[Pilot Project: Improved Lung Deposition via a New Nasal Inhalation Procedure]

INTRODUCTION Inhaled drugs can only be effective if they reach the middle and small airways. This study introduces a system that combines a trans-nasal application of aerosols with noninvasive pressure support ventilation. METHODS In a pilot study, 7 COPD patients with GOLD stages II and III inhaled a radiolabeled marker dissolved in water via a trans-nasal route. The mean aerosol particle size was 5.5 µm. Each patient took part in two inhalation sessions that included two application methods and were at least 70 hours apart. During the first session ("passive method"), the patient inhaled the aerosol through an open tube system. The second session ("active method") included pressure support ventilation during the inhalation process. A gamma camera and planar scintigraphy was used to determine the distribution of aerosol particles in the patient's body and lung. RESULTS The pressure supported inhalation ("active method") results in an increased aerosol lung deposition compared to the passive method. Above all, we could demonstrate deposition in the lung periphery with relatively large aerosol particles (5.5 µm). DISCUSSION The results prove that the combination of trans-nasal inhalation with noninvasive pressure support ventilation leads to significantly increased particle deposition in the lung.
Einleitung: lnhalativ applizierte Medikamente können ihre Wirkung nur dann besonders effektiv entfalten, wenn sie bis in die mittleren und kleinen Atemwege gelangen. Das vorgestellte Verfahren kombiniert eine transnasale Aerosolapplikation mit einer pneumatischen Schienung der kleinen Atemwege. Methode: Bei 7 Patienten mit COPD im Stadium II und III nach GOLD erfolgte eine transnasale Inhalation eines in Wasser gelösten radiopharmakologischen Marker-Präparats bei einer mittleren Partikelgröße von 5,5 µm. Bei allen Patienten wurden in einem Abstand von mindestens 70 Stunden zwei unterschiedliche Applikationsmethoden angewandt. Bei der ersten („passiv“) inhalierte der Patient transnasal durch ein offenes Schlauchsystem, bei der zweiten („aktiv“) erfolgte eine Inhalation mit Atmungsunterstützung durch positiven Atemwegsdruck (pneumatische Schienung). Die planaren Szintigramme der Lunge sowie des Ganzkörpers wurden angefertigt, um die Verteilung der Aerosolteilchen zu detektieren. Ergebnisse: Bei der unter nichtinvasiver druckunterstützter Atmung („aktiv“) durchgeführten transnasalen Inhalation kommt es, im Vergleich zur „passiven“ Inhalation, zu einer erhöhten Deposition des Aerosols in der Lunge. Darüber hinaus konnte bei der „aktiven“ und „passiven“ Inhalation ein Nachweis von Aerosolpartikeln in der Lungenperipherie bei verhältnismäßig großen Aerosolteilchen (5,5 µm) beobachtet werden. Diskussion: Die Ergebnisse belegen, dass die Kombination aus transnasaler Inhalation und nichtinvasiver druckunterstützender Beatmung (pneumatische Schienung) zu einer deutlich verbesserten Partikeldeposition in der Lunge führt.