Inhalation therapy in mechanical ventilation.

Patients with obstructive lung disease often require ventilatory support via invasive or noninvasive mechanical ventilation, depending on the severity of the exacerbation. The use of inhaled bronchodilators can significantly reduce airway resistance, contributing to the improvement of respiratory mechanics and patient-ventilator synchrony. Although various studies have been published on this topic, little is known about the effectiveness of the bronchodilators routinely prescribed for patients on mechanical ventilation or about the deposition of those drugs throughout the lungs. The inhaled bronchodilators most commonly used in ICUs are beta adrenergic agonists and anticholinergics. Various factors might influence the effect of bronchodilators, including ventilation mode, position of the spacer in the circuit, tube size, formulation, drug dose, severity of the disease, and patient-ventilator synchrony. Knowledge of the pharmacological properties of bronchodilators and the appropriate techniques for their administration is fundamental to optimizing the treatment of these patients.

INTRODUCTION

Patients with obstructive lung disease, such as COPD and bronchial asthma, often require ventilatory support via invasive mechanical ventilation (MV) or noninvasive MV (NIMV), depending on the severity of the exacerbation. Many such patients have increased airway resistance and, consequently, airway obstruction, which results in increased positive end-expiratory pressure (PEEP) and, consequently, auto-PEEP (also known as dynamic hyperinflation). Auto-PEEP results in increased respiratory effort, contributing to muscle fatigue in such patients.( 1 ) Therefore, the use of positive pressure MV can improve respiratory function, improving the outcomes of decompensated patients.( 2 ) The use of inhaled bronchodilators can significantly reduce airway resistance, contributing to the improvement of respiratory mechanics and patient-ventilator synchrony.

The major advantages of using inhalation therapy in such patients are selective treatment of the lungs and high drug concentrations in the airways. In addition, inhaled drugs have a more rapid onset of action and fewer systemic adverse effects than do drugs administered by other routes. However, correct inhaler technique and regular medication use are needed in order to improve drug efficacy, given that inhaled drugs have shorter half-lives.

In a recently published study, physician practices regarding the prescription of inhaled drugs were analyzed in 70 countries.( 2 ) Of the 854 intensivists whose responses were analyzed, 99% reported prescribing aerosol therapy to patients on MV, including those on NIMV, and 43% exclusively used nebulizers. During nebulization, ventilator settings were never changed by 77% of the respondents; in addition, 87% stated that ultrasonic nebulizers were superior to jet nebulizers. The aforementioned study provides evidence of the heterogeneity in prescribing inhaled drugs, showing that current scientific knowledge is poorly applied.

Although various studies have been published on this topic, little is known about the efficacy of the bronchodilators routinely prescribed for patients on MV or about the deposition of those drugs throughout the lungs. The use of inhaled drugs in patients requiring NIMV poses an even greater challenge.

INHALATION THERAPY DURING MV

The use of inhaled drugs has the advantage of allowing selective treatment of the lungs by delivering high drug concentrations to the airways, having a rapid onset of action and few systemic adverse effects. It is believed that the beneficial effects of inhaled drugs are smaller in patients on MV than in those breathing spontaneously. In an early study, only 2.9% of the administered dose reached the distal airway (vs. 11.9% when the dose was administered without an artificial airway)( 3 ); this might be due to a substantial drug loss caused by the turbulent flow produced by the respiratory prosthesis. However, precautions observed at the time of drug administration can improve lung drug deposition,( 4 ) as shown in Chart 1.

Chart 1.

Strategies to improve lung drug deposition during mechanical ventilation.

With regard to aerosol delivery devices, it was initially believed that lung drug deposition was better with the use of metered dose inhalers (MDIs) than with the use of conventional nebulizers.( 5 ) However, when the two types of devices are used correctly, the results are similar.( 6 , 7 ) In general, MDIs are more economical and pose a lower risk of nosocomial pneumonia.( 4 , 7 ) Clinical studies have shown that nebulizers and MDIs have similar effects on lung function, both types of devices resulting in equivalent changes in FEV1.( 6 )

Bronchodilators, corticosteroids, antibiotics, prostaglandins, nitric oxide, anticoagulants, and heliox can be administered via inhalation. However, inhalation is most commonly used for bronchodilator administration, improving ventilatory parameters and patient-ventilator synchrony in cases of airway constriction.( 8 ) Bronchodilators relax airway smooth muscles, reversing airway obstruction and preventing bronchoconstriction.( 6 ) Ventilator-dependent patients, COPD patients, and asthma patients routinely receive treatment with inhaled bronchodilators.

