Residencia de emergentologia hospital central IPS Aerosolterapia en Ventilación Mecánica

1. Residencia de emergentologia hospital central IPS Aerosolterapia en Ventilación Mecánica Dr. Juan Cruz. julio 2012

2. Un aerosol es una suspensión de partículas líquidas o sólidas en un gas. Un nebulizador es un dispositivo que convierte un líquido en gotas de aerosol adecuado para inhalación de un paciente. La capacidad de una partícula para permanecer suspendida en un gas puede predecirse a partir de su forma, tamaño y densidad y la densidad y viscosidad del gas (Ley de Stokes). Propiedades de un aerosol: se expresan comúnmente por 2 variables, el diámetro aerodinámico medio de masa (MMAD), una medida del tamaño promedio de la partícula, y la desviación geométrica estándar (GSD), una medida de la distribución o heterogeneidad del tamaño de las partículas

3. Probable lugar de depósito del aerosol en relación al tamaño de la partícula Tamaño de partícula (µm) Lugar de depósito en el tracto respiratorio > 5 Vías aéreas superiores/circuito del ventilador 2–6 Mucosa Traqueo/bronquial. 0.5–3 Depósito Alveolar < 0.5 Permanecen suspendidos en gas, son exhalados

4. Task Group on Lung Dynamics theoretical model. El modelo divide el depósito de partículas en el tracto respiratorio en 3 zonas: nasofaríngea, traqueobronquial y pulmonar. History of Aerosol Therapy: Liquid Nebulization to MDIs to DPIs P J Anderson Respir Care 2005;50(9):1139 –1149

5. VENTAJAS DE LA AEROSOLTERAPIA • Administración directa del fármaco al lugar de acción • (epitelio bronquial y alveolar) • Inicio rápido de acción. (acceso rápido a la circulación • sistémica) • Usa menores dosis (que administración sistémica) para • lograr efectos deseados • Minimiza los efectos sistémicos adversos. R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622.

6. OBJETIVOS DE LA AEROSOLTERAPIA Alta eficiencia en la administraciòn de fármacos. Dosis repetibles Administración directa al sitio de acción Fácil uso del dispositivo Corta duración del tratamiento Riesgos mínimos para el paciente y el personal. Protección medio ambiental Costo-efectivo Rajiv Dhand. New Frontiers in Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation Respir Care 2004;49(6):666 – 677.

7. INHALADORES DE DOSIS MEDIDAS (MDI = METERED DOSE INHALERS) Dispositivos que contienen una mezcla presurizada de propelentes, agentes tensioactivos, conservantes, saborizantes, y fármaco activo (1 %). Conforme la mezcla se libera, los propelentes se evaporan, dependiendo de T° ambiental y propiedades físicas de la mezcla. El diseño del sistema de liberación debe optimizarse específicamente para cada mezcla. La sincronía pcte - MDI es dificil de alcanzar aunque es esencial para administrar efectivamente fármaco. Uso de aerocamara o espaciadores soluciona este problema. Existen una variedad de cámaras que encajan en circuitos del VM. Sin embargo, el usar estos dispositivos requiere una serie ordenada de pasos. Ya que los nebulizadores son de uso más sencillo y el limitado número de fármacos disponibles en MDI presurizados, su uso en pacientes en ventilación mecánica es aún limitado.

8. S P Newman. Principles of Metered-Dose Inhaler Design. Respir Care 2005;50(9):1177–1188.

9. S P Newman. Principles of Metered-Dose Inhaler Design. Respir Care 2005;50(9):1177–1188.

10. FUERZA DE IMPACTO MAXIMO Y TEMPERATURA CENTRAL MINIMA DE PRODUCTOS MDI BASADOS EN CFC E HFA S P Newman. Principles of Metered-Dose Inhaler Design. Respir Care 2005;50(9):1177–1188.

11. COMPARACION DE FORMULACIONES DE ALBUTEROL EN PROPELENTES CFC Y HFA S P Newman. Principles of Metered-Dose Inhaler Design. Respir Care 2005;50(9):1177–1188.

