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Erstaunliche Beatmungsgeräte: Was ist der Unterschied zwischen MDI, DPI, SMI und Vernebler?
In der modernen Medizin hat sich die pulmonale Medikamentenverabreichung zu einer wirksamen Methode zur Verabreichung von Medikamenten entwickelt, insbesondere zur Behandlung von Lungenerkrankungen wie Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD). Bei dieser Methode kann der Patient das Arzneimittel über einen Inhalator in die Lunge inhalieren und über die Lungenschleimhaut in den Blutkreislauf gelangen. Abhängig von den verschiedenen Arzneimittelformen und -geräten gibt es hauptsächlich vier Arten von Inhalatoren, die weit verbreitet sind: Dosiersprühinhalatoren (MDI), Trockenpulverinhalatoren (DPI), Weichnebelinhalatoren (SMI) und Vernebler.
Die pulmonale Arzneimittelabgabe kann systemische Nebenwirkungen wirksam reduzieren und die Bioverfügbarkeit aufgrund der lokalen Absorption von Arzneimitteln verbessern.
Verschiedene Arten von Inhalatoren
Dosierinhalator (MDI)
MDI ist der am häufigsten zur Behandlung von Lungenerkrankungen eingesetzte Inhalator und kann in komprimierte Dosierinhalatoren (pMDI) und atemgesteuerte Dosierinhalatoren (BAMDI) unterteilt werden. pMDI erfordert, dass der Patient den Inhalator beim Einatmen aktiviert. Daher ist die Koordination sehr wichtig. BAMDI nutzt den Inspirationsfluss des Patienten zum Auslösen und löst so dieses Koordinationsproblem.
Die Verwendung von MDI mit einer Luftkartusche ermöglicht eine Medikamentenabgabe ähnlich der eines Verneblers, mit Vorteilen in Bezug auf Komfort und Kosteneffizienz.
Trockenpulverinhalator (DPI)
Der DPI gibt das feste Arzneimittelpulver durch die Kraft der Inhalation des Patienten frei, und der Patient muss einen ausreichenden Inspirationsfluss aufrechterhalten, um den Widerstand des DPI zu überwinden und das Arzneimittel erfolgreich in die Lunge abzugeben.
DPI erfordert jedoch einen ordnungsgemäßen Inspirationsfluss und ist feuchtigkeitsempfindlich.
Soft Mist Inhalator (SMI)
SMI zerstäubt flüssige Medikamente in winzige Partikel, die inhaliert werden können. Der Prozess verwendet keine Treibmittel, sondern nutzt die Energie, die von einer Druckfeder bereitgestellt wird.
SMI hat eine geringe Verfügbarkeit auf dem Markt und relativ hohe Preise.
Zerstäuber
Vernebler werden häufig in Notfällen oder bei Patienten mit schlechter Selbstcompliance eingesetzt. Es kann flüssige Medikamente auf Wasserbasis in inhalierbare Tröpfchen umwandeln und wird hauptsächlich in vibrierende Netzvernebler, Strahlvernebler und Ultraschallvernebler unterteilt.
Obwohl Vernebler keine Koordination durch den Patienten erfordern, dauert die Verabreichung von Medikamenten länger und sie sind sperrige Geräte.
Faktoren, die die pulmonale Arzneimittelabgabe beeinflussen
Um Medikamente erfolgreich in die Lunge zu transportieren, sollten sich inhalierte Partikel nicht größtenteils in den oberen Atemwegen ablagern, da sie sonst verschluckt oder abgehustet werden könnten, was zu einem Wirkungsverlust führen könnte. Zu den Faktoren, die die Ablagerung von Medikamentenpartikeln beeinflussen, gehören Partikeleigenschaften, Atemmuster und Atemwegsgeometrie.
Partikelleistung
Der Durchmesser und die Dichte von Arzneimittelpartikeln können die Ablagerungsmuster im Atemtrakt erheblich beeinflussen. Im Allgemeinen lagern sich Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 5 Mikrometern hauptsächlich in den oberen Atemwegen ab, während Partikel mit einem Durchmesser zwischen 2 und 5 Mikrometern in den zentralen und kleinen Atemwegen abgelagert werden.
Atemmuster
Die Ablagerung inhalierter Partikel hängt von der mittleren Verweildauer beim Atmen und dem Atemzugvolumen ab. Große Atemzugvolumina erhöhen die Ablagerungsrate von Lungenarzneimitteln.
Atmungsgeometrie
Der Prozess der Gabelung der Bronchien in die Bronchien erhöht die Turbulenzen und erleichtert so die Ablagerung von Partikeln in den großen Atemwegen.
Vorteile und Herausforderungen
Der Hauptvorteil von Lungenmedikamenten besteht darin, dass das Medikament direkt an die Läsion abgegeben werden kann, was zu einem schnellen Wirkungseintritt und weniger systemischen Nebenwirkungen führt. Es gibt jedoch einige Herausforderungen, beispielsweise können Medikamente durch die Abwehrmechanismen der Atemwege beeinträchtigt werden, was dazu führt, dass nur etwa 20 % der Medikamente erfolgreich in die Lunge gelangen. Darüber hinaus haben die Compliance des Patienten und die richtige Inhalationstechnik einen direkten Einfluss auf die Wirksamkeit.
Bei älteren Patienten ist die Inspirationskraft oft unzureichend, was zu einer geringen Medikamenteninhalation und damit zu einer Verringerung der Wirksamkeit führen kann.
Zukünftige Entwicklung
Mit fortschreitender Technologie geht die Entwicklung der Nutzung der Lunge als Weg in den Körperkreislauf weiter. Die Forschung erforscht derzeit pulmonale Verabreichungstechnologien für inhaliertes Nikotin, inhaliertes Levodopa und verschiedene Biologika. Darüber hinaus schreitet die Implementierung von Arzneimittelformulierungs- und Partikeltechniktechnologien weiter voran, beispielsweise die Verwendung von Arzneimittelnanopartikeln zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit und zur Reduzierung von Nebenwirkungen.
Wie sollten Patienten unter diesen verschiedenen Inhalationsgeräten und -technologien den besten Weg zur Behandlung ihrer Erkrankung wählen?
