Impact de l'humidification des gaz et de la position du nébuliseur sous ventilation invasive : étude comparative préclinique des dépôts d'aérosols régionaux

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11056 (2023) Citer cet article

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Le succès d’une thérapie par aérosol chez les patients ventilés mécaniquement dépend de plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci, la position du nébuliseur dans le circuit du ventilateur et l’humidification des gaz inhalés peuvent fortement influencer la quantité de médicament déposée dans les voies respiratoires. En effet, l'objectif principal était d'évaluer de manière préclinique l'impact de l'humidification des gaz et de la position du nébuliseur pendant la ventilation mécanique invasive sur les dépôts et les pertes d'aérosols dans les poumons entiers et au niveau régional. Les voies respiratoires porcines ex vivo ont été ventilées en mode volumétrique contrôlé. Deux conditions d'humidité relative et de température des gaz inhalés ont été étudiées. Pour chaque condition, quatre positions différentes du nébuliseur à maille vibrante ont été étudiées : (i) à côté du ventilateur, (ii) juste avant l'humidificateur, (iii) à 15 cm de l'adaptateur de la pièce en Y et (iv) juste après la pièce en Y. . La distribution de la taille des aérosols a été calculée à l’aide d’un impacteur en cascade. La dose nébulisée, les dépôts régionaux dans les poumons et les pertes ont été évalués par scintigraphie utilisant de l'acide diéthylène-triamine-penta-acétique marqué au 99mtechnétium. La dose nébulisée moyenne était de 95 % ± 6 %. En conditions sèches, les fractions moyennes déposées dans les voies respiratoires atteignaient 18 % (± 4 %) à côté du ventilateur et 53 % (± 4 %) en position proximale. Pour les conditions humidifiées, elle atteint 25% (± 3%) avant l'humidificateur, 57% (± 8%) avant la pièce en Y et 43% (± 11%) après cette dernière. La position optimale du nébuliseur est proximale avant l'adaptateur en Y, indiquant une dose pulmonaire plus de deux fois supérieure à celle des positions à côté du ventilateur. Les conditions sèches sont plus susceptibles de provoquer un dépôt périphérique d'aérosols dans les poumons. Mais l’humidification des gaz semble difficile à interrompre de manière efficace et sûre en utilisation clinique. Compte tenu de l’impact d’un positionnement optimisé, cette étude plaide en faveur du maintien de l’humidification.

Depuis plus de 30 ans, les soins intensifs ont permis d'augmenter le taux de survie des patients dans un état critique. Malgré cet énorme succès, certaines pratiques cliniques dans les unités de soins intensifs (USI) sont toujours guidées par des choix empiriques plutôt que par des décisions fondées sur des preuves. Parmi celles-ci, les pratiques de nébulisation en réanimation reposent sur les principales données d'anciennes études in vitro1 alors qu'elles pourraient être décrites comme un intérêt essentiel étant donné que 25 % des patients en réanimation reçoivent la nébulisation de divers médicaments2,3.

Différents paramètres affectent le dépôt pulmonaire d'aérosol thérapeutique lors d'une ventilation mécanique invasive. Tout d'abord, cela peut être lié au patient (maladie, mécanique pulmonaire etc.), mais aussi au couple médicament-nébuliseur (propriétés physicochimiques du médicament, performances du nébuliseur etc.), et enfin au ventilateur et à son circuit (réglage et déclenchement, chaleur et humidification des gaz inhalés, position du nébuliseur sur la branche inspiratoire etc.)4,5,6. L'influence de ces paramètres, en terme de délivrance d'aérosol au patient, est principalement évaluée par des études in vitro largement réalisées par mesure de l'impaction de l'aérosol sur un filtre en fin de circuit respiratoire. Ce point pourrait manquer de pertinence car il diffère d’une administration à l’endroit souhaité des voies respiratoires (RT). De plus, la perte expiratoire ne peut être évaluée en raison de l’utilisation de filtres pour collecter les aérosols7,8. En outre, les études cliniques se concentrent principalement sur les résultats pour les patients, tels que l'efficacité thérapeutique du traitement7,9,10,11,12,13. En effet, la littérature est rare concernant l'impact de l'humidification et de la position du nébuliseur sur le dépôt régional d'aérosols chez les patients sous ventilation mécanique14,15. De plus, ces rares données publiées manquent d’évaluation systématique et doivent être extrapolées avec prudence en raison du large éventail de pratiques cliniques, à la fois pour le réglage du ventilateur, les dispositifs de nébulisation utilisés et l’administration de médicaments en aérosol2,15,16,17.

Par conséquent, un manque de données doit être comblé concernant les connaissances spécifiques consacrées aux dépôts régionaux d’aérosols chez les patients ventilés mécaniquement1. Cependant, les contraintes techniques et les restrictions éthiques limitent la recherche clinique sur les patients en soins intensifs. De plus, les modèles précliniques in vivo existants manquent parfois de pertinence (par exemple la physiologie de la ventilation des rongeurs est très différente de celle des humains18,19,20,21,22) ou sont difficiles à comparer avec les données humaines in vivo.