12. Bronchodilators Administered via pMDI in Mechanically Ventilated Patients* pMDI pressurized metered-dose inhaler *Commonly employed bronchodilator aerosols administered via pMDI to mechanically ventilated patients in the United States are shown †The doses indicated are those employed in stable, mechanically-ventilated patients. Higher doses may be required for patients experiencing episodes of acute bronchoconstriction. CFC chlorofluorocarbon HFA hydrofluoroalkane R. Dhand. Inhalation Therapy With Metered-Dose Inhalers and Dry Powder Inhalers in Mechanically Ventilated Patients. Respir Care 2005;50(10):1331–1344

13. NEBULIZADOR Existen 3 tipos nebulizadores: Jet, ultrasónicos y de malla vibratoria. Hay más de 35 diseños de nebulizadores jet; 7 ultrasónicos, y 6 de malla vibratoria. Su rendimiento varía ampliamente. M J O’Doherty, S H L Thomas. Nebuliser therapy in the intensive care unit. Thorax 1997; 52 (Suppl 2):S56–S59

15. Nebulizadores Jet Estos dispositivos dirigen un flujo de gas de 5 a 10 l/min a través de una cámara reservorio. El gas es acelerado a través de un orificio estrecho por encima del líquido, estando por encima una lámina deflectora. El chorro de alta velocidad resultante crea una gradiente de presión negativa que convierte al fármaco en solución en un aerosol. El tamaño de las partículas generadas varía considerablemente; sin embargo, todas menos las más pequeñas golpean las paredes de la cámara o salen y retornan al reservorio. En el circuito del VM, el aerosol resultante es llevado en la corriente de gas emanado desde el VM hacia algún punto proximal al paciente. Los nebulizadores jet enfrían y tienden a concentrar las soluciones. También inflingen fuerzas cortantes que pueden degradar moléculas grandes o micro estructuras complejas tales como proteínas y liposomas.

16. Nebulizadores Ultrasónicos Estos aparatos se basan en cristales piezo eléctricos que vibran a altas frecuencias. El cristal emite vibraciones ultrasónicas, clásicamente a  3 MHz, las cuales son transmitidas a un depósito de líquido. La energía transmitida interrumpe la tensión superficial del líquido causando cavitación y aerosolización. Como regla general, a mayor frecuencia, más pequeña es la partícula generada. Los nebulizadores ultrasónicos calientan las soluciones, el efecto es proporcional a la frecuencia y, por consiguiente mientras más pequeñas sean las partículas generadas, más marcado el efecto.

17. Nebulizadores de malla vibrante Dispositivos que se basan en cristales piezo eléctricos vibrantes a alta frecuencia. El cristal es usado para vibrar una micro malla de alta precisión a muy alta frecuencia. Una micro bomba administra un pequeño volumen de líquido de un reservorio hacia la malla vibrante causando un aerosol preciso. Estos dispositivos no calientan ni enfrían las soluciones. Tampoco inflingen fuerzas de corte y por consiguiente son recomendables para uso con micro estructuras complejas y moléculas grandes.

18. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA TIPO DE DISPOSITIVO O SISTEMA GENERADOR DE AEROSOL CLINICAMENTE DISPONIBLE. Tipo Ventajas Desventajas Nebulizador jet de No requiere coordinación del paciente No es portátil pequeño volumen Efectivo con respiraciones corrientes Requiere fuente de gas presurizada Es posible usar dosis altas Tiempo de tratamiento prolongado Es posible modificar dosis Requiere limpieza del dispositivo No libera CFC Puede contaminarse Pueden usarse con O2 suplementario No toda medicación disponible en solución Puede administrarse terapias combinadas No aerosoliza bien las suspensiones si son compatibles Requiere preparación del dispositivo Variabilidad de rendimiento. Caro cuando se agrega un compresor Nebulizador No requiere coordinación del paciente Caro. Ultrasónico Es posible usar altas dosis Es necesario usar fuente eléctrica (empotrado o baterías) Es posible modificar las dosis Posible de contaminarse No liberan CFC No todas las medicaciones están disponibles en forma de solución Pequeño volumen Requiere preparar el dispositivo antes del tratamiento Silencioso No nebuliza bien las suspensiones Nuevos diseños pequeños y portátiles Posible degradación de fármacos Administración más rápida que nebulizador Irritación potencial de vías aéreas con jet de pequeño volumen algunos fármacos No pérdida de fármaco durante exhalación (dispositivo activado por la respiración )

19. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA TIPO DE DISPOSITIVO O SISTEMA GENERADOR DE AEROSOL CLINICAMENTE DISPONIBLE. Tipo Ventajas Desventajas MDI Presurizado Portátiles y compactos Necesario coordinar disparo con respiración Tiempo de tratamiento corto Requiere disparo del dispositivo No requiere preparación del fármaco Alto depósito faríngeo No contaminación de contenidos Se limita al número de dosis del dispositivo Alta reproducibilidad dosis a dosis Difícil determinar las dosis restantes Algunos deben usarse con boquillas Fácil de abusar (uso excesivo) activadas por respiración No todas las medicaciones están disponibles Muchos usan propelentes con CFC Aerocámaras, Reduce necesidad de coordinación del paciente Inhalación puede ser más complicada para algunos pacientes Espaciadores Reduce el depósito faríngeo Puede reducir dosis si no se usa apropiadamente Más caro que el MDI sólo Menos portátil que el MDI sólo DPI activados por respiración Requieren menor coordinación Requiere flujos inspiratorios moderados a altos No requiere propelentes Algunas unidades son de una sola dosis Pequeños y portátiles Pueden causar altos depósitos faríngeos Tiempo de tratamiento corto No todas las medicaciones disponibles Contadores de dosis en diseños más nuevos Device Selection ans Outcomes of aerosol Therapy: Evidence Based Guidelines. Chest 2005; 127; 335-371.

20. INDICACIONES PARA USO DE NEBULIZADORES EN PACIENTES EN VENTILACION MECANICA Indicación Tipo de Fármaco___________ De probable valor Asma / Broncoespasmo (B) -2 agonistas (salbutamol, terbutalina, etc) anticolinérgicos (bromuro de ipratropio). De posible valor Infección en niños por virus Ribavirina respiratorio sincicial (C) Displasia pulmonar en niños (C) Corticoides S.D.R.A. (C) Surfactante, Infecciòn pulmonar (C) Antibiòticos Hipertensiòn Pulmonar (C) Prostaciclina M J O’Doherty, S H L Thomas. Nebuliser therapy in the intensive care unit. Thorax 1997; 52 (Suppl 2):S56–S59

21. INDICACIONES PARA TERAPIA CON BRONCODILATADORES EN PACIENES CON VENTILACION MECANICA 1. Asma 2. Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica 3. Broncoespasmo agudo o sibilancias 4. Elevada resistencia de vías aéreas 5. Hiperinflación Dinámica 6. Dificultad en el destete. 7. Dependencia crónica del ventilador R. Dhand. Inhalation Therapy With Metered-Dose Inhalers and Dry Powder Inhalers in Mechanically Ventilated Patients. Respir Care 2005;50(10):1331–1344

22. TERAPIA INHALATORIA PARA CONDICIONES COMUNES HALLADAS EN PACIENTES ADULTOS EN UCI MÈDICAS Diagnóstico Terapia__________________ SDRA Surfactante, anti-inflamatorios Neumonia/sepsis Antibiòticos, surfactante? EPOC exacerbado Broncodilatadores, anti-inflamatorios Hipertensiòn Pulmonar Vasodilatadores Asma Broncodilatadores, anti-inflamatorios SDRA Sìndrome de Distress Respiratorio Agudo EPOC Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crònica Rajiv Dhand. New Frontiers in Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation Respir Care 2004;49(6):666 – 677.

23. Fármacos Aerosolizados Broncodilatadores Corticosteroides Agentes Mucolíticos Vasodilatadores Pulmonares Terapia Antimicrobiana Nebulizada Heparina, Antitrombina, Proteína C activada, Insulina, Bicarbonato de sodio

24. Comparación de los diferentes tipos de nebulizadoreS No hay estudios que comparen resultados entre los diferentes tipos de nebulizador en pacientes ventilados mecánicamente. Los nebulizadores jet son simples y baratos en comparación a los ultrasónicos o de malla vibradora y por lo tanto son os más comúnmente empleados. Dada la heterogeneidad del rendimiento de los diferentes diseños de nebulizadores jet, parece poco probable se pueda hacer un estudio comparativo. La desventaja más importante es la necesidad de usar una entrada adicional de 5 – 10 l/min de flujo de gas al circuito del ventilador, lo que afecta inevitablemente el volumen tidal y potencialmente la complacencia dinámica del perfil ventilatorio del paciente. Otras diferencias potencialmente significativas, como el tiempo para completar la terapia y el porcentaje de terapia administrada al blanco deseado, son más dependientes del circuito del ventilador y de los parámetros programados que del dispositivo generador de aerosol.

