wczesne badania nad wymianą gazu podczas oddychania cieczą rozpoczęły się od głównego celu opracowania środków do podwodnej ewakuacji awaryjnej poprzez oddychanie solą fizjologiczną jako oddychanym medium o minimalnym ciśnieniu częściowym azotu. Oddychanie powietrzem pod ciśnieniem hiperbarycznym narażałoby nurka na bardzo wysokie ciśnienie cząstkowe azotu i znaczne ryzyko choroby dekompresyjnej. Wczesne prace z ciekłą wentylacją (1) wykazały, że hiperkapnia była najbardziej znaczącym ograniczeniem płynnego oddychania solą fizjologiczną ze względu na jej niską rozpuszczalność w dwutlenku węgla.

na początku lat 90.kilka grup wprowadziło płynne oddychanie do klinicznej dziedziny leczenia chorób płuc za pomocą perfluorowęglowodorów (PFC) o zwiększonej rozpuszczalności CO2, aby zapewnić nową strategię leczenia zespołu niewydolności oddechowej (RDS). Ograniczenia przestrzeni uniemożliwiają szczegółowe omówienie wszystkich ważnych odniesień. Badanie Kandlera i współpracowników (2) w tym wydaniu American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine (str. 31-35) przenosi technologię PFC na najwyższy poziom zaawansowania. Krótkie omówienie metod podawania PFC pomaga zilustrować znaczenie podejścia do dostarczania aerozolu.

istotnym pozytywnym krokiem było zastosowanie wymiany gazowej związanej z PFC (3), obecnie nazywanej częściową wentylacją ciekłą (PLV). Objętość PFC odpowiadająca normalnej funkcjonalnej pojemności resztkowej (30 ml/kg) jest wprowadzana do tchawicy z nałożoną regulowaną objętościowo wentylacją gazową (frakcja zainspirowanego tlenu = 1,0). W przypadku uszkodzenia płuc wymiana gazowa ulega poprawie podczas PLV (4-7) ze względu na połączone efekty zmniejszonego napięcia powierzchniowego i lepszego dostarczania O2 do obszarów obrzękowych płuc. W badaniach tych oceniano sprawność wymiany gazowej przy użyciu pomiarów sprawności wymiany O2 I CO2, takich jak PaO2 , PaCO2 i Aapo 2. Stosując technikę wielokrotnego usuwania gazu obojętnego w normalnym płucu, stwierdzono, że ograniczenia wymiany gazowej wynikają ze zwiększonego przetoki i zwiększonego aAPco 2 wynikającego z niskiej rozpuszczalności CO2 w PFC (8). Przy dużych objętościach PFC w PLV wymiana CO2 pogarsza się z powodu ograniczenia dyfuzji przez warstwę płynu PFC (9).

jedno powikłanie PLV wynika z wysokiej gęstości PFC, która jest rozprowadzana głównie do zależnych regionów płuc (10). Chociaż gaz jest rozprowadzany do wszystkich regionów płuc, więcej wentylacji stwierdzono w regionach niezależnych. Tak więc PLV może działać poprzez połączoną redystrybucję przepływu krwi i wentylacji w kierunku regionów nieuzależnych, służąc poprawie dopasowania objętości pęcherzyków / pojemności minutowej serca (VA / Q) w regionach nieuzależnych płuc.

kreatywne stosowanie małych ilości PFC może wykazywać podobne lub lepsze konsekwencje terapeutyczne. Zastosowanie odparowanego PFC (pojedynczych cząsteczek w fazie gazowej) zostało opisane przez Bleyla i współpracowników (11). Badacze ci wprowadzili perfluoroheksan (wybrany ze względu na optymalne ciśnienie pary, 177 mm Hg) przez dwa parowniki szeregowo do owiec z kwasem oleinowym. Wykazały poprawę dotlenienia podczas przerwy w leczeniu. Poprawa ta utrzymywała się po zakończeniu fazy leczenia. Szczytowe poziomy po 2 w tętnicach osiągano 2 godziny po zakończeniu okresu leczenia bez pozostałości PFC. ważną obserwacją było to, że odparowany PFC miał znaczący wpływ na poprawę stanu zwierząt bez konieczności wprowadzania dużej objętości płynnego PFC do płuc. Wyniki te wykazały, że właściwości zmniejszające napięcie powierzchniowe PFC można uzyskać poprzez wprowadzenie PFC w postaci pary.

najnowszym innowacyjnym krokiem Kandlera i współpracowników w tym numerze czasopisma jest nowatorskie zastosowanie aerozoli (małych kropel PFC w fazie gazowej) w celu zwiększenia zawartości PFC w gazie natchnionym (2). Takie podejście pozwala na dostarczenie większej objętości PFC na powierzchnię płuc niż przy odparowywaniu, przy jednoczesnym wprowadzeniu mniejszej objętości PFC niż przy pełnej lub częściowej wentylacji cieczą. Główną zaletą aerozoli jest to, że PFC jest dostarczany na powierzchnię pęcherzyka płucnego w stosunkowo jednolity sposób bez zależnego od gęstości rozkładu PFC do zależnych regionów płuc. W badaniu oceniano wpływ aerozolizowanego PFC (FC77) na model płuca prosiąt pozbawionego środków powierzchniowo czynnych. Autorzy porównali aerozol-PFC z trzema innymi trybami wentylacji: PLV przy funkcjonalnej pojemności resztkowej (FRC), PLV przy małej objętości płuc oraz przerywaną wentylacją obowiązkową i wykazali, że aerozol–PFC zapewnia najlepszą wymianę gazową i lepszą zgodność dynamiczną. Maksymalne PaO2 stwierdzono w grupie aerozol–PFC do 6 godzin po zakończeniu leczenia. Poprawa wymiany gazowej była równie skuteczna jak PLV i utrzymywała się przez dłuższy czas. W przypadku aerozolizowanego PFC nie zaobserwowano niekorzystnych skutków.

istotną zaletą zarówno metody odparowanej, jak i aerozolizowanej nad PLV jest bardziej równomierny rozkład redukcji napięcia powierzchniowego niezależny od rozkładu PFC zależnego od gęstości podczas PLV. Jednak metoda Kandlera (2) ma znaczące zalety, które odróżniają ją od równomiernej waporyzacji jako poprawę sposobu podawania PFC. po pierwsze, metoda podawania aerozolu nie niesie takiego samego potencjału uszkodzenia płuc. Po drugie, istnieje znaczna korzyść dla akceptowalności i łatwości użycia w leczeniu uszkodzonych płuc w krytycznym środowisku opieki. Minimalne szkolenie będzie konieczne, aby personel mógł bezpiecznie i kompetentnie podawać AEROZOLIZOWANE PFC. Ponadto sprzęt pozostanie prosty w użyciu i niedrogi, a to zwiększa dostępność techniki. Po trzecie, prostota sprzętu i łatwość obsługi sprawiają, że terapia ta jest bardziej przenośna, potencjalnie rozszerzając jej zastosowanie poza oddział intensywnej terapii. Po czwarte, w przeciwieństwie do waporyzacji, metoda ta nie jest ograniczona przez ciśnienie pary PFC, który jest używany. W związku z tym, więcej rodzajów PFC może być odpowiednie, być może specyficzne dla poszczególnych urazów płuc. Potrzebne są dalsze badania, aby ocenić ten obiecujący sposób leczenia i zoptymalizować jego skuteczność. Kandler i współpracownicy mogli uprościć podawanie PFC do tego stopnia, że zobaczymy ponowne zainteresowanie wykorzystaniem tych chemikaliów do leczenia ostrych uszkodzeń płuc.