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危重症患者雾化治疗的研究进展

葛晓,谢思敏,冯耘 上海交通大学医学院附属瑞金医院 发布于2024-05-29 浏览 5096 收藏

作者:葛晓,谢思敏,冯耘

单位:上海交通大学医学院附属瑞金医院

【摘要】 雾化治疗是将药物以气溶胶的形式输送到下呼吸道和肺部而达到治疗目的。与其他途径给药相比,雾化治疗可以在作用部位快速达到高效的局部药物浓度,并且副作用最小,所以在危重症患者的救治中发挥重要作用。但危重症患者情况复杂,气溶胶输送过程受到多种复杂因素的影响。本文从雾化药物选择、雾化装置、不同呼吸支持下的雾化治疗等方面对国内外雾化治疗的研究进展进行综述。


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一、雾化概念

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雾化治疗又被称为气溶胶吸入疗法,是通过专门雾化装置将吸入药物分散成悬浮于气体中的液体或者固体微粒即气溶胶形式,吸气时随着气流进入呼吸道和肺部,以达到湿润黏膜、减轻黏膜充血水肿、稀释痰液以及解痉平喘等作[1]。雾化药物的疗效取决于药物在肺部沉积的部位及剂量[2]。而药物是否能够到达肺部又取决于气溶胶粒径和运动、气道结构和呼吸形式等因素。

1. 粒径和运动

气溶胶沉积的关键机制是惯性撞击、重力沉降和弥散(图1)。大颗粒(>5 μm)往往主要沉积在上呼吸道和大气道中,限制了可以输送到肺部的气溶胶量。小颗粒(<2 μm)主要沉积在肺泡区域,而大小范围为2~5 μm的颗粒优先沉积在中央气道和小气道中[3]。大多数雾化治疗药物的目标颗粒直径在1~5 μm,因为1~5 μm的气溶胶在下呼吸道的沉降率最高(图2)[4]

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图1  气溶胶的沉积

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图2  气溶胶在不同部位的沉降情况
2. 气道结构
气道狭窄、高分泌状态或支气管痉挛等导致气道阻力增加时,吸入的气溶胶在呼吸系统的分布不均一,狭窄部位药物浓度会增加,阻塞部位远端的药物沉积减少,从而使临床疗效下降[5]。常见于呼吸系统疾病,如囊性纤维化、支气管扩张症、阻塞性肺疾病等。
3. 呼吸形式

雾化药物吸入时的呼吸形式会影响药物在下呼吸道的沉积总量。吸气流速、流速波形、呼吸频率、吸入潮气量、吸呼比和吸气屏气等都会影响任何特定大小的颗粒沉积的部位。简单来说,慢而深的呼吸更有利于气溶胶微粒在下呼吸道和肺泡沉积[6]。吸气容量恒定时,潮气量的增加、吸气时间的延长更有利于气溶胶的沉积。

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二、雾化药物选择

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目前可用于雾化吸入的药物主要是吸入性糖皮质激素(ICS)、支气管舒张剂、抗菌药物和黏液溶解剂。

1. 吸入性糖皮质激素(ICS)

ICS是目前最强的气道局部抗炎药物,它通过对炎症反应所必需的细胞和分子产生影响而发挥抗炎作用。与口服糖皮质激素相比,其特点是较低的口服生物利用度和较高的亲脂性,并且更有效,不良反应更少[7]。目前国内已上市的ICS有吸入用布地奈德混悬液(budesonide suspensionfor inhalation,BUD)和吸入用丙酸倍氯米松混悬液。

2. 支气管舒张剂

支气管舒张剂分为选择性β2受体激动剂和胆碱能拮抗剂,根据起效时间和持续时间又分为短效和长效,目前临床上雾化吸入制剂主要为短效,即短效β2受体激动剂(short-acting β2 agonists, SABA)[如沙丁胺醇和特布他林]、短效抗胆碱能药物(short-acting muscarinic antagonist, SAMA)(如异丙托溴铵)。与ICS联合使用相比,单用支气管舒张剂具有更好的支气管舒张作用且肺部并发症更少[8]