PHARMACOLOGICAL AGENTS

The inhaled bronchodilators that are most commonly used in the ICU are beta adrenergic agonists and anticholinergics.( 8 ) Beta adrenergic agonists can also be administered intravenously, subcutaneously, or orally; however, inhalation is the preferred route of administration because of direct lung delivery, need for a lower dose, rapid onset of action, and reduced systemic absorption, thus reducing adverse effects.( 6 , 8 , 9 ) One study evaluated the emergency room treatment of patients with asthma and showed that there is no evidence to support the use of intravenous β2 agonists, even in patients refractory to inhaled β2 agonists.( 10 ) Chart 2 shows the inhaled bronchodilators that are most commonly used in the ICU, including doses and pharmacological characteristics such as onset of action, time to peak effect, and duration of action.

Chart 2.

Doses and duration of action of the inhaled bronchodilators most commonly administered to patients on mechanical ventilation.

CLINICAL USE OF BRONCHODILATORS

In patients with COPD, long-acting β2 agonists and inhaled corticosteroids are used in order to relieve symptoms, improve quality of life, improve lung function, and prevent decompensation.( 8 ) In patients with exacerbation of COPD or severe asthma, emergency bronchodilator treatment is required. The drug of choice is a short-acting β2 agonist (e.g., albuterol), because short-acting β2 agonists have a more rapid onset of action and a greater bronchodilator effect and because they can be repeated at short intervals during bronchospasm attacks.( 6 ) The need for high doses in critically ill patients has led to studies of continuous nebulization in selected patients. However, the results are conflicting, showing no evidence that this strategy is beneficial.( 6 , 11 )

In general, the severity of asthma or COPD exacerbation can be best evaluated by the severity of the attack and the bronchodilator response than by previous lung function.

FACTORS THAT INFLUENCE INHALED DRUG DELIVERY DURING MV

In patients on MV, bronchodilators can be delivered by jet nebulizers, ultrasonic nebulizers, or MDIs. In the case of jet nebulizers, compressed gas generates aerosol particles that are delivered with tidal volume. This necessarily increases the tidal volume delivered in each inspiratory cycle. Ultrasonic nebulizers are available for certain ventilators. They deliver medicine by using high-frequency vibrations to convert the liquid into an aerosol and do not increase patient tidal volume during inhalation.

To date, no clinical differences have been found between jet and ultrasonic nebulizers.( 6 ) The disadvantages of conventional nebulizers include the need for an external flow source independent of the ventilator, the need to install the equipment, and the need for thorough cleaning. Ultrasonic nebulizers can provide a higher nebulization rate in a shorter period of time; however, their availability is limited by high cost.( 6 )

Studies investigating clinical differences between nebulizers and MDIs have yielded inconsistent results. The efficacy of MDI-delivered drugs depends particularly on the position of the tube in the ventilator circuit. In the case of MDI-delivered bronchodilators, a spacer is essential and can increase aerosol deposition in the airways by four to six times.( 12 - 14 ) A variety of spacers are available. It is currently believed that an MDI with a spacer is as effective as a nebulizer, being more practical and quicker to administer and requiring no disconnection from the ventilator circuit after each dose.

Many other factors influence aerosol deposition in the lower airways, as shown in Chart 3. Such factors include drug-related properties (including physical and chemical properties), the characteristics of the aerosol generator, the position of the aerosol generator in the ventilator circuit, ventilator settings, ventilation modes, heating and humidification of the inhaled air, the characteristics of the endotracheal tube, the anatomy of the airways, and the presence of respiratory secretions.( 15 - 17 )

Chart 3.

