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Physikalische Grundlagen – Worauf kommt es bei der Inhalationstherapie an?

Für eine hohe Lungendeposition eines Wirkstoffs sind vor allem die Größe der freigesetzten Partikel, die Geschwindigkeit der Partikel, das Inhalationsvolumen und die richtige Inhalationstechnik entscheidend.

Partikelgröße

Für eine optimale Lungendeposition liegt die Partikelgröße zwischen 1 µm und 6 µm.

Partikel > 10 µm schlagen sich überwiegend im Rachenraum nieder.
Partikel < 6 µm, so genannte respirable Partikel, erweisen sich als ideal für die intrabronchiale Deposition.
Partikel < 1 µm erreichen zwar die zentralen und peripheren Atemwege, tragen aber wenig Masse und werden leicht wieder exhaliert.


Abb. Partikelgröße und –verteilung in den Atemwegen, aus (6).

Partikelgeschwindigkeit

Bei einer gleich bleibenden Atemtiefe, aber veränderlichem Atemfluss, ist Folgendes zu beobachten (7):

  • Eine schnelle Inhalation (hoher Atemfluss) mit hoher Partikelgeschwindigkeit führt zu einer frühen Abscheidung der Wirkstoffteilchen bereits im Mund-Rachen-Kehlkopf-Bereich.
  • Durch eine langsame Inhalation (niedriger Atemfluss) gelangt der Wirkstoff aufgrund der langsameren Partikelgeschwindigkeit vermehrt tief in den bronchialen und alveolaren Raum.


Abb. Einfluss des Atemflusses auf die Deposition, aus (7).

Um eine möglichst geringe Rachendeposition und hohe bronchiale Deposition des Wirkstoffs zu erreichen, sollten die Partikel also langsam freigesetzt und inhaliert werden.

Damit wird auch deutlich, dass das verwendete Inhalationsverfahren und die Inhalationstechnik eine große Rolle für das Ausmaß der bronchialen Deposition spielen.

Anforderungen an das ideale Inhalationsgerät

Ein ideales Inhalationsgerät sollte folgende Eigenschaften besitzen, um den Patienten beim Inhalationsvorgang zu unterstützen (7):

  • hoher Anteil an Feinpartikeln
  • Partikelfreisetzung mit niedriger Geschwindigkeit
  • Inhalationstechnik, die die Koordination beim Inhalieren vereinfacht