de ejeo da ponteira de quatro pipetas populares. O esforo mximo recomendado para o dedo polegar de 2,1 kgf para mulheres e 3,0 kgf para homens.2

Figura 3 Mecanismo de vedao LTS da Rainin comparado ao sistema tradicional cnico

Tradicional

Vedao maior

Cnica

Encaixe por frico

LTS

Pequena vedao

Cilndrica

Parada positiva

3

4

Foras do mbolo

O sistema de pistes de pipetas manuais constitui a segunda rea de interesse ergonmico para o usurio onde tarefas repetitivas podem influenciar e gerar LER. Aps o encaixe da ponteira, pressionar o boto at o primeiro estgio contra a mola do curso (Ver Figura 4) prepara o sistema pipeta/ponteira para aspirao. Uma primeira parada clara e inconfun-dvel fundamental, uma vez que esta define a distncia necessria para mover o pisto e aspirar o volume desejado.

Mecanicamente, este primeiro estgio criado pelo encontro do pisto com a mola de purga pr-comprimida, mais rgida e que apresenta maior resistncia do que a mola do curso. Depois que o boto pressionado at o primeiro estgio, a ponteira inserida na soluo e o boto vagarosamente liberado para aspirar. A mola do curso realiza a aspira-o empurrando o boto de volta a posio inicial. A amostra dispensada na ltima etapa empurrando o boto para baixo contra a fora da mola do curso at o primeiro estgio e depois contra a fora da mola de purga para remover todo o lquido. Com todo o lquido dispensado, o boto liberado e retorna posio inicial.

No trabalho de Lichty,6 a fora de purga a segunda maior fora no processo de pipetagem (depois da fora de ejeo da ponteira) sendo que a fora da mola do curso a menor.

Figura 4 Pressionando o boto da pipeta manual para mostrar a posio inicial (iniciar dispensao), primeiro estgio (dispensao total) e segundo estgio (purga)

Posio Inicial

Primeiro Estgio

Segundo Estgio

5

Um importante aspecto das foras deste processo o sistema interno de vedao do pisto (Figura 5). A vedao produz um vcuo parcial que permite que o lquido seja puxado para o interior da ponteira medida que o pisto se move para cima ao longo do eixo. O sistema de vedao deve estar justo e firme o suficiente para manter o vcuo necessrio para toda a faixa de operao da pipeta. Se a vedao for muito justa, a fora necessria para empurrar o pisto para baixo e depois retorn-lo posio inicial ser excessiva. Se a vedao ficar relativamente frouxa, a fora necessria para mover o pisto para cima e para baixo ser menor, mas o potencial de vazamento aumentar.

Para os fabricantes de pipetas, h um equilbrio entre o design da vedao e a fora da mola do curso que devem ser considerados para se atender tanto s necessidades tcnicas de pipetagem precisa quanto necessidade individual do usurio de obter uma soluo ergonmica. Este desafio enfrentado de forma diferente pelos fabricantes, resultando em foras variveis para o pisto (ver Figura 6).

Fabricante 4Pipeta Manual

Fabricante 3Pipeta Manual

Fabricante 2Pipeta Manual

RaininPipet-Lite* (LTS)

kgf0 1 2 3 4 5 6 7

Pressionar Segurar Aspirar Dispensar e purgar

Figura 6 Comparao da fora de uso em quatro pipetas populares A fora mxima recomendada para o dedo polegar de 2,1 kgf para mulheres e 3,0 kgf para homens 2 *A nova Pipet-Lite XLS reduz a fora em at 43%

Figura 5 Sistema de vedao em pipetas manuais

Pisto

Mola do pisto

Suporte da mola

Selo

Oring

6

Figura 7 Selecionando o volume com uma mo

A Rainin desenvolveu selos de baixa frico e alta preciso para ajudar a reduzir a fora da mola de curso do pisto. Estes selos exigem fora mnima para se mover, ao mesmo tempo em que mantm o vcuo, o que permite uma mola de curso mais leve. Uma mola de curso mais leve possibilita uma mola de purga mais leve, pois a diferena nas foras das molas define o primeiro estgio. Desta forma, as foras de purga tambm so reduzidas.

Em ltima anlise, a melhor soluo para evitar foras no uso uma pipeta eletrnica, onde um motor controlado por microprocessador move o pisto, o que resulta em foras prximas a zero. Isto pode ser especialmente til no caso de pipetas multicanais, em que a fora de uso maior, e quando o pesquisador precisa homogeneizar amostras repetitiva e intensamente.

Selecionando o volume - alterando o volume de aspirao

Selecionar volumes de uma pipeta manual sempre necessrio para atender aos requisitos do experimento (Ex. mudar o volume de uma pipeta de 200 L para 50 L para adio de buffer especfico e depois voltar para 200 L para o prximo buffer). O processo para ajus-tar o volume, normalmente atravs de um boto de pequeno dimetro, requer vrios giros da combinao mo-dedos-polegar. Profissionais experientes podem at fazer isso com uma das mos, segurando e ajustando a pipeta ao mesmo tempo, enquanto seguram a amostra com a outra mo.