Factors influencing aerosol deposition in the airways during mechanical ventilation.

Even in ventilator-dependent patients, bronchodilators should preferentially be administered with the head of the bed elevated, given that the sitting position improves drug delivery.( 16 ) Heating and humidification of the inhaled air are required during ventilatory support in order to reduce the risk of ventilator-associated pneumonia. However, they increase particle impaction in the ventilator circuit, reducing aerosol deposition in the more distal airways by as much as 40%.( 12 , 13 )

The aerosol generator should be placed at a distance of 20-30 cm from the endotracheal tube, between the tube and the Y-piece of the ventilator circuit,( 16 , 18 , 19 ) as shown in Figure 1. This is due to the fact that the inspiratory limb of the ventilator circuit acts as an aerosol reservoir during exhalation.( 19 ) Synchronization of actuation with the beginning of inhalation increases lung drug deposition by as much as 30% when compared with failure to synchronize actuations with inhalation. A delay of 1-1.5 s between actuation and inhalation can reduce the efficacy of drug delivery.( 13 )

Ventilator settings also play an important role in inhaled drug delivery. A tidal volume of at least 500 mL,( 20 ) increased inspiratory time, and low inspiratory flow (30-50 L/min) are recommended in order to optimize lung drug deposition.( 16 , 18 , 20 ) Attention should be paid to the adverse effects of high (> 500 mL) tidal volume in patients with obstructive lung disease, given that it can worsen dynamic hyperinflation or cause barotrauma. According to the authors of an in vitro study, drug delivery by nebulizers can vary depending on the ventilation mode (i.e., pressure-controlled ventilation or volume-controlled ventilation). ( 21 ) However, there have been no clinical studies showing the beneficial effects of any particular ventilation mode on inhaled drug delivery.( 6 )

High and turbulent flows can increase particle impaction, increasing particle deposition in the proximal airways.( 17 ) The density of the inhaled gas also influences drug delivery. Inhalation of a less dense gas, such as a 70/30 mixture of helium and oxygen, makes airflow less turbulent and more laminar, facilitating inhaled drug delivery.( 22 , 23 )

BRONCHODILATOR RESPONSE DURING MV

Given that it is impossible to assess FEV1 and FVC in patients on MV, treatment response is evaluated on the basis of respiratory mechanics parameters. Treatment is aimed at reducing inspiratory airway resistance. Reduced inspiratory airway resistance can be confirmed by a reduction in peak pressure or in the difference between peak and plateau pressures during an inspiratory pause. A reduction of more than 10% in the variation in resistance indicates a significant bronchodilator response.( 6 ) It is important to analyze pre- and post-bronchodilator flow curves, which can show a reduction in intrinsic PEEP, i.e., a reduction in auto-PEEP.( 6 )

BRONCHODILATOR THERAPY DURING NIMV

Given the scientific evidence for the use of NIMV in patients with COPD or asthma, it is necessary to study bronchodilator administration during NIMV. Currently, in daily practice, for bronchodilator administration in patients on NIMV, the mask is removed and the drug is delivered as usual (i.e., by a nebulizer or MDI), or the device is connected to the mask or the ventilator circuit. There is currently no commercially available system designed specifically for inhalation therapy during NIMV.( 24 )

As is the case with invasive MV, the effect of the inhaled drug during NIMV depends on the pharmacological properties of the drug and on lung drug deposition. For better drug delivery, aerosol particles must be small enough to penetrate through the upper airways but large enough to avoid being eliminated by the expiratory flow. Devices that produce aerosols with mass of less than 2 µm are more efficient for pulmonary deposition during NIMV.( 17 )

In NIMV-dependent patients, an MDI with a spacer was found to be four to six times more efficient for bronchodilator administration than an MDI without a spacer.( 17 ) Nava et al.( 25 ) evaluated MDI-delivered albuterol in clinically stable COPD patients who were on NIMV and in those who were not. The authors found a significant increase in FEV1 after albuterol administration, regardless of the method used.( 25 )

