Humidificación del gas respiratorio

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Humidificación del
gas respiratorio:
Fundamentos y
práctica
¿Qué es la humidificación
del gas respiratorio?
Indice
¿Qué es la humidificación
del gas respiratorio? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 2
¿Cómo funciona el acondicionamiento
natural del gas respiratorio?.. . . . . . . . . . . ....
1. Calentamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
2. Humidificación.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
3. Purificación.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
Aclaramiento mucociliar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
3
3
4
5
5
¿Cuándo está dañado el acondiciona­miento
del gas fresco?.............................................6
Principio de funcionamiento del
humidificador AIRcon.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 8
Ventajas del humidificador AIRcon
frente a los HME’s.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 9
Accesorios para la humidificación activa .. 10
Cámara de humidificación.. . . . . . . . . . . . . . . . . ... 10
Sistemas de mangueras.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 10
Dispositivos de soporte.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 10
Referencias .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 11
2
Humidificación del gas respiratorio es un método
de calentamiento y humidificación artificial del
gas fresco en pacientes con respiración artificial
mecánica. El concepto de acondicionamiento del
gas fresco incluye tanto el calentamiento y la
humidificación como también la purificación del
gas.
Estas tres funciones esenciales del acondicionamiento del gas respiratorio sirven para preparar
el gas inspirado para los pulmones sensibles.
De no haber humidificación natural del gas
respirado, esto puede traer como consecuencia
infecciones pulmonares y daño del tejido
pulmonar.
¿Cómo funciona el
acondicionamiento natural
del gas respiratorio?
El acondicionamiento del gas respiratorio en
personas sanas tiene lugar en un 75% en las
vías respiratorias superiores (espacio naso/
faríngeo) (imagen 1). El restante 25% lo hace la
tráquea.1 Diariamente, las vías respiratorias
superiores calientan, humidifican y purifican
entre 1.000 y 21.000 litros de gas respiratorio
según el tamaño corporal y la potencia física. 2
1. Calentamiento
El calentamiento del aire respirado se realiza
por medio de muchos vasos sanguíneos
pequeños que cubren la mucosa nasal y bucal
en forma de red. Impulsos nerviosos regulan la
cantidad de sangre fluye como si fuera un
sistema de calefacción propio del cuerpo. Así,
los vasos son irrigados en mayor medida si hay
presencia de aire frío (calentamiento del gas
respiratorio) y en menor medida si hay presencia
de aire cálido. 3
Faringe
Vías aéreas
superiores
Tráquea
Árbol bronquial
Vías aéreas
inferiores
Alvéolos
Imagen 1: Tracto respiratorio – Esquema
3
2. Humidificación
La mucosa del interior nasal y de la boca bien
irrigada entrega durante la inspiración, humedad
al flujo del aire respiratorio. De esta forma, se
evaporan por día entre 200 y 300 ml de agua en
un adulto sano. Durante la inspiración a través
de la nariz o la boca se enfrían las mucosas.
Este enfriamiento hace que, al exhalar una parte
de la humedad del aire que proviene del pulmón
(100% de humedad a 37°C) se condense en las
mucosas. Con ello, vuelven a humedecerse las
mucosas.
En el camino hacia las vías respiratorias inferiores se sigue climatizando el gas respiratorio ya
humedecido en el espacio naso/faríngeo hasta
que se alcanza el límite de saturación isotérmica.
Se entiende por límite de saturación isotérmica la
máxima humedad posible a una temperatura
dada. Esto corresponde, para un calor corporal
central de 37°, a una humedad relativa del 100%
o 44mg/l de humedad absoluta. En personas
sanas respirando con tranquilidad, este equilibrio
se regula, si se hace respiración nasal, en la
bifurcación traqueal. Así se asegura que llegue al
interior los alvéolos únicamente aire a temperatura
corporal (imagen 2). 4,5
Límite de
saturación isotérmica
37°C
100%
44 mg/l
4
32°C
100%
34mg/l
Imagen 2: Acondicionamiento del gas respiratorio
con respiración nasal
EXPIRACIÓN
INSPIRACIÓN
22°C
50%
10 mg/l
37°C
100%
44 mg/l
3. Purificación
Mientras que en las vías respiratorias superiores se eliminan las partículas inhaladas especialmente
tosiendo y estornudando (aclaramiento por tos), en las vías respiratorias más profundas es más
relevante el aclaramiento mucociliar. Es el mecanismo de purificación más importante de los
bronquios.
Aclaramiento mucociliar
Los bronquios principales están recubiertos hasta los alvéolos con un epitelio respiratorio. Sobre él
hay células ciliadas que poseen en su superficie estructuras con forma de pelos (cilios). Los cilios
están rodeados por una capa de mucosidad muy fluida. Encima hay una segunda capa de
mucosidad muy fluida en la que permanecen adheridos microorganismos y partículas extrañas.
Epitelio
respiratorio
FARINGE
Cilios
Bacterias
0,02–10 Micras
Virus
0,017–0,3 Micras
Capa de
mucosidad
muy espesa
Capa de mucosidad
muy fluida
Los cilios realizan movimientos dentro de la capa de mucosidad muy fluida de forma coordinada
en dirección a la faringe. De esta manera es transportada la capa de mucosidad espesa en
dirección a la boca, donde es tragada o esputada. El funcionamiento óptimo del aclaramiento
mucociliar supone una temperatura de 37ºC y una humedad absoluta de 44 mg/l, correspondiente
a una humedad relativa del 100%. En caso que hubiera calor y humedad insuficientes en las vías
respiratorias inferiores, las células ciliadas detienen su funcionamiento de transporte después
de un breve tiempo. En estas condiciones se facilita el poblamiento bacterial. 6, 7, 8
5
¿Cuándo está dañado el
acondicionamiento del
gas fresco?
A través de la respiración artificial mecánica, en
especial con gases secos y fríos, se limita el
acondicionamiento natural del gas fresco y se lo
evita en parte.
En el caso de la respiración artificial no invasiva
(por ej. mascarillas de ventilación), con frecuencia
se administra un flujo continuamente positivo
(por ej. CPAP). El resultado de la respiración
bucal condicionada de este modo puede provocar
síntomas no deseados. A largo plazo, las vías
respiratorias superiores se resecan debido al
permanente suministro de gases respiratorio
fríos. Las consecuencias son mucosas nasales y
bucales inflamadas y dolientes, como también
bloqueos de las vías aéreas y retención de secreción en el aparato respiratorio.
Sobre todo, las fugas en la mascarilla de ventilación pueden favorecer el resecamiento de la
mucosa nasal. Un suministro continuo de gases
frescos cálidos contribuye a un alivio sustancial
de este cuadro patológico. 9
En el caso de la respiración artificial invasiva
(intubación o traqueotomía) se evitan las vías respiratorias superiores y ya no pueden cumplir su
función natural. El acondicionamiento de gas fresco
se traslada exclusivamente a la tráquea, la cual, no
obstante, no puede realizar por sí sola la humidificación, calentamiento y purificación que se necesitan.
6
Los resultados en la ventilación
no-invasiva e invasiva son:
○ ○ Insuficiente calentamiento.
En los pulmones entra un gas fresco que no
ha sido suficientemente calentado.
○ ○ Insuficiente humidificación.
Debido al límite de saturación isotérmica, el
aire que no ha sido calentado suficientemente
no puede transportar la cantidad necesaria de
humedad.
○ ○ Purificación limitada de las vías
respiratorias.
En pacientes intubados o traqueotomizados,
la acción purificadora del aclaramiento por tos
no tiene lugar o está fuertemente limitada. En
estos pacientes, la eliminación mecánica de
cuerpos extraños y gérmenes debe ser llevada
a cabo exclusivamente por el aclaramiento
mucociliar, pero éste sólo funciona si se
dispone de suficiente humedad.
Una respiración artificial con gases frescos
demasiado fríos y secos provoca en un
brevísimo tiempo un aumento de la viscosidad
en la mucosidad del epitelio respiratorio, lo cual
perjudica el funcionamiento de las células
ciliadas. La frecuencia de batido de los cilios se
relentiza hasta llegar finalmente a detenerse
(después de 35 minutos para <30% de
saturación de vapor de agua). Después de no más
de una hora, se verifican daños en el frotis celular.
Esto puede traer consecuencias graves:1, 10
○ ○ Perjuicio del funcionamiento de los cilios
debido a la mucosidad viscosa y a las
mucosas que se hinchan.
○ ○ Aumento de la resistencia de las vías
respiratorias y disminución de la
distensibilidad por un aumento en la retención
de secreción e incrustaciones.
○ ○ Peligro de atelectasia debido a la reducida
actividad surfactante.
○ ○ Complicación del intercambio de gases en el
pulmón.
○ ○ Mayor susceptibilidad a infecciones
pulmonares.
Estas complicaciones amenazan especialmente
a los prematuros. Si bien a partir de la semana
24 de embarazo son capaces de sobrevivir, sus
pulmones, el árbol bronquial y el aclaramiento
mucociliar están aún extremadamente poco
desarrollados. Además, tienen que adaptarse de
inmediato a un entorno más frío y más seco.
Incluso después del nacimiento, el desarrollo
ontogenético no está aún concluido. Para
prevenir un resecamiento o endurecimiento del
pulmón se necesita sin falta una humidificación
óptima del gas fresco en prematuros y recién
nacidos con respiración artificial.11
7
Principio de funcionamiento
del humidificador AIRcon
Para evitar las complicaciones antes
mencionadas, es imperativo tomar medidas para
compensar la pérdida de calor y humedad si el
paciente está en ventilación mecánica durante un
largo período.
Entonces, el aire de inspiración condicionado
es transportado al paciente. Un cable de
calentamiento incluido en el circuito de paciente
mantiene la temperatura constante evitando
condensación.
AIRcon compensa esta pérdida de calor y
humedad (fig. 3). El aire inspiratorio seco y frío
pasa desde el respirador a la cámara del
humidificador. Hay flotadores sobre la superficie
del agua que absorben el calor y la humedad en
forma de vapor de agua (pasando por alto el
procedimiento). Puesto que el vapor de agua no
puede transportar gérmenes, el riesgo de
contaminación se reduce considerablemente.
Por lo tanto, AIRcon mantiene la capa mucosa
del epitelio respiratorio y cilios flexible. Las
partículas extrañas y microorganismos que
pueden conducir a infecciones pulmonares o
dañar el tejido pulmonar, pueden ser
transportadas con éxito.
V
V = Respirador
38.8°C
39.0
°C
IV
EXP.
8
Imagen 3: Humidificador AIRcon en
respiración artificial mecánica
Ventajas del humidificador
AIRcon frente a los HME’s
○ ○ Se llega la temperatura fisiológica de 37°C
con una humedad óptima del aire del 100%.
○ ○ Se mantiene el aclaramiento mucociliar por
largos períodos de tiempo.
○ ○ El ablandamiento de secreciones reduce el
peligro de oclusión de tubos o cánulas.
○ ○ No aumenta el espacio muerto o la resistencia
de las vías respiratorias.
○ ○ Puede emplearse también con prematuros de
menos de 2.500 g.
○ ○ No hay pérdidas de humedad persistentes
durante la succión.
○ ○ Es posible la utilización con circuitos de
paciente con y sin calefacción.
○ ○ Gestión inteligente de alarma.
○ ○ Ajuste individual, en función de las
necesidades del paciente.
