Impacto da umidificação de gases e posição do nebulizador sob ventilação invasiva: estudo pré-clínico comparativo da deposição regional de aerossóis

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11056 (2023) Citar este artigo

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O sucesso da terapia com aerossol em pacientes sob ventilação mecânica depende de múltiplos fatores. Dentre estes, a posição do nebulizador no circuito do ventilador e a umidificação dos gases inalados podem influenciar fortemente a quantidade de fármaco depositado nas vias aéreas. Na verdade, o objetivo principal foi avaliar pré-clinicamente o impacto da umidificação de gases e da posição do nebulizador durante a ventilação mecânica invasiva em todo o pulmão e na deposição e perdas regionais de aerossóis. As vias respiratórias suínas ex vivo foram ventiladas em modo volumétrico controlado. Foram investigadas duas condições de umidade relativa e temperatura dos gases inalados. Para cada condição, foram estudadas quatro posições diferentes do nebulizador de malha vibratória: (i) próximo ao ventilador, (ii) logo antes do umidificador, (iii) 15 cm do adaptador da peça em Y e (iv) logo após a peça em Y. . A distribuição do tamanho do aerossol foi calculada usando impactor em cascata. A dose nebulizada, a deposição regional pulmonar e as perdas foram avaliadas por cintilografia com ácido dietileno-triamina-penta-acético marcado com 99mtecnécio. A dose média nebulizada foi de 95% ± 6%. Para condições secas, a média das frações depositadas no trato respiratório atingiu 18% (± 4%) próximo ao ventilador e 53% (± 4%) para posição proximal. Para condições umidificadas, atingiu 25% (± 3%) antes do umidificador, 57% (± 8%) antes da peça Y e 43% (± 11%) depois desta. A posição ideal do nebulizador é proximal antes do adaptador de peça em Y, mostrando uma dose pulmonar duas vezes maior do que as posições próximas ao ventilador. Condições secas têm maior probabilidade de causar deposição periférica de aerossóis nos pulmões. Mas a umidificação de gás parece difícil de interromper de forma eficiente e segura no uso clínico. Considerando o impacto do posicionamento otimizado, este estudo defende a manutenção da umidificação.

Há mais de 30 anos que os cuidados intensivos têm permitido aumentar a taxa de sobrevivência de pacientes em estado crítico. Apesar deste tremendo sucesso, algumas práticas clínicas em unidades de cuidados intensivos (UCI) ainda são lideradas por escolhas empíricas em vez de decisões baseadas em evidências. Entre estes, as práticas de nebulização em UTI baseiam-se em dados principais de antigos estudos in vitro1, embora possam ser descritas como de interesse essencial, considerando que 25% dos pacientes de UTI recebem nebulização de vários medicamentos2,3.

Diferentes parâmetros afetam a deposição pulmonar de aerossol terapêutico durante a ventilação mecânica invasiva. Primeiro, pode estar relacionado ao paciente (doença, mecânica pulmonar etc.), mas também ao par medicamento-nebulizador (propriedades físico-químicas do medicamento, desempenho do nebulizador etc.) e, por último, ao ventilador e seu circuito (sintonização e acionamento, aquecimento e umidificação do gás inspirado, posição do nebulizador no ramo inspiratório etc.)4,5,6. A influência destes parâmetros, em termos de fornecimento de aerossol ao paciente, é avaliada principalmente por estudos in vitro amplamente realizados através da medição da impactação do aerossol num filtro na extremidade do circuito do ventilador. Este ponto pode não ter relevância porque difere da administração no local desejado no trato respiratório (TR). Além disso, a perda expiratória não pode ser avaliada devido ao uso de filtros para coleta de aerossol7,8. Além disso, os estudos clínicos concentram-se principalmente nos resultados dos pacientes, como a eficácia terapêutica do tratamento7,9,10,11,12,13. De fato, a literatura é escassa sobre o impacto da umidificação e da posição do nebulizador na deposição regional de aerossóis em pacientes sob ventilação mecânica14,15. Além disso, esses raros dados publicados carecem de avaliação sistemática e devem ser extrapolados com cautela devido à ampla gama de práticas clínicas, tanto para ajuste do ventilador, dispositivos de nebulização utilizados e administração de medicamentos em aerossol2,15,16,17.

Portanto, é necessário preencher uma lacuna de dados em relação ao conhecimento específico dedicado à deposição regional de aerossóis em pacientes ventilados mecanicamente1. Contudo, restrições técnicas e restrições éticas limitam a pesquisa clínica em pacientes de UTI. Além disso, os modelos pré-clínicos in vivo existentes por vezes carecem de relevância (por exemplo, a fisiologia da ventilação dos roedores é muito diferente da dos humanos18,19,20,21,22) ou são difíceis de comparar com dados humanos in vivo.