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Neumol Pediatr 2018; 13 (4): 149 - 163
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Terapia inhalatoria en pacientes que reciben ventilación mecánica
menor que el DAMM. La Desviación Estándar Geométrica (DEG)
es la razón entre el DAMM y el diámetro de las partículas a una
desviación estándar de la mediana. Cuando la DEG es menor a
1.22 se considera a un aerosol como monodisperso, si este valor
es mayor se le considera heterodisperso. Mientras mayor es el
DAMM, mayor es el tamaño medio de las partículas; mientras
mayor es la DEG, más amplia es la dispersión de tamaños de
las partículas en ese aerosol. En general, los aerosoles de uso
médico son heterodispersos (2).
El DAMM normaliza el tamaño de la partícula al
comportamiento de una gota de agua esférica, que por definición
tiene una densidad de uno. Ya que los aerosoles de uso médico
no tienen nunca un diámetro, forma o densidad uniforme,
el DAMM es determinado por métodos de impacto inercial,
dispersión y difracción de láser o de procesamiento digital de
imágenes, entre otros (2,3).
El método primario para determinar el diámetro de las
partículas y su distribución es el impactador inercial de cascada.
Por ejemplo, el impactador en cascada de Andersen posee 8
etapas diferentes (colectores), capturando partículas de 0.43 a
9.0 μm cuando se opera con flujo de 28 l/min. El impactador
Next Generation consta de 7 colectores y captura partículas
de 0.24 a 11.7 μm a 30 l/min. La distribución del tamaño
aerodinámico de las partículas se construye con las cantidades
de medicamento depositadas en cada colector. La suma de la
masa de medicamento recolectada por el aparato se reporta
como “dosis entregada”. Al realizar la suma parcial de la masa
de medicamento en los colectores de diámetro más pequeño se
obtiene la “dosis respirable” o “dosis de partículas finas”, cuyo
límite se puede fijar arbitrariamente en partículas menores a
6.4, 5.0 ó 3.0 μm. Con frecuencia la “dosis de partículas finas”
(o dosis respirable) incluye a aquellas con diámetros entre 1 a 5
μm (4).
Cuando una partícula de aerosol aumenta su
tamaño, también lo hace su masa. Al doblar el radio de una
esfera, el volumen aumenta aproximadamente 8 veces, según
se desprende de la ecuación 2, donde
V
es el volumen de una
esfera y r el radio de esta.
Al aumentar el volumen, la masa se incrementa
proporcionalmente. A medida que la masa de la partícula de
aerosol aumenta, la gravedad tendrá mayor influencia sobre ella
y permanecerá suspendida por menor tiempo.
Naturaleza física de las partículas
Higroscopicidad
Tendencia intrínseca de un material a captar humedad
desde su ambiente. Es influenciada por la cristalinidad del
material y la morfología de las partículas. Los medicamentos
higroscópicos presentan mayor riesgo de inestabilidad física y
química.
La humedad puede captarse dentro del dispositivo
previo a la entrega o bien después de emitida la dosis hacia la
VA, donde la partícula se encuentra con un ambiente húmedo y
tibio (en carina 37°C y 99% de humedad relativa). La partícula
susceptible va a experimentar crecimiento higroscópico, lo
que aumenta su masa y dimensiones (5). Al ser inhalada, esta
partícula tiende a depositarse en la VA en una localización más
proximal que el de una partícula de aerosol no higroscópico. Esto
se debe a que las partículas higroscópicas tienden a coalescer,
formando partículas de mayor masa y volumen, las que tienden
a estar suspendidas por menor tiempo.
Tonicidad
Se refiere a la concentración de solutos en una
solución, en relación a la concentración en los fluidos corporales.
Al generar un aerosol con una solución hipertónica (>0,9%
NaCl), sus partículas serán higroscópicas, aumentando su
tamaño. Una solución isotónica (0,9 % NaCl) generará partículas
de aerosol con afinidad neutral por el agua. La partícula tiende
a permanecer estable. Una solución hipotónica (< 0,9% NaCl)
generará partículas de aerosol con tendencia a liberar agua, con
disminución del tamaño y masa de las partículas (6).
Carga eléctrica
Debido a los métodos empleados al generar un aerosol,
las partículas poseen una carga eléctrica. Este fenómeno parece
tener muy poco efecto sobre la fisiología del paciente, pero
influye sobre el depósito pulmonar, al ocurrir interacciones de
las partículas con las paredes de los dispositivos empleados (7).
Las partículas con carga positiva tienen un tránsito más lento en
la capa mucosa de la VA.
MECANISMOS DE DEPÓSITO DE UN AEROSOL
Las partículas se depositan en la VA cuando son
removidas de modo definitivo del flujo laminar que se ha
generado por la maniobra inspiratoria. El conocimiento de los
procesos y factores que influyen en el depósito de las partículas
en diferentes regiones de la VA le facilita al clínico escoger
la mejor terapia para su paciente. Existen cinco mecanismos
por los cuales una partícula puede depositarse en la VA:
impactación inercial, sedimentación, difusión,
intercepción y
precipitación electroestática (3). Los dos primeros mecanismos
están directamente relacionados con el tamaño de la partícula,
mientras que el tercero esta inversamente relacionado con este.
La intercepción depende de la forma de la partícula y ocurre
cuando se encuentran dos de ellas, lo que es más frecuente
para las partículas elongadas. La precipitación electroestática
se relaciona con la carga eléctrica, cuando se encuentran dos
partículas de cargas opuestas. Los mecanismos más relevantes
son los tres primeros.
Impactación inercial
Ocurre cuando las partículas del aerosol poseen
suficiente momentum (masa por velocidad), para mantener su
trayectoria a pesar de un cambio en la dirección del flujo aéreo,
colisionando así con las paredes de la VA. La probabilidad de
depósito inercial crece cuando la partícula es capaz de viajar
distancias largas, lo que depende de la movilidad de la partícula,
de su masa y de la velocidad. Esto se expresa en la ecuación 3,
Ecuación 2.
V
=
4/3
•
π
•
r
3