EXBRAYAT Vincent DESC Réanimation Médicale Marseille Février 2004 Bronchodilatateurs inhalés et ventilation mécanique : Indications et Techniques EXBRAYAT Vincent DESC Réanimation Médicale Marseille Février 2004

Définitions Aérosol = suspension de particules liquides ou solides dans un mélange gazeux « Pharmacocinétique » de la nébulisation : Masse inhalable MI : Masse chargée  nébulisée inhalée  déposée  déposée pulmonaire Granulométrie : Seules les particules de 1 à 5 μm atteignent les voies aériennes > 5μm : impaction dans le circuit du ventilateur , < 1 μm : diffusent , exhalées (dépôt uniquement si collision entre elles) Masse respirable = MI x % de part de 1 à 5 μm

Facteurs influençant la déposition de l’aérosol Caractéristiques de l’aérosol Particule ( diamètre , forme, vitesse) Gaz vecteur: pression et densité Température et humidité du mélange gazeux Position du réservoir dans la chambre d’expansion Paramètres ventilatoires Débit, temps, pause inspiratoire Volume courant Synchronisme patient respirateur Particularités techniques, anatomiques, Tube endo-trachéal (diamètre, longueur, angulation) Turbulences et résistances des voies aériennes Ventilation régionale

Comment générer un aérosol ? Aérosol « prêt à l’emploi » = aérosol-doseur = Metered Dose Inhaler (MDI) embout buccal, cartouche métallique contenant gaz propulseur (CFC, HFA), chambre d’inhalation ou spacer, chambre d’inhalation ou spacer Rq: Administration par KT inséré dans tube endotrachéal à proscrire (lésions muqueuses)

Comment générer un aérosol ? Aérosol « à préparer » = Nébulisation Soit pneumatique (jet nebulizer) = effet Bernoulli Soit ultrasonique (US nebulizer) = effet Piezo-electrique Nébuliseur

Optimisation de la ventilation (1) Ventilateur : mode VC + étudié Grand Vt ( >500 ml chez adulte) Débit inspiratoire faible ( 30-50 L/min) en  le I/E (Ti/Ttot > O,3) (attention au sd obstructif sévère comme l’AAG car  hyperinflation dynamique et risque de barotraumatisme) Ne pas modifier la PEP et la FiO2 Circuit Système de nébulisation ou MDI en série au niveau de la ligne inspiratoire ( 10 à 30 cm avant la pièce en « Y ») Si MDI : adaptateur + chambre cylindrique d‘inhalation Pas d’échangeur de chaleur et d’humidité (ni avant ni pendant) car  le dépôt (Dhand R, and M. J. Tobin AJRCCM. 1997 )

Figure 2.   Efficiency of aerosol delivery to the lower respiratory tract in bench models of mechanical ventilation with dry (dark shaded bars) and humidified (light shaded bars) ventilator circuits. The delivery of aerosol to the major airways is reduced by about 40% when the circuit is humidified. Numbers after the authors' names indicate the years of the studies (9, 10, 13, 16). *p < 0.05. **p < 0.01. ***p < 0.001. Dhand, R., and M. J. Tobin AJRCCM. 1997

Optimisation de la ventilation (2) Système de nébulisation Aérosol doseur (MDI) : Agiter avant utilisation + Activer en début de l’insufflation Respecter un intervalle de 30 s entre 2 bouffées Pause télé-inspiratoire ( comme pour VS) est inutile Nébuliseur : Vol. de remplissage de la cuve = 2 à 6 ml Si neb. pneumatique : - débit de gaz = 8l/min - ajuster réglage ventilatoires (VM, trigger, alarmes) pour compenser le débit additionnel, - préférer les systèmes asservis à l’inspiration / au mode continu Si neb ultrasonique : pas d’intégration des réglages du ventilateur

Optimisation de la ventilation (3) Interface circuit-patient : diamètre int de sondes intervient si < 4 mm (Coleman DM, Ann Pharmacother 1996) Gaz d’alimentation : intérêt théorique de l’hélium ( MI en  les impactions) Etude in vitro hélium  masse déposée d’un aérosol d’albutérol par MDI ( Habib et al, Pharmacothérapy 1999) ou par un nébulisateur pneumatique (Goode et al, AJRCCM 2001) Sur nébulisation pneumatique: À débit gazeux identique, heliox  masse inhalable vs Air Surveillance :clinique , SaO2, paramètres ventilatoires

Aérosol-doseurs ou Nébuliseurs ? MDI NEB Guérin C et al AJRCCM 1999 200 γ Fenotérol + 80 mg ipratropium 1250 γ Fenotérol + 500 mg ipratropium Duarte AG et al Resp Care 2000 0.4 mg albutérol 2 mg albutérol Efficacité équivalente en terme de diminution des résistances pulmonaires Mais mécanismes différents ( Guérin et al, AJRCCM 1999) NEB  résistances tissulaires MID  résistances des voies aériennes

Aérosol-doseurs ou Nébuliseurs ? MDI / Nébuliseurs : simplicité d’emploi , moins de soins infirmiers reproductibilité des doses administrées Moins de risque de contamination bactérienne Coût réduit Recommandations d’utilisation préférentielle des MDI Mais respect des règles d’optimisation de l’utilisation des systèmes d’aérosol avant tout

Bronchodilatateurs inhalés MDI g NEB mg 2 MIMÉTIQUES Fénotérol BEROTEC 200 -400 0.5-2 Salbutamol ou albutérol VENTOLINE 2.5-5 Terbutaline BRICANYL 500-1000 Formotérol FORADIL Salmétérol SEREVENT 100-200 ANTICHOLINERGIQUES Ipratropium ATROVENT 80-160 0.25-0.5

2 Mimétiques Bronchodilatateurs  la clairance muco-ciliaire  la pénétration d’eau dans les secrétions bronchiques  la libération des médiateurs inflammatoires mastocytaire Inhibent la transmission cholinergique Phénomène de tachyphylaxie ( internalisation des récepteurs), qui serait partiellement antagonisé par les corticoïdes (effet synergique) Relation dose effet : effet « plafond » (Dhand, R., and M. J. Tobin AJRCCM. 1997)

Figure 5.   Effect of albuterol on minimal inspiratory resistance (Rrs min) in 12 stable mechanically ventilated patients with COPD. Significant decreases in Rrs min occurred within 5 min of administration of 4 puffs of albuterol. The addition of 8 and 16 puffs (cumulative doses of 12 and 28 puffs, respectively) did not achieve a significantly greater effect than that with 4 puffs (p > 0.05). Bars represent SE. **p < 0.001. (Modified from Dhand and colleagues [6]. Reproduced with permission). Dhand, R., and M. J. Tobin AJRCCM. 1997

Anticholinergiques Anticholinergiques muscariniques - action sur muscle lisse ( BD), et sur sécrétions glandulaires (assèchement) Pas de tachyphylaxie Effets secondaires (diminution de la clairance mucociliaire, tachycardie, rétention urinaire, confusion) Ipratropium ATROVENT= drogue de choix ( ne traverse pas la barrière HE, faiblement résorbée au niveau de l’arbre trachéo-bronchique )

Indications Recommandations grade B (utilité « probable ») pour les aérosols de bronchodilatateurs ( β2 agonistes et anticholinergiques) en cas de bronchospasme (O’Doherty MJ, Thorax 1997) Décompensation de BPCO : plusieurs études d’efficacité à court terme: BD  des résistances inspiratoires des VA β2 agonistes + anticholinergiques > anticholinergique seul (Fernandez et al, Intensive Care Med 1994) Aucunes ne juge l’hématose, durée de VM, sevrage --- Asthme aigue grave  pas d’étude ne prouvant l’intérêt des BD inhalés sous VM (Jones A, In: The Cochrane Library,2004) SDRA : salbutamol  des résistances et pressions des VA (Morina P et al ; ICM 1997)

Conclusion Plus que le type aérosol, importance des « bonnes pratiques de réalisation » Indications encore mal codifiées chez le malade ventilé Utilisation sous VNI en cours d’évaluation

Optimisation de l’utilisation des nébuliseurs et des aérosols-doseurs en ventilation mécanique. Certaines de ces modalités ne doivent pas être appliquées dans la ventilation d'un AAG (volume courant, Ti/Ttot). placer le nébuliseur ou l’aérosol-doseur en série sur la ligne inspiratoire à 30 cm du raccord en Y avec un aérosol-doseur, utiliser un adaptateur et une chambre cylindrique si possible, ne pas utiliser d’humidificateur chauffant ni pendant la nébulisation ni dans les minutes précédentes ne pas utiliser d’échangeur de chaleur et d’humidité placer un filtre de basse résistance sur la ligne expiratoire (pour éviter de noyer le capteur de débit) si possible, choisir un volume courant = 500 ml (adulte) Ti/Ttot doit être = 0,3 et(ou) le débit inspiratoire diminué (30 à 50 l/min) avec un nébuliseur, utiliser le volume de remplissage de la cuve indiqué par le fabriquant, en règle entre 2 et 6 ml. En l’absence de précision choisir 5 ml si le débit de gaz du nébuliseur pneumatique est réglable, choisir 8 l/min., le cas échéant ajuster la ventilation minute, la sensibilité du trigger et les alarmes pour compenser le débit additionnel du nébuliseur pneumatique. Supprimer le système de flow-by ou le mode débit continu du ventilateur. si possible, synchroniser avec l'insufflation. Observer la formation du nuage d'aérosol adéquat. agiter l’aérosol-doseur, puis l'activer juste avant le flux inspiratoire, et respecter un délai d’au moins 30 sec entre deux bouffées surveiller très attentivement l’état clinique, la saturation transcutanée en O2 et les paramètres de ventilation pendant la nébulisation en fin de nébulisation, revenir au circuit et aux réglages de ventilateur antérieurs. Retirer le nébuliseur et le mettre à l'abri de toute contamination.

Bibliographie 1 - PF Dequin, E. Mercier 2003 Nébulisation de médicaments sous ventilation mécanique. Réanimation 2003 ; 62-70 2 - Dhand, R., and M. J. Tobin. Inhaled bronchodilator therapy in mechanically ventilated patients. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1997 ; 156: 3-10 3 - Guérin C, Chèvre A, Dessirier P, Poncet T, Becquemin MH, Dequin PF, Le Guellec C, Jacques D, Fournier G. Inhaled fenoterol-ipratropium bromide in mechanically ventilated patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 1999 Apr;159(4 Pt 1):1029-30. 4 - Faurisson F. Nébulisation In ; BolesJM, Cardinaud JP, Gibert C, Jaeger A, Offenstadt G, Saulnier F, Tenaillon A, Vachon F, le CNERM, editors. Paris : Réanimation médicale Masson, 2001 p 382-5 5 – Kondili E, Alexopoulou, and Georgopoulos ; Inhalation thérapy during mechanical ventilation ; Yearbook in emergency and critical care medecine 2003, JL Vincent 6 - Jones A, Peters J, Camargo C, Hammarquist C, Rowe B. Inhaled beta-agonists for asthma in mechanically ventilated patients (Cochrane Review). In: The Cochrane Library, Issue 1, 2004.