Aerosol deposition in the mask and nasal cavity significantly reduces lung drug deposition,( 17 , 26 - 28 ) possibly reducing drug efficacy. However, a mask is required for ventilatory support in some patients with bronchospasm, in whom it can avoid intubation.( 29 - 32 ) For increased efficacy, the mask must be well secured. Leaks can significantly reduce drug delivery.( 33 )

Ventilators specifically designed for NIMV have a single-limb circuit, and exhalation valve position can influence the efficiency of aerosol delivery; this does not occur when an MDI is used. ( 17 ) Branconnier & Hess( 34 ) used an experimental model in which the leak port was incorporated either into the circuit or into the mask in order to determine whether albuterol delivered during NIMV was affected by the use of a nebulizer or an MDI. The authors found that, with the nebulizer, significantly more albuterol was delivered when the leak port was in the circuit than when it was in the mask.( 34 ) Calvert et al.( 35 ) reported that albuterol delivery was more efficient when the nebulizer was placed between the exhalation port and the ventilator for NIMV than when the nebulizer was placed between the exhalation port and the mask. In contrast, Abdelrahim et al.( 36 ) observed higher aerosol deposition when the nebulizer was placed between the exhalation port and the mask. The divergent results show that this is a controversial issue and indicate the need for further studies.

The position of the nebulizer in relation to the mask also plays an important role in aerosol deposition, front-loaded nebulizers being more efficient than bottom-loaded nebulizers in delivering drug to the patient.( 37 ) An in vitro study investigating the effect of ventilator settings and nebulizer position on albuterol delivery during NIMV showed that albuterol delivery varied significantly depending on nebulizer position in the ventilator circuit, inspiratory/expiratory pressure levels, and respiratory rate. Albuterol delivery was greatest (with as much as 25% of the nominal dose being delivered) when the nebulizer was placed between the mask and the circuit, when inspiratory pressure was highest (20 cmH2O), and when expiratory pressure was lowest (5 cmH2O).( 38 )

The extent of lung disease and the ability of patients to tolerate the mask also play a decisive role in the success of treatment with NIMV and inhalation therapy. Patient-ventilator synchrony improves lung drug deposition. A delay of 1-1.5 s between device actuation and the beginning of inhalation can significantly reduce the efficiency of drug delivery.( 13 , 17 )

FINAL CONSIDERATIONS

Many patients with COPD require ventilatory support via invasive MV or NIMV. Inhaled drug delivery is complex in this context. Multiple factors influence the efficacy of inhaled bronchodilators administered during MV. For improved drug efficacy, the appropriate dose and formulation should be prescribed. Measures that can improve the efficacy of bronchodilators include the use of a spacer, patient-ventilator synchrony, an appropriate interval between doses, and adjustment of the ventilator settings during administration.

Despite the recommendations for inhaled drug delivery, few such interventions are implemented in daily clinical practice. Knowledge of the factors influencing lung drug deposition is fundamental to optimizing the treatment of these patients.

INTRODUÇÃO

Pacientes com doenças pulmonares obstrutivas, como DPOC e asma brônquica, frequentemente necessitam de suporte ventilatório com ventilação mecânica (VM) invasiva ou não invasiva (VNI), dependendo da gravidade da exacerbação. Muitos desses pacientes apresentam aumento da resistência das vias aéreas, com consequente obstrução ao fluxo expiratório, o que resulta em um aumento da positive end-expiratory pressure (PEEP, pressão expiratória final positiva), gerando auto-PEEP, fenômeno também conhecido como hiperinsuflação dinâmica. A presença de auto-PEEP gera um aumento do esforço ventilatório, contribuindo para a fadiga muscular nesses pacientes.( 1 ) Desta maneira, o uso da VM com pressão positiva pode aliviar a disfunção ventilatória, melhorando o desfecho nos pacientes descompensados. ( 2 ) O uso de broncodilatadores inalatórios pode reduzir significativamente a resistência das vias aéreas, contribuindo para a melhora da mecânica respiratória e da sincronia do paciente com o respirador.

