AEROSOLTERAPIA. Definición. Conceptos. A Paramá Fontenla a S Filgueira Martínez a JA Mosquera Pestaña a

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1 AEROSOLTERAPIA A Paramá Fontenla a S Filgueira Martínez a JA Mosquera Pestaña a a Servicio de Neumología. Instituto Nacional de Silicosis. Oviedo. Definición Los aerosoles son partículas sólidas o líquidas vehiculadas por gas, llamándose cuando son sólidas polvo o humos y si son líquidos nieblas. Se usan en medicina como métodos diagnósticos y terapéuticos. Los aerosoles terapéuticos están especialmente indicados en enfermedades pulmonares, pues van directos al órgano enfermo, permitiendo reducir la dosis que sería necesaria por otras vías o sistemas de administración. Conceptos Los aerosoles se depositan por sedimentación, impactación y difusión y este comportamiento además de otras características (viscosidad, fuerzas electrostáticas, etc.) depende de su tamaño (fig. 1). Fig. 1. Esquema de la farmacocinética de los fármacos inhalados. Modificado de "Guía para la administración de fármacos por vía inhalatoria". M. a Dolores Fraga Fuentes,

2 Aerosoles monodispersos Son aquellos en los que todas las partículas tienen el mismo tamaño. En la naturaleza, prácticamente todos son heterodispersos. Diámetro aerodinámico Es el diámetro de una partícula de densidad unidad (1g/ml), que se comporta igual que la partícula que se estudia. Diámetro de la masa media Es aquel diámetro en que la mitad de las partículas tienen un diámetro menor, y la otra mitad tendrían el diámetro mayor. Diámetro de la masa media aerodinámico Es el diámetro de la masa media multiplicado por la raíz cuadrada de la densidad de la partícula. La descripción del tamaño de un aerosol viene dada por el diámetro de la masa media aerodinámica y la desviación estándar geométrica (DSG) (número adimensional) que indica la variedad del diámetro del aerosol; así, una DGS de 1 significa que todas las partículas tienen igual diámetro. Partículas totales Es el total de partículas liberadas por el aparato. Partículas respirables Son las partículas menores de 5 micras de diámetro que tienen más posibilidades de alcanzar las vías aéreas. En otras definiciones el valor oscila entre 3 y 6,8 micras. Fracción respirable Es la porción de partículas respirables/partículas totales. Factores que influyen en la deposición del aerosol Tamaño de la partícula Las partículas mayores de 5 micras quedan en vías altas, siendo las menores las que pueden llegar a vías periféricas y alveolos. Las partículas muy pequeñas son exhaladas. En estudios para buscar el tamaño óptimo con anticolinérgicos y beta-2 estimulantes, usando 3 tipos de diámetro de aerosol monodisperso: 1,5; 2,8; y 5 micras, el mayor beneficio ocurría en obstrucción intensa con aerosoles próximos a las 3 micras 1,2. Volumen inspiratorio Inhalar con volúmenes inspirados grandes produce mejores broncodilataciones 3, pero los flujos inspiratorios altos producen impactación y deposición en faringe y lo mismo ocurre si aumentan las 2

3 resistencias de las vías aéreas 4. Por este motivo la inhalación lenta de partículas relativamente grandes puede pasar las vías altas y llegar a vías pequeñas 5. Tipo de sistema de inhalación En cuanto a los diferentes tipos de sistemas de inhalación, los inhaladores presurizados, si liberan grandes dosis producen una impactación mayor en orofaringe, mientras que en los inhaladores de polvo seco el medicamento va unido a un portador como la lactosa, que en su trayecto se separa para generar partículas respirables; esta disgregación sólo ocurre en el 10%-20% y por lo tanto hay un considerable depósito nasofaríngeo. Otros factores como humedad, evaporación, etc., también intervienen. No se debe igualar deposición con distribución ni eficacia, pues con la impactación en vías altas la droga puede absorberse o redistribuirse por el líquido que recubre estas vías, haciendo igual de eficaz un aerosol en asmas estables, aunque el tamaño de partícula sea tan diferente como 1,4 o 5,5 micras 6-8. Tipos de inhaladores Existen 2 grandes grupos: inhaladores presurizados y de polvo seco (fig. 2). Fig. 2. Sistemas de dispensación de aerosoles más utilizados. Modificado de Manual de Neumología y Cirugía Torácica. SEPAR, INHALADORES PRESURIZADOS En los inhaladores presurizados el medicamento está disuelto o suspendido con el líquido propulsor; éste tiene un bajo punto de ebullición, generando al evaporarse presiones elevadas que rompen las partículas y las propulsa a una velocidad inicial de unos 100 km/hora, que se reduce rápidamente. Los líquidos propulsores clorofluorcarbonados han sido retirados por destruir la capa de ozono, y están siendo sustituidos por otros 9.Uno de los sustitutos es hidrofluoralkano (H), que genera la misma fracción respirable pero con menor diámetro de masa media aerodinámica 10. Se comprueba cómo la flutic asona y el salbutamol son con este nuevo propulsor igual de eficaces que con freón 10,11. Tiene ventajas añadir una cámara entre el inhalador y el paciente: la coordinación psicomotriz es mas fácil, retiene la fracción no respirable del aerosol (reduce efectos locales orofaríngeos) y aumenta el depósito pulmonar 12. 3