25. Factores generales que influyen en la estabilidad de un aerosol y el grado de depósito en la vía aérea. Naturaleza física de la partícula: • Tamaño y masa. • Higroscopicidad. • Tonicidad. • Carga eléctrica. Aerosol: • Tamaño de la partícula y gravedad. • Inercia. • Temperatura y humedad del gas. Paciente: • Edad. • Patrón respiratorio. • Anatomía de la vía aérea. • Mecánica respiratoria. Equipos: • Generador del aerosol (inhalador, nebulizador, polvo seco). • Tipo de medicamento. • Propelente. • Aerocámara o adaptador para circuito de VM.

26. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DEPÓSITO EN EL TRACTO • RESPIRATORIO INFERIOR DURANTE VENTILACIÓN MECÁNICA • Propiedades físicas y químicas de la medicación. • Características del dispositivo generador de aerosol. • Posición de dispositivo generador de aerosol en el circuito. • Programación del Ventilador. • Características del circuito del ventilador y del TET. • Humedad del aire inspirado. • Anatomía y secreciones de la vía aérea. A.G. Duarte. Inhaled Bronchodilator Administration During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):623–634.

27. Factores que influyen la administración de aerosoles en pcte en VM. MDI = metered dose inhaler. R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622.

28. Dispositivo MDI • Tipo de espaciador o adaptador. • Posición en el circuito. • Tipo de MDI utilizado. • Momento disparo del MDI • Medicamento • Dosis • Formulación • Tamaño y masa de la partícula • Sitio “blanco” de la entrega • Duración de la acción Ventilador • Modo ventilatorio • Volumen tidal • Frecuencia respiratoria • “trigger” (gatillo) • Forma de onda inspiratoria • Duración ciclo respiratorio • Dispositivo Nebulizador • Tipo de nebulizador • Posición en el circuito • Volumen de llenado • Flujo del gas • Ciclado: inspiración o continua • Duración de nebulización • Paciente • Severidad y mecanismo de la obstrucción • Presencia de hiperinsuflación dinámica • Sincronía del paciente con el ventilador • Mecanismo de obstrucción de vía aérea • Circuitos • Tamaño(diámetro) TET/ TQT • T° y humedad del gas inhalado • Densidad del gas inhalado Factores que influyen la administración de aerosoles en pcte en VM. MDI = metered dose inhaler. R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622.

29. Depósito de fármaco de un MDI, expresado como porcentaje de la dosis nominal de albuterol de un MDI con CFC en la cámara espaciadora, en el circuito del ventilador, el tubo endotraqueal (TET), y en los filtros a nivel bronquial, bajo condiciones de sequedad y humidificación en CMV. Bajo condiciones de sequedad el 30.4% de la dosis de un MDI con CFC se deposito en los bronquios. La presencia de humedad en el circuito reduce la administración en el mismo lugar a 16.2 %. Con MDI-HFA en condiciones secas, 22.0% de la droga administrada llega a los bronquios. La presencia de humedad en el circuito reduce la administración en el mismo lugar a 12.3%. Tanto en condiciones secas y de humedad la administración del fármaco a los bronquios con albuterol en MDI HFA fue menor que con MDI - CFC RH = humedad relativa R.Rhand. Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation: From Basic Techniques to New Devices. JAMPDD, 2008; 21(1) 45 - 60

30. Los paramétros óptimos del ventilador para el depósito periférico del fármaco son: Bajo flujo: facilita el transporte del gas y la mezcla del aerosol Alto volumen tidal: debe asegurar una amplia distribución Perfil inspiratorio largo, lento, continuo: minimiza el flujo turbulento, reduciendo el impacto proximal de las partículas. Pausa inspiratoria final larga: para maximizar el depósito de las partículas en las vías aéreas periféricas. PEEP bajo.

31. Adaptadores y espaciadores comercialmente disponibles que se usan para conectar un canister de MDI al circuito de un VM A:Collapsible spacer chamber. B: Aerosol cloud enhancer (ACE), wherein the aerosol flume is directed away from the patient. C: Noncollapsible spacer chamber. D: Bidirectional inline adapter. E: Inline adapter R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622.

32. Adaptadores para MDI a usar en el asa inspiratoria del circuito del ventilador mecánico

33. Aerocámara colapsable para circuito de ventilador: A) Extendida con el IDM en posición; B) Colapsada (AeroVent®, Trudell Medical International Canadá).

34. A) Adaptador para IDMp en circuitos de ventilación. La flecha señala el sentido del aerosol, el que se puede invertir (MDI Adaptor,Hudson RCI®, USA); B) Circuito para ventilación invasiva por traqueostomía utilizando BiPAP. El adaptador se interpuso entre el corrugado y el conector que posee la perforación de 2,5 mm. que actúa como portal exhalatorio.

35. A) Circuito de ventilación con adaptador para IDMp, entre el corrugado de 22 mm y la pieza en Y. El sentido del flujo apunta hacia el corrugado, como lo demuestra la flecha. Se observa un conector extensible entre la cánula y la Y del paciente. B) Administración del aerosol en el circuito. F. Iñiguez. Terapia inhalatoria en los pacientes con ventilación mecánica domiciliaria. Neumologia pediatrica

36. Aerochamber HC MV está diseñado para uso en ventilation mecánica. La cámara transparente permite ver el spray del aerosol. Debe conectarse en el asa inspiratoria del circuito del ventilador (tal como se muestra) o puede conectarse directamente al TET o TQT. R.Rhand. Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation: From Basic Techniques to New Devices. JAMPDD, 2008; 21(1) 45 - 60

37. Técnica Óptima para la Administración de Aerosol por MDI a un paciente Ventilado Mecánicamente • Revise la indicación, identifique al paciente, y evalúe la necesidad para el broncodilatador. • Aspire las secreciones del tubo endotraqueal y de vías aéreas. • Asegure que que el volumen tidal sea 500 mL • Si es posible, disminuya el flujo inspiratorio a 60 L/min • 5. Agite el MDI y caliéntelo a la temperatura de la mano. • 6. Coloque el MDI en una cámara espaciadora con adaptador en el circuito inspiratorio del ventilador. • 7. Retire el HME. No desconecte el humidificador. • 8. Coordine el disparo del MDI con el inicio de la inspiración. • 9. Espere al menos 15 s entre cada disparo; administre la dosis total. • 10. Vigile la presencia de respuestas adversas. • 11. Recoloque el HME. • 12. Documente la respuesta clinica. • MDI metered-dose inhaler • HME heat and moisture exchanger R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622. A.G. Duarte. Inhaled Bronchodilator Administration During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):623–634.

38. Cuando se una un filtro HME para humidificar durante la ventilación mecánica, el filtro atrapa las partículas de aerosol. El dispositivo Circuvent está diseñado para permitir administrar el aerosol sin desconectar el circuito para remover el filtro HME. Al girar un selector, el aerosol puede administrarse a través de un circuito alternativo sin pasar por el HME (flechas). Después que la administración del aerosol termina, girar el selector en sentido contrario retorna el circuito a su posción original. R.Rhand. Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation: From Basic Techniques to New Devices. JAMPDD, 2008; 21(1) 45 - 60

39. Técnica Optima para la administración de aerosol por Jet Nebulizador a pacientes en Ventilación Mecánica 1. Revise la indicación, identifique al paciente, y evalúe la necesidad del broncodilatador. 2. Aspire las secreciones del tubo endotraqueal y de vías aéreas. 3. Coloque el fármaco en el nebulizador y llene un volumen de 4–6 mL. 4. Coloque el nebulizador en la línea inspiratoria a 30 cm del tubo en Y del paciente. 5. Apague el flow-by o el flujo continuo durante la nebulización. 6. Remueva el HME del circuito. No desconecte el humidificador. 7. Programe el flujo de gas al nebulizador en 6–8 L/min a. Use el ventilador si satisface los requerimientos de flujo del nebulizador y cicla en la inspiración, o b. Use flujo continuo de una fuente externa. 8. Ajuste el volumen del ventilador o la presión límite para compensar el flujo añadido por el nebulizador. 9. Mueva periódicamente el nebulizador hasta que empieze a funcionar. (chillar) 10. Retire el nebulizador del circuito, enjuague con agua estéril, y séquelo, colóquelo en un lugar seguro. 11. Reconecte el HME, regrese los parámetros y alarmas del VM a los valores previos. 12. Monitorize al paciente por respuestas adversas. 13. Evalue los resultados y documente los hallazgos. HME = heat and moisture exchange R.Dhand, Basic Techniques for Aerosol Delivery During Mechanical Ventilation. Respir Care 2004;49(6):611– 622.

43. MUCHASGRACIAS

47. A) Aerocámara valvulada para traqueostomía; B) Conexión directa a la cánula (AeroTrach Plus®, Trudell Medical International Canadá).

48. A) Conector flexible, que puede extenderse por 5-6 cm. (15 mm. DE, 15 mm. DI). B) Conector extendido entre la cánula y la aerocámara (AirLife® pediatric connector for Omni-Flex® systems; Cardinal Health, Estados Unidos).