Ventilazione fluida

La ventilazione fluida , o ventilazione liquida , è una tecnica di ventilazione meccanica che prevede il riempimento del polmone con un composto di perfluorocarburi liquidi (PFC). Poiché alcuni dei PFC hanno un'elevata capacità di dissolvere l'ossigeno e l'anidride carbonica, è possibile (in determinate condizioni) mantenere lo scambio di gas. A seconda che il riempimento dei polmoni sia parziale o totale, si parla di ventilazione fluida parziale o ventilazione fluida totale.

Tecniche

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Ventilazione fluida parziale

La ventilazione parziale del fluido comporta il riempimento della capacità funzionale residua dei polmoni con perfluorocarburi continuando a ventilarla con aria arricchita di anidride carbonica utilizzando un respiratore convenzionale.

Ventilazione totale del fluido

Nella ventilazione fluidica totale, i polmoni sono completamente riempiti con un perfluorocarburo e un respiratore fluido fornisce il rinnovo ciclico di un volume corrente di fluido [ 1 ] .

Vantaggi della ventilazione totale dei fluidi

Insufficienza respiratoria acuta

Nell'insufficienza respiratoria acuta, il contributo considerevole della ventilazione liquida totale rispetto alla ventilazione gassosa, o ventilazione liquida parziale, è la possibilità, annullando l'interfaccia aria-liquido, di consentire l'espansione e il reclutamento di alveoli patologici non conformi con pressioni molto inferiori . Il rischio di volo/barotrauma è fortemente ridotto, la ventilazione alveolare è più omogenea, l' atelettasia è eliminata e le disuguaglianze ventilazione-perfusione sono ridotte. Questi benefici sono stati riscontrati in tutti gli studi effettuati su modelli animali di distress respiratorio [ 2 ] . Inoltre, la ventilazione liquida totale ha un alto potenziale di lavaggio delle vie aeree .3 ] .

Ipotermia e ventilazione liquida

La ventilazione liquida, parziale o totale, consente di utilizzare i polmoni come bioscambiatori di calore mantenendo il normale scambio di gas all'interno del polmone. Infatti i polmoni ricevono ogni minuto tutta la gittata cardiaca , non subiscono vasocostrizione legata alla temperatura e rappresentano una superficie di scambio molto ampia. Queste caratteristiche ne fanno l'organo di elezione per la trasmissione del calore ed è stato dimostrato, ad esempio, nei conigli che la ventilazione totale dei liquidi consente di ridurre la temperatura corporea molto rapidamente [ 4 ].. Questa applicazione ipotermica della ventilazione liquida totale è stata utilizzata in modelli che valutano l'effetto dell'ipotermia terapeutica a seguito di infarto miocardico [ 5 ] o arresto cardiaco [ 6 ] . In queste situazioni, è stato dimostrato che l'ipotermia terapeutica viene indotta molto rapidamente e questa velocità di istituzione ha dimostrato di fornire un beneficio significativamente maggiore rispetto al raffreddamento convenzionale [ 6 ] , [ 7 ] . Questo approccio di ipotermia terapeutica ultrarapida ha permesso una netta riduzione delle dimensioni dell'infarto [ 5] e hanno notevolmente migliorato la sopravvivenza e la prognosi neurologica [ 6 ] .

Un ventilatore di fluidi è attualmente in fase di sviluppo industriale per l'uso nella limitazione delle sequele nei pazienti rianimati da arresto cardiaco [ 8 ] .

Rischio ed efficacia

Questa tecnica può portare a complicazioni, in particolare perché la respirazione di liquidi richiede un notevole sforzo muscolare. Inoltre, è facile per un essere vivente aspirare ossigeno, ma d'altra parte è molto difficile rilasciare anidride carbonica [ 9 ] .

La sfida è che, nonostante tutti i benefici terapeutici attesi, la ventilazione fluida totale non è mai stata utilizzata sugli esseri umani perché nessun respiratore fluido è disponibile per la ricerca clinica. Inoltre, una tavola rotonda di specialisti in bioingegneria raccomanda lo sviluppo di un ventilatore liquido per applicazioni cliniche [ 10 ] .

