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Sistema innovador de la inhalación para tratar a bebés prematuros con enfermedades pulmonares

Los bebés prematuros que nacen antes de que sus pulmones hayan acabado la maduración sufren a menudo de una falta de tensioactivador - una substancia necesaria para el revelado del pulmón. Son también determinado susceptible a las enfermedades del órgano respiratorio, que tienen que ser tratadas mediante la inhalación. Sin embargo, los sistemas de la inhalación disponibles no se adaptan a las necesidades de niños y de recién nacidos prematuros. Los investigadores en el instituto de Fraunhofer para la toxicología y el ITEM experimental del remedio están trabajando con los socios para desarrollar un sistema que permitiría que las drogas fueran administradas como aerosoles de una manera eficiente y respiración-accionada. Esto acortaría la duración de la terapia, de tal modo facilitando la deformación en pequeñas carrocerías.

Por todo el mundo, alrededor 15 millones de bebés nacen prematuramente cada año - y la tendencia está creciendo. Los países industrializados no son ninguna anomalía a este revelado. Según figuras (WHO) de la Organización Mundial de la Salud, el régimen en Alemania es 9,2 por 100 recién nacidos. Una de las complicaciones mas comunes de bebés prematuros es displasia broncopulmonar, una enfermedad pulmonar crónica causada por la ventilación artificial que los niños necesitan a menudo. También, porque los sistemas inmunes de los niños prematuros no son completamente desarrollados, tienen un riesgo creciente de infección. Las infecciones del pulmón se tratan mejor con las drogas inhaladas. Sin embargo, no hay sistemas de la inhalación que se adaptan especialmente a las necesidades de bebés prematuros y de otros recién nacidos, como desarrollando las tecnologías correspondientes es muy complicado debido a las características de respiración específicas de los pacientes minúsculos. Los niños prematuros tienen típicamente un alto índice respiratorio de 40 sobre a 60 respiraciones por períodos minuciosos y cortos de la inhalación de 0,25 a 0,4 segundos. Encima de esto, los pulmones neonatales tienen solamente un pequeño volumen de marea, planteando las dificultades extras para el tratamiento de la inhalación. Por este motivo, los científicos en el instituto de Fraunhofer para la toxicología y el ITEM experimental del remedio en Hannover están trabajando así como socios de la industria y de la investigación para desarrollar un nuevo sistema de la inhalación permitiendo que los bebés prematuros reciban una terapia eficiente de la inhalación que sea apacible en sus pulmones.

La “administración de las drogas a los bebés prematuros mediante la inhalación es difícil. El método actual contínuo de entregar los aerosoles - es decir, drogas bajo la forma de partículas - en la circulación de aire es ineficaz. Para una cosa, una porción grande de la droga costosa consigue perdida debido a la índice de la inhalación/exhalación y no ofrece así ninguna ventaja médica. Por otra parte, el aerosol es diluido inmediatamente por la circulación de aire que viaja a través de la máscara respiratoria,” dice al Dr. Gerhard Pohlmann, jefe de la división del ITEM de Fraunhofer de ingeniería biomédica de translación. Los socios del proyecto están desarrollando un nuevo método respiración-accionado por el que el aerosol se administre directamente a la nariz solamente cuando el bebé prematuro inhala. “Por primera vez, esto abre la puerta en la administración muy eficiente de drogas en los niños prematuros. Esto significa que la cantidad de ingredientes activos puede ser reducida y las duraciones de la terapia puede ser acortada. Además, el mando de tiempo exacto con boli muy corto de la inhalación permiso el tratamiento enfocado de las regiones específicas del pulmón,” dice Pohlmann. Un sistema similar también sería fundamental conveniente para los pacientes adultos que requieren terapia diaria de la inhalación. La disminución del tiempo de la administración puede perfeccionar substancialmente su calidad de vida.

Película del sensor para vigilar la respiración de bebés prematuros

El sistema innovador de la inhalación combina dos tecnologías: Una púa nasal con una válvula miniatura del aerosol que se aplica directamente a la nariz del niño prematuro. Con un tiempo de reacción apenas de algunos milisegundos, la válvula del aerosol permite que el ingrediente activo sea liberado en un rapid, manera apuntada. El orificio de la válvula es controlado por una película del sensor. