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Sistema inovativo da inalação para tratar bebês prematuros com as doenças pulmonares

Os bebês prematuros que são nascidos antes que seus pulmões terminem o amadurecimento sofrem frequentemente de uma falta do surfactant - uma substância necessária para a revelação do pulmão. São igualmente particularmente suscetíveis às doenças do órgão respiratório, que têm que ser tratadas por meio da inalação. Contudo, os sistemas da inalação disponíveis não são alinhados às necessidades de infantes e de neonatos prematuros. Os pesquisadores no instituto de Fraunhofer para a toxicologia e o ITEM experimental da medicina estão trabalhando com sócios para desenvolver um sistema que permita que as drogas fossem administradas como aerossóis em uma maneira eficiente e respiração-provocada. Isto encurtaria a duração da terapia, facilitando desse modo a tensão em corpos pequenos.

No mundo inteiro, ao redor 15 milhão bebês são nascidos prematuramente cada ano - e a tendência está crescendo. Os países industrializados não são nenhuma exceção a esta revelação. De acordo com figuras (WHO) da Organização Mundial de Saúde, a taxa em Alemanha é 9,2 por 100 neonatos. Uma das complicações as mais comuns em bebês prematuros é displasia broncopulmonar, uma doença pulmonar crônica causada pela ventilação artificial que os infantes precisam frequentemente. Também, porque os sistemas imunitários dos infantes prematuros não são plenamente desenvolvidos, têm um risco aumentado de infecção. As infecções do pulmão são tratadas melhor com as drogas inaladas. Contudo, não há nenhum sistema da inalação que é adaptado especialmente às necessidades de bebês prematuros e de outros neonatos, como desenvolvendo as tecnologias correspondentes está muito complicado devido às características de respiração específicas dos pacientes minúsculos. Os infantes prematuros têm tipicamente uma taxa respiratória alta de 40 sobre a 60 respirações por períodos minúsculos e curtos da inalação de 0,25 a 0,4 segundos. Sobre isto, os pulmões neonatal têm somente um volume maré pequeno, levantando dificuldades extra para o tratamento da inalação. Por este motivo, os cientistas no instituto de Fraunhofer para a toxicologia e o ITEM experimental da medicina em Hannover estão trabalhando junto com sócios da indústria e da pesquisa para desenvolver um sistema novo da inalação permitindo que os bebês prematuros recebam uma terapia eficiente da inalação que seja delicada em seus pulmões.

“Administrar drogas aos bebês prematuros por meio da inalação é difícil. O método actual continuamente de entregar os aerossóis - isto é, drogas sob a forma das partículas - no fluxo de ar é incapaz. Por um lado, uma grande parcela da droga cara obtem perdida por causa da relação da inalação/exalação e não fornece assim nenhum benefício médico. Além disso, o aerossol é diluído imediatamente pelo fluxo de ar que viaja através do respirador,” diz o Dr. Gerhard Pohlmann, cabeça da divisão do ITEM de Fraunhofer da engenharia biomedicável Translational. Os sócios do projecto estão desenvolvendo um método respiração-provocado novo por meio de que o aerossol está administrado directamente ao nariz somente quando o bebê prematuro inala. “Pela primeira vez, isto abre a porta à administração altamente eficiente das drogas aos infantes prematuros. Isto significa que a quantidade de ingredientes activos pode ser reduzida e durações da terapia pode ser encurtado. Além, o controle de tempo preciso com o boli muito curto da inalação permite o tratamento focalizado de regiões específicas do pulmão,” diz Pohlmann. Um sistema similar igualmente seria fundamental apropriado para os pacientes adultos que exigem a terapia diária da inalação. Encurtar o tempo da administração pode substancialmente melhorar sua qualidade de vida.

Filme do sensor para monitorar a respiração de bebês prematuros

O sistema inovativo da inalação combina duas tecnologias: Um dente nasal com uma válvula diminuta do aerossol que seja aplicada directamente ao nariz do infante prematuro. Com um tempo de resposta apenas de alguns milissegundos, a válvula do aerossol permite que o ingrediente activo seja liberado em um rapid, maneira visada. A abertura da válvula é controlada por um filme do sensor. Colocado na parede abdominal do bebê prematuro, esta matriz flexível usa sensores para detectar o movimento do abdômen superior, medindo desse modo o momento onde exacto o bebê respira dentro. Para a liberação precisa do aerossol, os controles de sinal da medida a micro válvula através de um algoritmo inteligente. “O sincronismo da inalação deve ser travado com uma precisão de aproximadamente 20 milissegundos. Colocar sensores normais na região da exalação de um respirador não permite este nível de precisão,” explica o pesquisador. Os sistemas respiração-provocados da inalação actualmente disponíveis são um ou outro dependentes em medir o sinal da respiração na mangueira de respiração ou então acoplado ao sistema de ventilação através de uma conexão elétrica. “Nosso sistema de gravação ventilador-independente da respiração remove a necessidade de interferir com um dispositivo já aprovado e reduz assim obstáculos da aprovação.”

O filme do sensor com CI ultra-finos e a tecnologia respiração-provocada estão sendo desenvolvidos por um consórcio no projecto de FLEXMAX (veja a caixa). O Ministério da Educação e a pesquisa federais alemães (BMBF) estão financiando o projecto, que endereça aspectos fulcrais de Electronic Systems novo para a proposta inteligente da engenharia médica (saúde esperta).

Nos testes com adultos e nas experimentações usando os dispositivos que simulam a respiração de bebês prematuros, havia um aumento em uma eficiência de 60 por cento comparados à tecnologia convencional da inalação. Para poder testar o filme do sensor em uma fase inicial em circunstâncias realísticas, os sócios do projecto igualmente estão desenvolvendo uma parede abdominal artificial que se mova como aquela de um bebê prematuro.

O sistema completo da inalação está actualmente disponível como um demonstrador, e tomará aproximadamente três cinco anos antes que esteja produção-pronto, diz a Pohlmann.

a administração Respiração-provocada de drogas do seco-pó

A equipe dos peritos no ITEM de Fraunhofer igualmente está realizando a pesquisa em sistemas de aplicação para a administração de fórmulas do seco-pó por meio da inalação, que poderia ser usada, por exemplo, para tratar bebês prematuros com a síndrome de aflição respiratória infantil. Esta síndrome elevara quando o pulmão nao plenamente desenvolvido não produz bastante surfactant nem não produz alguns de todo. Sem surfactant, que reduz a tensão de superfície nos alvéolos pulmonars, o pulmão é incapaz de expandir. O bebê sofre da privação do oxigênio e da aflição de respiração e precisa a respiração artificial. Geralmente, o surfactant obtido dos pulmões animais é nivelado no pulmão sob a forma de uma suspensão. O problema é que esta instilação assim chamada é traumático e o surfactant administrado em uma suspensão não espalha tão uniformente através dos pulmões como os aerossóis fazem. Ao contrário, se o surfactant é administrado como um aerossol seco umedecido a ser inalado, é distribuído mais homogênea e trabalha mais eficazmente.