3. 抗生素

雾化抗生素可实现靶向给药,从而降低气道中的细菌密度并提高药物疗效,减少炎症和肺损伤。临床使用的抗生素有阿米卡星、庆大霉素、妥布霉素、氨曲南、头孢他啶,黏菌素、两性霉素等;多应用于囊性纤维化、定植铜绿假单胞菌感染中和多重耐药菌感染的医院获得性肺炎,如呼吸机相关性肺炎(VAP)等,同时可与全身抗菌药物联合使用,提高治疗效果[9, 10]。但目前我国尚无专供雾化吸入的抗菌药物制剂,有些静脉制剂中含有防腐剂,吸入后可能诱发支气管哮喘的发作,应谨慎使用。

4. 黏液溶解剂

目前临床上雾化吸入使用的黏液溶解剂只有N-乙酰半胱氨酸,通过液化和稀释痰液,降低痰液黏性,促进痰液排出。用于治疗慢性支气管炎、支气管扩张症和其他因产生黏稠黏液而并发的肺部疾病。

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三、雾化装置

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目前常用的雾化器主要为三种,分别是射流雾化器、超声雾化器和振动筛孔雾化器[2, 11],如图3所示。

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图3  常用雾化器
1. 射流雾化器
射流雾化器也称为空气压缩式雾化器,是根据文丘里效应,利用压缩空气或氧气通过细小管口形成高速气流,产生的负压带动液体一起喷射到挡板上,在高速撞击下裂解成小气溶胶颗粒,其中较大的液滴撞击挡板后回流至雾化器杯底继续参与雾化。
2. 超声雾化器
超声雾化器使用压电转换器,将电信号转化成超声波,产生高频(1.2~2.4 MHz)声学振动,作用于溶液,破坏溶液表面使其产生振荡波,以此在溶液表面产生气溶胶。
3. 振动筛孔雾化器
振动筛空雾化器结合了超声雾化器的原理,也使用压电转换器,以130 kHz(超声雾化器频率的1/10)振动包含1000多个漏斗孔的圆顶形板,使孔板上下移动1~2 μm,此运动将液体泵送至通过孔,并使之分解成细小颗粒。
由于超声雾化器在使用过程中液体温度会上升,蛋白质可能发生变性,所以不适用于重症患者。无论是何种呼吸支持方式(经鼻高流量吸氧、无创辅助通气、有创机械通气)、雾化器放在呼吸回路中什么位置,振动筛孔雾化器都射流雾化器的雾化效率高且残留药量少(0.1~0.5 ml);并具有噪音小、小巧轻便等优点。对于振动筛孔雾化器,与连续雾化模式相比,吸气同步雾化具有更大的吸入剂量[12, 13]三种雾化器的特点见表1。

表1  三种雾化器特点比较

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四、不同呼吸支持下的雾化治疗

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1. 有创机械通气期间的雾化治疗
人工气道的建立和机械通气会对雾化治疗产生一系列影响。与普通患者相比,危重症患者需要考虑呼吸机设置、通气模式、雾化装置在呼吸机回路中的位置、吸入空气的加热和加湿、人工气道的特性等因素。有研究显示,成人潮气量≥500 ml、延长吸气时间,容量控制模式比压力支持模式更有利于气溶胶在肺内的沉积[14]。但临床实践中应充分全面考虑模式改变对患者病情、特别是肺呼吸力学的影响,可能会导致患者人机不同步,不建议仅出于改善气溶胶输送而更改呼吸机模式或参数设置。同时避免呼吸机管路打折、选择低流速和方波可以减少涡流的发生,减少气溶胶相互碰撞发生重力沉降导致的药物损耗。合适的雾化器连接位置的选择对提高雾化疗效也有重要意义;在存在基础气流时,建议将雾化器放置在吸气肢中,远离Y型管并朝向呼吸机。体外研究发现,与干燥条件相比,气道温湿化会使气溶胶输送效率降低了50%,可能由于气溶胶吸附水分导致其直径增加[15]。但持续吸入干燥的气体也会产生呼吸道黏膜受损等负面影响,甚至出现痰痂痰堵情况;且临床上存在雾化完成后忘记打开加湿器的风险。因此指南推荐,雾化吸入时不建议关闭加热湿化器。
2. 无创机械通气期间的雾化治疗
无创机械通气一般是通过鼻/面罩等非侵入性方式与患者连接,所以可采用两种不同的雾化方式,同步雾化(无创通气治疗同时给予雾化吸入)和间歇雾化(无创通气间歇期给予传统方式雾化)。与同步雾化相比,间歇雾化似乎并不能提高雾化效率,而且需要中断无创通气,增加病情加重的风险;所以建议将雾化器直接连接在呼吸回路上进行同步雾化。与有创通气不同的是无创通气一般是单回路,需要通过呼气阀排出气体,漏气量也会影响气溶胶沉降;将雾化装置位于面罩与呼气阀之间较其他位置可能增加雾化药物的肺部沉积率,提高雾化效率。无创通气时,通气量较大,吸入气体含水量少,很容易导致口鼻黏膜干燥,所以对气体进行加温加湿尤其重要。同时研究显示,加湿对输送气溶胶的影响并不显著;因此在通过无创通气输送气溶胶期间,不建议关闭加湿器[15]
3. 经鼻高流量期间的雾化治疗
目前临床上经鼻高流量期间的雾化方式有三种,分别是中断高流量治疗采用传统的口含式或面罩雾化,雾化器连接在高流量管路中,不中断高流量治疗直接通过咬嘴或面罩雾化。其中将雾化器面罩扣在鼻塞导管上雾化效果较差;经HFNC回路进行雾化,在较高流量时其药物沉降率与常规雾化方式相似,但在较低流量时,其药物沉降率较好。雾化装置在HFNC回路中的位置也会影响雾化效果;放置在湿化罐入口位置时,气溶胶沉积量将大于雾化器放置在靠近患者的位置,这可能是因为管路和湿化罐可以作为产生的气溶胶的储存器[16]。因此建议HFNC雾化吸入时,直接经HFNC回路进行雾化,雾化装置放置在湿化罐入口位置,根据患者情况适当降低流量设置。
不同呼吸支持下的雾化治疗见表2。

表2  三种呼吸支持下的雾化治疗

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五、不良反应及注意事项

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雾化治疗常见不良反应包括感染、气道高反应等。雾化器和吸入药物污染及病原菌在患者间的传播可能会引起感染;雾化装置应该专人专用并且使用之后及时消毒、避免交叉感染,机械通气的患者进行雾化治疗时,建议在呼吸机的呼气端放置过滤器,有助于保护空气环境避免受药物等污染。因气溶胶温度过低、浓度过高或雾量过大时易诱发支气管痉挛,尤其对于肺部疾病患者,应适当减小雾量,仍不缓解时暂停雾化治疗。部分患者在吸入过程中可出现口干、恶心、胸闷、气促、心悸、呼吸困难、血氧饱和度下降及雾化器咬口的摩擦对口角等皮肤黏膜的损伤等不良反应, 可改为间歇雾化, 严重时应暂停雾化。

参考文献

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[16] Li J, Fink J B. Narrative review of practical aspects of aerosol delivery via high-flow nasal cannula[J]. Ann Transl Med, 2021, 9(7):590. 

作者简介



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葛晓

  • 上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科
  • 呼吸治疗师
  • 毕业于四川大学华西临床医学院呼吸治疗系
  • 主攻方向为危重症患者的呼吸支持、气道管理,呼吸康复、床边重症超声、床边气管镜等


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谢思敏

  • 上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科
  • 呼吸治疗师
  • 上海市医学会呼吸病学专科分会呼吸治疗组(筹)委员
  • 中国康复医学会会员
  • 上海呼吸治疗联盟成员
  • 上海新冠肺炎援公卫医疗队队员


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冯耘

  • 上海交通大学医学院附属瑞金医院

  • 主任医师,副研究员,硕士研究生导师

  • 美国杜克大学访问学者

  • 中国老年医学会呼吸病学分会呼吸危重症学术委员会委员

  • 上海市医学会呼吸病学专科分会青年委员会委员

  • 上海市医学会呼吸病学专科分会重症学组副组长

  • 曾荣获上海市人才培养计划、上海市优秀专科医师及上海交通大学医学院“九龙医学优秀青年人才奖”

  • 以第一作者及通讯作者发表SCI论文30余篇,第一完成人获得专利2项,参与编写专著3部


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