O tratamento seletivo pulmonar e a elevada concentração de medicação nas vias aéreas são vantagens importantes do uso da terapia inalatória nesses pacientes. As propriedades farmacológicas conferidas pela via de administração incluem um início de ação mais rápido e poucos efeitos adversos sistêmicos. Porém, para melhor efetividade das drogas, há a necessidade de técnicas específicas de inalação e de uso frequente da medicação, já que a meia-vida das drogas também é reduzida.

Um estudo publicado recentemente avaliou a prática diária de prescrição de drogas inalatórias em 70 países.( 2 ) Dos 854 médicos intensivistas avaliados, 99% prescreviam aerossóis para pacientes em VM, incluindo VNI, sendo 43% exclusivamente por nebulização. Durante a nebulização, os parâmetros do respirador não foram alterados em 77% dos casos, e 87% dos médicos consideraram a nebulização ultrassônica superior à nebulização por ar comprimido. Esse estudo evidencia a heterogeneidade na prescrição de drogas inalatórias, demonstrando a pobre aplicação do conhecimento científico atual.

Apesar dos diversos estudos publicados na literatura, pouco se conhece sobre a eficácia dos broncodilatadores rotineiramente prescritos para pacientes em VM, bem como a sua distribuição pulmonar. Um desafio ainda maior é a administração de drogas inalatórias em pacientes com necessidade de VNI.

TERAPIA INALATÓRIA EM VM

O uso de medicações por via inalatória tem como vantagem a possibilidade do tratamento pulmonar seletivo, disponibilizando uma concentração elevada da medicação nas vias aéreas, permitindo um início de ação rápido, com poucos efeitos adversos sistêmicos. Acredita-se que as drogas administradas durante a VM têm benefício menor do que nos pacientes em ventilação espontânea. Em um estudo antigo, apenas 2,9% da dose administrada alcançava a via aérea distal, comparado com 11,9% quando a administração ocorria sem via aérea artificial,( 3 ) o que pode ser justificado por uma perda substancial da droga pelo fluxo turbilhonado causado pela presença da prótese respiratória. Entretanto, alguns cuidados a serem observados no momento da administração da droga podem melhorar a distribuição do fármaco,( 4 ) conforme demonstrado no Quadro 1.

Quadro 1.

Estratégias para melhorar a distribuição da droga inalatória durante a ventilação mecânica.

Quanto aos dispositivos para a administração da droga, inicialmente se acreditava que o uso de inaladores pressurizados (IPs) proporcionaria uma melhor distribuição pulmonar do que a nebulização convencional.( 5 ) Entretanto, em condições adequadas de administração, os resultados são similares.( 6 , 7 ) Em geral, a terapia por IPs tem sido considerada mais econômica, com possível menor risco de pneumonia nosocomial. ( 4 , 7 ) Em estudos clínicos, a administração por nebulização ou IP produz efeitos similares na função pulmonar, com alterações equivalentes no VEF1.( 6 )

A via inalatória permite a administração de broncodilatadores, corticoides, antibióticos, prostaglandinas, óxido nítrico, drogas anticoagulantes e heliox. Entretanto, é para o uso dos broncodilatadores que a via inalatória é mais utilizada, podendo melhorar os parâmetros ventilatórios e a sincronia do paciente com o respirador quando há constrição da via aérea. ( 8 ) Os broncodilatadores relaxam a musculatura lisa da via aérea, revertendo a obstrução e prevenindo a broncoconstrição.( 6 ) Pacientes dependentes de VM, portadores de DPOC ou asma, recebem rotineiramente broncodilatadores inalatórios.

AGENTES FARMACOLÓGICOS

Os agonistas beta-adrenérgicos e as drogas anticolinérgicas são os broncodilatadores inalatórios mais usados em UTIs.( 8 ) Os agentes beta-adrenérgicos também podem ser administrados por via intravenosa, subcutânea ou oral; porém, a via inalatória é preferida pela disponibilidade pulmonar direta, necessidade de dose menor, início rápido de ação e menor absorção sistêmica, reduzindo efeitos adversos.( 6 , 8 , 9 ) Um estudo avaliou o tratamento de pacientes asmáticos na sala de emergência e demonstrou não haver evidências para o uso de ß2-agonistas por via endovenosa, mesmo em pacientes refratários à mesma medicação inalatória. ( 10 ) No Quadro 2 estão os principais broncodilatadores inalatórios usados em UTIs, com doses e características farmacológicas, tais como tempo de início, pico de ação e duração da ação.

USO CLÍNICO DOS BRONCODILATADORES

O uso de ß2-agonistas de longa duração e corticoides inalatórios em pacientes com DPOC tem como objetivos o alívio dos sintomas, a melhora da qualidade de vida e da função pulmonar, assim como a prevenção da descompensação. ( 8 ) Pacientes com exacerbação de DPOC ou de asma grave necessitam administração urgente de drogas broncodilatadoras. A droga de primeira escolha é o ß2-agonista de curta duração (por exemplo, salbutamol), por ter início de ação mais rápido e melhor efeito broncodilatador, podendo ser repetido em curtos intervalos de tempo na crise de broncoespasmo.( 6 ) A necessidade de altas doses em pacientes muito graves estimulou o estudo do uso de nebulização contínua em pacientes selecionados. Entretanto, os resultados são conflitantes, sem evidência comprovada de benefício com essa estratégia.( 6 , 11 )

Em geral, a gravidade da descompensação da asma ou da DPOC pode ser mais bem avaliada pela gravidade da crise e pela resposta ao broncodilatador do que pela função pulmonar prévia.

FATORES QUE INFLUENCIAM A OFERTA DAS DROGAS INALATÓRIAS DURANTE A VM

Em pacientes em VM, as drogas broncodilatadoras podem ser ofertadas através de nebulizadores que usam ar comprimido, nebulizadores ultrassônicos ou IPs. Quando se utilizam nebulizadores de ar comprimido, a compressão do gás cria partículas de aerossol que são ofertadas com o volume de ar corrente. Essa técnica, necessariamente, aumenta o volume de ar corrente ofertado ao paciente em cada ciclo inspiratório. Já os nebulizadores ultrassônicos, disponíveis em alguns respiradores, aerolizam o líquido através de vibrações de alta frequência e não aumentam o volume de ar corrente do paciente durante a inspiração.

Até o presente momento, não foi demonstrada uma diferença clínica entre o uso de um ou de outro tipo de nebulizador.( 6 ) Os nebulizadores convencionais têm como potenciais desvantagens a necessidade de fonte de fluxo externa ao respirador, necessidade de instalação do equipamento e de rigorosa higienização. Já os nebulizadores ultrassônicos podem proporcionar uma maior taxa de nebulização em menor tempo; porém, têm disponibilidade restrita pelo maior custo.( 6 )

Os resultados dos estudos são também inconsistentes sobre as diferenças clínicas entre uso de nebulização ou de IP. A eficiência da droga administrada por IP depende especialmente da adaptação do tubo ao circuito do respirador. Para a administração de broncodilatadores por esse dispositivo, é fundamental a presença de espaçador, que pode aumentar de quatro a seis vezes a deposição do aerossol nas vias aéreas.( 12 - 14 ) Uma variedade de modelos de espaçadores está disponível. Atualmente, acredita-se que o uso de IP com espaçador é tão eficaz quanto o uso de nebulização, sendo mais prático, exigindo menos tempo para administração e sem a necessidade de desconexão do circuito ventilatório a cada dose do tratamento.

Muitos outros fatores influenciam a deposição do aerossol nas vias aéreas inferiores, como demonstrado no Quadro 3. Entre eles estão as propriedades relacionadas às drogas, incluindo propriedades físicas e químicas, as características dos geradores de aerossol, a posição do gerador em relação ao circuito do respirador, os parâmetros e modos ventilatórios, a umidificação e o aquecimento do ar inspirado, as características do tubo endotraqueal e a anatomia das vias aéreas, bem como a presença de secreção respiratória.( 15 - 17 )

Quadro 3.

Fatores que influenciam a deposição do aerossol nas vias aéreas durante a ventilação mecânica.