9
Accesorios para la
humidificación activa
Cámara de humidificación
Circuitos de paciente
○ ○ Sistema práctico de
autollenado :
Un flotador integrado se
encarga de que el nivel de
llenado de agua se estabilice
por sí mismo.
○ ○ Formación reducida la condensación :
El hilo calefactor integrado reduce la formación
de condensación, causado por el incremento de
la resistencia de las vías aéreas, provocando
un funcionamento erróneo del ventilador
mecánico por el crecimiento de gérmenes.
○ ○ Volumen constante :
A través del mecanismo de autollenado
regulado se garantiza un volumen invariable
dentro de la cámara de humidificación.
○ ○ Materiales de alta calidad :
Los circuitos de paciente utilizados están
hechos de materiales aprobados médicamente
a menos que se indique lo contrario, todos los
materiales son libre de látex, PC
y DEHP.
○ ○ Modelos económicos :
Nuestro surtido incluye cámaras de
humidificación desechables (uso hasta
7 días) y cámaras de humidificación
reutilizables (autoclavables a 134°C).
Dispositivos de soporte
○ ○ Soporte universal :
Nuestros dispositivos de soporte son
adecuados para carriles normalizados
estándares.
○ ○ Sujeción firme :
Los dispositivos de soporte están hechos
especialmente a la medida del equipo y
garantizan una sujeción estable y segura.
10
○ ○ Requerimientos Individuales:
Nuestros circuitos de paciente
desechables (utilizables hasta
7 días) y los sistemas
reutilizables (autoclavables a
134 ° C) se pueden
utilizar para recién
nacidos,
pediátricos y adultos.
Ofrecemos configuraciones a nivel hospitalario y domiciliario independientemente de
sistemas para cubrir
necesidades
individuales.
Referencias
1 W. Oczenski, H. Andel und A. Werba: Atmen - Atemhilfen.
Thieme, Stuttgart 2003: 274, ISBN 3-13-137696-1.
2 A. Wanner, M. Salathé, T.G. O‘riordan: Mucociliary
Clearance in the Airways. In: American journal of respiratory
and critical care medicine, 1996, 154 (1), no6: 1868-1902,
ISSN 1535-4970.
3 N. Cauna, K.H. Hinderer: Fine structure of blood vessels
of the human nasal respiratory mucosa. In: Ann Otol Rhinol
Laryngol, 1969; 78(4):865-79, ISSN 0003-4894.
4 J. Rathgeber, K. Züchner, H. Burchardi: Conditioning of Air
in Mechanically Ventilated Patients. In: Vincent JL. Yearbook
of Intensive Care and Emergency Medicine, 1996: 501-519,
ISSN 0942-5381.
5 M.P. Shelly, G.M. Lloyd, G.R. Park: A review of the
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In: Intens Care Med. 1988; 14:1, ISSN 0342-4642.
6 M.A. Sleigh, J.R. Blake, N. Liron: The Propulsion of Mucus by Cilia.
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7 R. Williams, N. Rankin, T. Smith, et al. Ralationship between
humidity and temperature of inspired gas and the function of
the airway mucosa. In: Crit. Care Med, 1996, Vol. 24,
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8 R. Estes, G. Meduri: The Pathogenesis of VentilatorAssociated Pneumonia: 1. Mechnisms of Bacterial
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Medicine. 1995; 21: 365-383, ISSN 0340-0964.
9 H. Schiffmann: Humidification of Respired Gases in
Neonates and Infants. In: Respir Care Clin. 2006;12:321-336,
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10 S. Schäfer, F. Kirsch, G. Scheuermann und R. Wagner:
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ISBN 3-437-25182-1
11 M.T. Martins de Araújo, S.V. Vieira, E.C. Vasquez, et al.
Heated Humidification or Face Mask To Prevent Upper Airway
Dryness During Continuous Positive Airway Pressure Threapy.
In: Chest. 2000; 117: 142-147, ISSN 0012-3692.
11
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