4 INHALADORES DE POLVO SECO Los inhaladores de polvo seco llevan el medicamento sólido, que es puesto en la vía aérea por la inspiración del paciente. Se clasifican en unidosis, donde el medicamento en cápsulas u óvulos tiene una sola dosis de fármaco, y multidosis, en los que el dispositivo lleva de 60 a 200 dosis. En estos últimos hay 2 tipos principales, a los que se están incorporando otros. El sistema Turbuhaler incorpora una unidad de carga desde el reservorio del medicamento, que es accionada al girar la base del dispositivo. La dosis emitida es reproducible con picos flujos inspiratorios (PIF) próximos a 60 l/min, por lo que se recomienda para niños mayores de 6 años. El Accuhaler (o Diskus) porta cápsulas medidas y selladas en fábrica, conectadas en banda, semejante a las balas de una ametralladora, que son colocadas y perforadas al girar la carcasa del contenedor. Éste funciona con PIF entre 30 y 90 l/min, por lo que se recomienda para mayores de 4 años con salbutamol y de 12 años para la combinación salbutamol y fluticasona 13. Están apareciendo otros aparatos más sofisticados, como: Spiros, donde el sistema iniciado por la respiración del enfermo es ayudado por un mecanismo asistido por baterías. Clickhaler, Easyhaler, Ultrahaler y Puvinal están en fase de estudio o ya en el mercado. Todos tienen mayor deposición en pulmón con flujos altos, lo que conlleva mayor impactación en faringe, excepto Spiros, que opera mejor con PIF De 15 l/min. El porcentaje de la dosis emitida que se deposita en los pulmones y que es la única activa es, aproximadamente 10% para los inhaladores presurizados sin cámara, 15% para Accuhaler, 25% para Turbuhaler, 30% para Clickhaler y 40% para Spiros 14. Es importante recalcar que un solo parámetro no da idea del comportamiento del aerosol en el organismo, porque son muchos los factores que intervienen. En los sistemas Accuhaler y Turbuhaler, el polvo es inhalado antes de alcanzar el PIF, indicando el relativo valor del mismo; otras variables son la mayor reproducibilidad para partículas finas (< 4,7 micras) del sistema Accuhaler, pero éstas eran producidas casi dos veces más en el Turbuhaler 15. Por esto la capacidad para mejorar al paciente con medidas objetivas tales como el VEMS no es diferente entre los distintos inhaladores tales como Turbuhaler, Accuhaler y Clickhaler, si se dan dosis equipotentes de medicamentos 16,17. Ventajas de los inhaladores Al ir el medicamento "directo" al pulmón o vía aérea necesita menos dosis, en una magnitud de 100 a veces inferior, que por otras vías, y en consecuencia tiene menor toxicidad. Inconvenientes El mayor es la dificultad para su realización. Cerca de la mitad de los pacientes lo hacen mal, especialmente los que tienen alteraciones cognitivas, déficits motores, ancianidad o incoordinación psicomotriz 18. 4