Mesmo em pacientes dependentes de VM, prefere-se a posição com a cabeceira elevada para a administração do broncodilatador, uma vez que a posição sentada melhora a oferta da medicação.( 16 ) O aquecimento e a umidificação do ar inspirado são elementos necessários durante o suporte ventilatório pela redução do risco de pneumonia associada à VM. Entretanto, é importante lembrar que essas propriedades aumentam o impacto das partículas no circuito ventilatório, reduzindo em até 40% a deposição do aerossol nas vias aéreas mais distais.( 12 , 13 )

O gerador de partículas inaladas deve ficar posicionado a uma distância de 20 a 30 cm do tubo endotraqueal, entre o tubo e o Y do circuito,( 16 , 18 , 19 ) conforme a Figura 1. Isso porque a via inspiratória do circuito respiratório funciona como um reservatório do aerossol durante a fase expiratória.( 19 ) A sincronização da geração do aerossol com o início do fluxo inspiratório aumenta a taxa de deposição pulmonar em até 30%, quando comparada com a liberação não sincronizada. Um atraso de 1 a 1,5 segundos em relação ao ciclo inspiratório pode reduzir a eficácia da distribuição da droga.( 13 )

Os parâmetros respiratórios também são importantes na oferta da medicação inalada. Um volume de ar corrente mínimo de 500 ml,( 20 ) além de tempo inspiratório maior e de fluxo inspiratório baixo (30 a 50 l/min) são recomendados para otimizar a distribuição pulmonar da droga. ( 16 , 18 , 20 ) Deve-se atentar para os efeitos adversos do volume corrente elevado (> 500 ml) em pacientes com doença obstrutiva, podendo agravar a hiperinsuflação dinâmica ou provocar barotrauma. De acordo com dados de um estudo in vitro, a distribuição da droga nebulizada também pode variar conforme o modo ventilatório: pressão ou volume controlado.( 21 ) Entretanto, não existe um estudo clínico que comprove benefícios de algum modo ventilatório específico na administração de drogas inalatórias.( 6 )

Fluxos altos e turbulentos podem levar a um maior impacto das partículas, levando a maior deposição dessas nas vias aéreas proximais.( 17 ) A densidade do gás inalado também influencia a distribuição da droga. A inalação de gás menos denso, como a mistura hélio-oxigênio 70/30, torna o fluxo menos turbulento e mais linear, facilitando a distribuição da droga inalatória.( 22 , 23 )

RESPOSTA AO BRONCODILATADOR NA VM

Como não é possível a avaliação do VEF1 ou da CVF em pacientes submetidos à VM, a resposta ao tratamento é baseada em parâmetros de mecânica respiratória. O objetivo do tratamento deve incluir a redução da resistência inspiratória das vias aéreas, o que pode ser confirmado pela redução na pressão de pico ou na diferença entre a pressão de pico e a de platô durante uma pausa inspiratória. Uma redução de mais de 10% na variação da resistência indica resposta significativa ao broncodilatador.( 6 ) É importante avaliar a curva de fluxo antes e depois da administração dos broncodilatadores. Ainda na avaliação da curva de fluxo, pode-se também observar uma redução da PEEP intrínseca, ou seja, da auto-PEEP.( 6 )

TERAPIA BRONCODILATADORA DURANTE VNI

Diante da evidência científica para o uso de VNI em pacientes com DPOC ou asma, torna-se obrigatório o estudo da administração de broncodilatadores durante a VNI. Atualmente, na prática diária, para o uso de broncodilatadores em pacientes em VNI, a máscara é removida e a medicação é inalada como habitualmente (nebulização ou IP) ou o dispositivo é adaptado à máscara ou ao circuito do respirador. Até o presente momento, não há disponibilidade de sistemas específicos para o uso de terapia inalatória em VNI.( 24 )

Assim como na VM invasiva, o efeito da droga inalada vai depender das propriedades farmacológicas e da distribuição pulmonar da mesma. Para uma melhor deposição, as partículas de aerossol devem ser pequenas o suficiente para penetrar através das vias aéreas superiores, mas grandes o suficiente para evitar serem eliminadas pelo fluxo expiratório. Dispositivos que produzem aerossóis com massa menor de 2 µm são mais eficientes para a deposição pulmonar durante a VNI.( 17 )