Um estudo realizado por Asundi et al5 indica que o ajuste de volume uma tarefa que requer muita atividade muscular. Nos quatro msculos do polegar que foram testados, a mudana de volume gerou resposta muscular significativa, indicando um potencial para fadiga. Diferentes designs de pipeta podem reduzir ou aumentar a fora necessria para alterar o volume. Outro estudo realizado por Lichty et al6 encontrou uma relao positiva entre o fcil ajuste do volume e a produtividade do trabalhador, provavelmente porque um tempo significante dedicado s selees de volume durante operaes de rotina.

A Rainin reduziu as foras associadas seleo do volume por meio de um boto grande e fcil de segurar, e parafuso com mecanismo de baixo atrito. Uma trava de ajuste impede a troca acidental do volume selecionado entre as etapas de pipetagem. Com esta combi-nao, um operador pode facilmente destravar, selecionar o volume e travar o mecanismo com uma das mos e com mnima necessidade de fora, (ver Figura 7).

7

Repetio

Pipetar uma vez apenas no ir afetar sua mo, mas pipetar centenas de vezes durante vrias horas certamente ir afet-la. As chances de sofrer leses aumenta muito com trabalhos repetitivos. Felizmente, existem diversas solues diretas.

O primeiro tipo de soluo usar produtos que faam o trabalho para voc. Pipetas multica-nais e plataformas de pipetagem com 96 posies reduzem a repetio ao pipetar mltiplas amostras de uma s vez. Pipetas eletrnicas podem semi-automatizar determinadas funes, como dispensar mltiplas alquotas com uma nica aspirao, mistura automtica ou mudana automtica dos volumes programados em uma sequncia pr-determinada.

O segundo tipo de soluo modificar os hbitos de pipetagem para reduzir os efeitos do trabalho repetitivo. Tente fazer algumas paradas regularmente, troque de mos, alongue seus membros, mantendo uma boa postura (minimize a toro de seus ombros, braos e pulsos; manipule objetos na altura dos ombros ou abaixo).

Manuseio

O conforto no manuseio est positivamente associado reduo de desconforto nas mos e braos6. Entre os fatores importantes para um manuseio confortvel esto o formato do corpo da pipeta e o apoio para as mos, assim como a distncia que seu polegar precisa para alcanar a parte de cima do boto. Tente segurar a pipeta com o mnimo de fora necessrio para manter o controle.

Concluso e Recomendaes

A ergonomia na pipetagem , geralmente, bem compreendida. Foras de pipetagem maiores e longos perodos de pipetagem esto associados ao desenvolvimento de LER. As recomenda-es a seguir iro ajudar os pesquisadores a minimizar suas chances de desenvolver LER.

Procure pistes que exijam menos fora

Verifique as foras da mola associadas ao pisto.

Compare as novas pipetas com as antigas.

Use pipetas eletrnicas quando possvel.

Faa a manuteno de suas pipetas regularmente para manter o funcionamento em timo estado.

Manter o pisto e os selos de vedao limpos ir reduzir o atrito e, desta forma, a fora de pipetagem ser menor, mantendo melhor preciso e exatido.

Procure ponteiras com menor fora de ejeo

Compare as foras de ejeo da ponteira de diferentes pipetas Considere que uma pipeta que precisa de muita fora para encaixe da ponteira provavelmente levar a uma fora maior de ejeo. Lembre-se que pipetas multicanais geralmente precisam de foras maiores, exigindo mais fora do polegar.

Outras consideraes

Use pipetas com apoio para as mos que se encaixe confortavelmente em sua mo sem ter que usar de muita fora.

Diminua a fora associada seleo do volume usando uma pipeta com uma trava de volume, mecanismo de baixo atrito e um boto de tamanho grande e que proporcione um bom manuseio.

Reduza a pipetagem repetitiva usando pipetas eletrnicas, multicanais e plataformas de 96 posies. Faa paradas e, se possvel, troque as mos e alongue braos e mos.

Referncias

1 Bjrksten MG, Almby B, Jansson ES. Hand and shoulder ailments among laboratory technicians using modern

plunger-operated pipettes. Appl Ergon. 1994 Abr;25(2):88-94.

2 Kroemer KH. Cumulative trauma disorders: their recognition and ergonomics measures to avoid them.

Appl Ergon. 1989 Dez;20(4):274-80.

3 McGlothlin JD, Hales TR. Health Hazard Evaluation Report at Scientific Application International Corporation,

Frederick, Maryland. Cincinnati, OH: EUA Departamento de Sade e Servios Humanos, Servio de Sade Pblica,

Centros de Controle e Preveno de Doenas, Instituto Nacional de Segurana e Sade Ocupacional.

Relatrio HETA n. 95-0294-2594. (Agosto 1996.)

4 Fredriksson K. Laboratory work with automatic pipettes: a study on how pipetting affects the thumb. Ergonomics.

1995 Maio;38(5):1067-73.

5 Asundi KR, Bach JM, Rempel DM. Thumb force and muscle loads are influenced by the design of a mechanical

pipette and by pipetting tasks. Hum Factors. 2005 Primavera;47(1):67-76.

6 Lichty MG, Janowitz IL, Rempel DM. Ergonomic evaluation of ten single-channel pipettes.

Work. 2011;39(2):177-85.

7 David G, Buckle P. A questionnaire survey of the ergonomic problems associated with pipettes and their usage

with specific reference to work-related upper limb disorders. Appl Ergon. 1997 Ago;28(4):257-62.

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