5 TÉCNICA DE INHALACIÓN Sólo el 36% de los médicos y el 30% de las enfermeras recuerdan la técnica correcta de inhalación. Es obligación del personal sanitario enseñar al paciente el uso correcto de los inhaladores. Inhaladores presurizados 1. El paciente estará incorporado para permitir la máxima expansión torácica. 2. Hay que destapar el cartucho y situarlo en posición vertical (forma de L). 3. Sujetar el cartucho entre los dedos índice (arriba) y pulgar (abajo) y agitarlo. 4. Efectuar una espiración lenta y profunda. 5. Colocar la boquilla del cartucho totalmente en la boca, cerrándola a su alrededor. 6. Inspirar lentamente por la boca con la lengua en el suelo del paladar. 7. Una vez iniciada la inspiración presionar el inhalador (una sola vez) y seguir inspirando lentamente hasta llenar totalmente los pulmones. Es importante que se efectúe una sola pulsación después de haber iniciado la inspiración. 8. Retirar el inhalador de la boca. Aguantar la respiración unos 3 segundos. 9. Si se debe de administrar una segunda dosis del mismo u otro aerosol, esperar unos 30 segundos. 10. Tapar el inhalador. Inhaladores del polvo seco La técnica es idéntica. La principal diferencia es que una vez preparado no se necesita pulsar el cartucho, con lo cual se evitan problemas de coordinación psicomotriz 19. Nebulizadores DEFINICIÓN Son aparatos que convierten líquidos en aerosol. Los inhaladores presurizados convierten soluciones en aerosoles, pero no entran en la categoría de nebulizadores 20. TIPOS Dependiendo de la energía utilizada en romper las moléculas líquidas para su aerosolización, disponemos de nebulizadores ultrasónicos o de chorro de aire. Estos últimos son los más utilizados, donde un gas (aire o oxígeno) procedente de un compresor o de bombona de gas comprimido se hace pasar por un estrecho orificio, haciendo que su velocidad aumente y descienda la presión (efecto Venturi). El tubo de alimentación conectado al reservorio con el líquido es succionado, por el efecto Bernoulli, y rompe las moléculas, originando partículas entre 15 y 500 micras. Una pantalla hace que por impacto las mayores vuelvan al reservorio, mientra las más pequeñas pueden ser inhaladas. El líquido del reservorio puede estar en solución o en suspensión; en este último caso las partículas de aerosol pueden no contener la droga 21. 5

6 Las diferencias entre los nebulizadores es tan grande que la Sociedad Europea exigirá que estos aparatos cumplan las normativas europeas (pr EN ). Características necesarias de los nebulizadores Para una correcta nebulización son necesarias las siguientes características por parte del nebulizador: 1. Fracción respirable mayor del 50% de la fracción total producida. 2. Flujo del gas propulsor: de 6 a 10 l /min. 3. Volumen residual del reservorio: el volumen final después de la aerosolización será menor de 1 ml, si la capacidad del reservorio es de 2 a 2,5 ml. Si el volumen residual es mayor, se necesitará una capacidad mayor. 4. Tiempo de nebulización menor de 10 min. 5. Diámetro de la masa media aerodinámica y su desviación estándar geométrica. 1. La dosis total de aerosol emitida y el volumen mínimo para una nebulización efectiva son parámetros inexcusables para establecer si el tratamiento es adecuado. 6. Limpieza con agua caliente y detergente, al menos una vez al día. 7. Otras características como viscosidad, patrón respiratorio, etc., son muy importantes, pero están limitadas porque los cálculos se hacen sobre solución salina y no en suspensiones. Otro problema es que cuando se usa compresor éste debe señalar el flujo dinámico; esto es, el flujo que produce una vez conectado a la cámara de nebulización, pues la resistencia de ella puede reducir considerablemente el flujo máximo estático 22. Tipos de fármacos nebulizables Son muchos y diversos: broncodilatadores, corticoides, antibióticos, insulina, etc. Los flujos, diámetro de masa media aerodinámica, volumen de llenado, etc., varían dependiendo de la preparación del medicamento y del lugar donde se desea que se deposite el aerosol. Por esto, para cada tipo de enfermedad y medicamento deben elegirse estas variables. Si se desea que la deposición sea en vías altas (rinitis, sinusitis), árbol bronquial (asma bronquial, EPOC) o en alveolos (profilaxis de pneumocistis), los diámetros de masa media aerodinámica del aerosol se recomiendan que sean: mayor de 10, entre 6 y 2, e inferiores a 1 micra respectivamente 23 Asegúrese de que el líquido a nebulizar es el correcto: solución, viscosidad, etc., y que cámara de nebulización y compresor (en caso que use esta fuente) son adecuados para la enfermedad que se desea tratar Elección del método de aerosolterapia El inhalador presurizado con cámara espaciadora tiene la misma eficacia en general que los inhaladores de polvo seco y que los nebulizadores. Los nebulizadores quedarán para los casos en que los otros métodos hayan fallado y prueben que son útiles 28. Estas situaciones son excepcionales y por lo tanto sólo deben usarse los inhaladores presurizados o de polvo seco. Referencias Bibliográficas: 1. Ganderton D. General factors influencing drug delivery to the lungs. Respir Med 1997; 91(Suppl A): Zanen P, Go LT, Lammeers JW. Optimas particle size for B2 agonist and anticholinergic aerosols in patients with severe airflow obstruction. Thorax 1996; 51: Riley DJ, Liu RT, Edelman NH. Enhanced responses to aerosolised brochodilator therapy in asthma using respiratory maneuvers. Chest 1979;76: Newhouse MT, Doloich MB, Control of asthma by aerosols. N Engl J Med 1986;315: Svartengren K, Philipson K, Svartengren M, Anderson M, Camner P. Tracheobronchial deposition and clearance in small airways in asthmatic objects. Eur Respir J. 1996;9:

7 6. Snell NJC, Gandeston D. Assessing lung deposition of inhaled medications. Consensus statement from a workshop of the British Association for lung reseach, held at the Institute of Biology. London UK on 7 April 1998 Respir Med 1999;93: [Medline] 7. Clay MM, Clarke SW. Effect of nebulised aerosol size on lung deposition in patient with mild asthma. Thorax 1987;42: [Medline] 8. Mitchell DM, Solomon MA, Tolfree SEJ, Short M, Spiro SG. Effect of particle size on bronchodilator aerosols on lung distribution and pulmonary function in patients with chronic asthma. Thorax 1987;42: [Medline] 9. Partridge MR, Woodcock AA, Sheffer AL. Chlorofluorcabon-free inhalers: are we ready for the change? Eur Respir J 1998;11: [Medline] 10. Magnussen H, for the comparative inhaled steroid investigation group (CISIG). Equivalent asthma control after dose reduction with HFA-134a beclomethasone solution aerosol. Respir Med 2000;94: [Medline] 11. Branstein G, Shasna R. Ventolin and flixotide: a pharmaceutical, pharmacological and clinical comparison of HFA and CFC products. Respir Med 2000;94(Suppl B): Gunawardena KA, Sohal T, Jones JI, Upchurch FC, Crompton GK. The spacehaler for delivery of salbutamol: a comparison with the standard meterd-dose inhaler plus Volumatic spacer device. Respir Med 1997;91: [Medline] 13. Hill LA, Slater AL. A comparison of the performance of two modern multidose dry powder asthma inhalers. Respir Med 1998;92: [Medline] 14. Anderson PJ. Delivery options and devices for aerosolized therapeutics. Chest 2001;120(Suppl):89S-93S. 15. Bisgaard H, Klug B, Sumby BS, Burnell PKP. Fine particle mass from the Diskus inhaler and Turbuhaler inhaler in children with asthma. Eur Respir J 1998;11: [Medline] 16. Newhouse MT, Nantel NP, Canbers CB, Pratt B, Parry-Billings M. Clickhaler (a novel dry powder inhaler) provides similar bonchodilation to pressurized meterd-dose inhaler, even at low flow rates. Chest 1999;115: [Medline] 17. Arvidsson P, Mellen A, Palmqvist M, Lotvall J. Equivalent therapeutic ratio of salbutamol given by Tubuhaler and Diskus. Respir Med 2000;94: [Medline] 18. Gray SL, Willians DM, Pulliam CC, Sirgo MA, Bishop AL, Donohue JF. Characteristics predicting incorrect metered-dose inhaler technique in older subjects. Arch Intern Med 1996;156: [Medline] 19. Giner J, Basualdo LV, Casan P, Hernández C, Martínez I, Macian V, et al, Normativa sobre la utilización de fármacos inhalados. Recomendaciones SEPAR. Barcelona: Doyma, Pavia D, Ziesenberg B. New liquid drug aerosol devices for inhalation therapy. Eur Respir Rev 2000;10: Boe J, Dennis JH, O'Driscoll BR. European Respiratory Society guidelines on the use of nebulizers. Eur Respir J 2001;18: [Medline] 22. Muers MF, Corris PA. Current best practice for Nebuliser treatment. Thorax 1997;52(Suppl. 2):S1-S Dantzenberg B, Nikander K. Choice of a device for each disease and medicine. Eur Respir Rev 2000;10: Higenbottan H. Key issues in nebulized drug delivery to adults. Eur Respir Rev 1997;7: Wilson AM, Nikander K, Brown PH. Drug device matching. Eur Respir Rev 2000; 76: Devadason SG, Linto JM, Le Soueg PN. Comparison of drug delivery from conventional versus 27. Kendrick AH, Smith EC, Denyer J. Nebulizers-fill volume, residual volume and matching of nebulizer to compressor. Respir Med 1995;89: [Medline] 28. Fitzgerald M. Acute asthma. Br Med J 2001;323: