vroege studies naar gasuitwisseling tijdens het ademen van vloeistof begonnen met het primaire doel om een middel te ontwikkelen voor onderzeese nooduitgang door zoutoplossing in te ademen als beademingsmedium met minimale stikstof partiële druk. Lucht inademen bij hyperbare druk zou de duiker blootstellen aan zeer hoge stikstof partiële druk en een significant risico op decompressieziekte. Vroege werkzaamheden met vloeibare ventilatie (1) toonden aan dat hypercapnie de belangrijkste beperking van vloeibare ademhaling met zoutoplossing was vanwege de lage oplosbaarheid van kooldioxide.

begin jaren negentig brachten verschillende groepen vloeibare ademhaling naar het klinische domein van longziektebehandeling met behulp van perfluorkoolstoffen (PFK ‘ s) met verhoogde CO2-oplosbaarheid om een nieuwe strategie voor de behandeling van respiratory distress syndrome (RDS) te bieden. Ruimtebeperkingen voorkomen een gedetailleerde bespreking van alle belangrijke referenties. De studie van Kandler en collega ‘ s (2) in dit nummer van het American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine (PP.31-35) brengt PFC-technologie op zijn hoogste niveau van verfijning. Een korte bespreking van methoden voor PFC-toediening helpt het belang van een aërosolafgifte te illustreren.

een belangrijke positieve stap was het gebruik van PFC-geassocieerde gasuitwisseling (3), nu partial liquid ventilation (PLV) genoemd. Een volume PFC dat overeenkomt met de normale functionele restcapaciteit (30 ml/kg) wordt in de luchtpijp ingebracht met een op elkaar geplaatste volumeregelde gasventilatie (fractie van geïnjecteerde zuurstof = 1,0). In de aanwezigheid van longbeschadiging wordt de gasuitwisseling tijdens PLV (4-7) verbeterd door de gecombineerde effecten van verminderde oppervlaktespanning en verbeterde afgifte van O2 aan oedemateuze gebieden van de long. In deze studies werd de efficiëntie van de gasuitwisseling geëvalueerd aan de hand van metingen van de O2-en CO2-uitwisselingsefficiëntie, zoals PaO2 , PaCO2 en AaPo 2. Bij gebruik van de meervoudig inert gasverwijderingstechniek in de normale Long zijn de beperkingen van de gasuitwisseling te wijten aan een verhoogde shunt en een verhoogde aAPco 2 als gevolg van de lage oplosbaarheid van CO2 in PFC (8). Met de grote PFC-volumes in PLV verslechtert de CO2-uitwisseling door diffusiebeperking door de PFC-vloeistoflaag (9).

Eén complicatie van PLV is het gevolg van de hoge PFK-dichtheid, die voornamelijk wordt verdeeld naar de afhankelijke gebieden van de long (10). Hoewel gas wordt gedistribueerd naar alle longgebieden, werd meer ventilatie gevonden in de niet-afhankelijke gebieden. Dus PLV kan werken door middel van een gecombineerde herverdeling van de bloedstroom en ventilatie naar de niet-afhankelijke regio ’s die dienen om alveolaire volume/cardiale output (VA/Q) matching in de niet-afhankelijke regio’ s van de long te verbeteren.

creatief gebruik van kleine hoeveelheden PFC kan vergelijkbare of superieure therapeutische gevolgen hebben. Het gebruik van verdampte PFC (individuele moleculen in de gasfase) is beschreven door Bleyl en collega ‘ s (11). Deze onderzoekers introduceerden perfluorhexaan (gekozen voor zijn optimale dampdruk, 177 mm Hg) door twee vaporizers in serie om oliezuur-gewonde schapen. Ze toonden een verbetering van de oxygenatie tijdens het behandelingsinterval. Deze verbetering hield aan na de behandelingsfase. De belangrijke observatie was dat verdampte PFC een significant effect had op de verbetering van de dierstatus zonder dat een groot vloeibaar PFC-volume in de longen moest worden ingebracht. Uit deze bevindingen bleek dat de oppervlaktespanningsreducerende eigenschappen van PFC konden worden verkregen door PFC in de dampvorm in te voeren.

De meest recente innovatieve stap van Kandler en collega ‘ s in dit nummer van het tijdschrift is het nieuwe gebruik van aërosolen (kleine druppeltjes PFC in de gasfase) om het PFC-gehalte in geïnspireerd gas te verhogen (2). Deze benadering maakt het mogelijk een groter volume PFC aan het longoppervlak toe te dienen dan bij verdamping, terwijl er minder PFC-volume wordt toegevoegd dan bij volledige of gedeeltelijke vloeistofventilatie. Een groot voordeel van aërosolen is dat PFC op een relatief uniforme manier aan het alveolaire oppervlak wordt geleverd zonder de dichtheidsafhankelijke verdeling van PFC naar afhankelijke gebieden van de longen. Deze studie evalueerde het effect van aerosolized PFC (FC77) met een surfactant-verarmd biggen long model. De auteurs vergeleken aerosol-PFC met drie andere ventilatiemodi: PLV bij functionele restcapaciteit (FRC), PLV bij laag longvolume en intermitterende verplichte ventilatie, en toonden aan dat aerosol–PFC de beste gasuitwisseling bood en de dynamische compliance verbeterde. De maximale PaO2 werd gevonden in de aerosol-PFC-groep tot 6 uur na voltooiing van de behandeling. De verbetering van de gasuitwisseling was even effectief als PLV en hield langer aan. Er werden geen nadelige effecten waargenomen met aërosolized PFC.

een significant voordeel van zowel de verdampte als de aërosolized methoden ten opzichte van PLV is de meer uniforme verdeling van de oppervlaktespanningsreductie, onafhankelijk van de densiteitsafhankelijke verdeling van PFC tijdens PLV. De Kandler-methode (2) heeft echter belangrijke voordelen die het onderscheidt van zelfs verdamping als een verbetering van de wijze van toediening van PFC. Ten eerste, de methode van aerosol toediening heeft niet hetzelfde potentieel voor longbeschadiging. Ten tweede is er een aanzienlijk voordeel voor aanvaardbaarheid en gebruiksgemak voor de behandeling van gewonde longen in de kritieke zorgomgeving. Minimale training zal nodig zijn voor het personeel om veilig en competent AËROSOLIZED PFC toe te dienen. Bovendien blijft de apparatuur eenvoudig te gebruiken en goedkoop, en dit verhoogt de toegankelijkheid van de techniek. Ten derde maken de eenvoud van de apparatuur en het gebruiksgemak deze therapie draagbaarder, waardoor het gebruik ervan buiten de intensive care mogelijk wordt uitgebreid. Ten vierde, in tegenstelling tot verdamping, wordt deze methode niet beperkt door de dampdruk van de PFC die wordt gebruikt. Daarom kunnen meer soorten PFC geschikt zijn, misschien specifiek voor bepaalde longletsels. Verder onderzoek is nodig om deze veelbelovende behandelingsmodaliteit te evalueren en de efficiëntie ervan te optimaliseren. Kandler en collega ‘ s kunnen de toediening van PFC hebben vereenvoudigd tot het punt dat we een hernieuwde interesse zullen zien in het gebruik van deze chemicaliën om acuut gewonde longen te behandelen.