Tuttavia, uno studio multicentrico internazionale che ha valutato la ventilazione totale con fluidi nella sindrome da distress respiratorio acuto negli adulti non è riuscito a dimostrare un beneficio in termini di mortalità [ 11 ] . I risultati deludenti di questo studio clinico hanno gravemente ostacolato le attività di ricerca sulla ventilazione parziale dei fluidi.

Note e riferimenti

  1. ↑ (it) P. Micheau , R. Robert , B. Beaudry , A. Beaulieu , M. Nadeau , O. Avoine , ME Rochon , JP Praud e H. Walti , "Un prototipo di ventilatore liquido per studi preclinici sulla ventilazione totale a liquido" , in Corso di Bioingegneria Molecolare e Ambientale - Dall'analisi e modellazione alle applicazioni tecnologiche , Angelo Carpi (a cura di), InTech, ( ISBN  978-953-307-268-5 , leggi online )
  2. ^ MR Wolfson e TH Shaffer , "  Applicazioni polmonari di liquidi perfluorochimici: ventilazione e oltre  " , Paediatr Respir Rev , vol.  6, n. 2  ,, pag.  117-27 ( leggi in linea )
  3. ^ O. Avoine , D. Bossé et al. , "  Efficacia totale della ventilazione liquida in un modello ovino di grave sindrome da aspirazione di meconio  " , Crit Care Med , vol.  39, n. 5  , , pag.  1097-103 ( PMID  21317652 , DOI  10.1097/CCM.0b013e31820ead1a , leggi online )
  4. ^ R. Tissier , N. Couvreur et al. , "  Il raffreddamento rapido preserva il miocardio ischemico dal danno mitocondriale e dalla disfunzione ventricolare sinistra  " , Cardiovasc Res , vol.  83, n. 2  , , pag.  345-53 ( PMID  19196828 , leggi online )
  5. ↑ aeb ( in ) R. Tissier , B. Ghaleh et al. , "  Protezione del miocardio con lieve ipotermia  " , Cardiovasc Res , vol.  94, n. 2  ,, pag.  215-17 ( PMID  22131353 , leggi online )
  6. ↑ a b e c (en) M. Chenoune , F. Lidouren et al. , "  Il raffreddamento ultraveloce e di tutto il corpo con la ventilazione totale del liquido induce esiti neurologici e cardiaci favorevoli dopo l'arresto cardiaco nei conigli  " , Circulation , vol.  124, n. 8  , , pag.  901-11 ( PMID  21810660 , leggi online )
  7. ^ L. Darbera e M. Chenoune , "  La ventilazione liquida ipotermica previene la disfunzione emodinamica precoce e la mortalità cardiovascolare dopo l'occlusione dell'arteria coronaria complicata da arresto cardiaco nei conigli "  , Crit . Cura Med , vol.  41, n. 12  ,, pag.  457-65 ( PMID  24126441 )
  8. ↑ "  Ventilazione fluida totale per migliorare la prognosi dopo l'arresto cardiaco  " , su orixha.com (accessibile) .
  9. ^ Imelda M Galvin , Andrew Steel , Ruxandra Pinto e Niall D Ferguson , "  Ventilazione liquida parziale per prevenire la morte e la morbilità negli adulti con danno polmonare acuto e sindrome da distress respiratorio acuto  " , Cochrane Database of Systematic Reviews , ( DOI  10.1002/14651858.CD003707.pub3 , letto online , consultato)
  10. ↑ Maria Laura Costantino , Philippe Micheau , Thomas Shaffer , Stefano Tredici e Maria R. Wolfson , "  Funzioni di progettazione clinica: tavole rotonde di discussione sulla bioingegneria dei ventilatori liquidi  " , ASAIO J. , vol.  55, n. 3  ,, pag.  206-8 ( leggi in linea )
  11. ↑ RM Kacmarek et al. , "  Partial Liquid Ventilation in Adult Patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome  " , Am J Respir Crit Care Med , vol.  173, n. 8  , , pag.  882-889 ( PMID  16254269 , leggi online )

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