Em pacientes dependentes de VNI, na administração de broncodilatadores por IP, o uso de espaçador aumenta a oferta da droga aos pulmões, aumentando a sua eficácia de quatro a seis vezes, quando comparado com a aplicação sem o espaçador.( 17 ) Em um estudo, Nava et al.( 25 ) avaliaram a aplicação de broncodilatador por IP em pacientes com DPOC clinicamente estáveis, com e sem VNI. Foi demonstrado um aumento significativo do VEF1 com a administração de salbutamol, independente do modo de aplicação.( 25 )

A deposição do aerossol na máscara e nas cavidades nasais reduz significativamente a distribuição pulmonar da droga,( 17 , 26 - 28 ) podendo reduzir a sua eficácia. Entretanto, o uso da máscara é necessário para o suporte ventilatório em alguns pacientes com broncoespasmo, podendo evitar a intubação.( 29 - 32 ) Para uma melhor eficácia, a máscara deve estar bem fixada. A presença de escape pode reduzir significativamente a oferta da medicação para o paciente.( 33 )

Em respiradores exclusivos de VNI (circuitos com apenas uma traqueia), a posição da válvula de exalação pode influenciar a eficiência da nebulização, fato que não é observado na administração por IP.( 17 ) Branconnier & Hess( 34 ) estudaram, em um modelo experimental, a oferta de salbutamol por nebulização e por IP, testados em modelos com exalação na máscara ou no circuito. Naquele estudo, a nebulização foi mais eficaz quando a exalação foi posicionada no circuito de traqueia do que na máscara.( 34 ) Calvert et al.( 35 ) relataram que a nebulização entre a exalação e o respirador de VNI tem melhor eficiência do que a colocada entre a exalação e a máscara. Em contraste, Abdelrahim et al.( 36 ) encontraram uma maior deposição de aerossol com a nebulização posicionada entre a exalação e a máscara. Os resultados divergentes confirmam a controvérsia sobre o assunto e demonstram a necessidade de mais estudos.

A orientação do nebulizador em relação à máscara também é importante para a deposição do aerossol, sendo que os nebulizadores frontais apresentam melhor distribuição da droga do que aqueles localizados lateralmente à máscara.( 37 ) Um estudo in vitro que avaliou os parâmetros ventilatórios e a posição do nebulizador na oferta do fármaco demonstrou uma variação importante na oferta do salbutamol dependendo do local do nebulizador no circuito, das pressões inspiratórias e expiratórias e da frequência respiratória. A oferta foi melhor (alcançando 25% da dose) quando o nebulizador foi colocado mais próximo ao paciente (entre a máscara e o circuito), quando a pressão inspiratória foi maior (20 cmH2O) e quando a pressão expiratória foi menor (5 cmH2O).( 38 )

A extensão da doença pulmonar e a habilidade do paciente de tolerar a máscara também são fatores decisivos no sucesso do tratamento com VNI combinado com terapia inalatória. A sincronização da ventilação do paciente com o respirador melhora a distribuição pulmonar do aerossol. Um atraso de 1 a 1,5 segundos na administração da droga em relação ao início da inspiração pode reduzir significativamente a sua eficiência.( 13 , 17 )

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Muitos pacientes com DPOC necessitam suporte ventilatório com VM invasiva ou VNI. A oferta das drogas inalatórias nesse contexto é complexa. Múltiplos são os fatores que influenciam a eficácia dos broncodilatadores quando administrados em VM. Para uma melhor efetividade da droga, recomenda-se a prescrição da dose adequada para a via inalatória, na apresentação conforme sua disponibilidade. É importante atentar para as medidas que podem melhorar a eficácia das medicações, como o uso de espaçador, a sincronia do paciente, o intervalo adequado entre as doses e o ajuste dos parâmetros ventilatórios durante a administração.

Apesar das recomendações definidas para a administração de drogas inalatórias, poucas dessas intervenções são implementadas na prática clínica diária. O conhecimento sobre os aspectos que influenciam a distribuição pulmonar das drogas é fundamental para otimizar o tratamento desses pacientes.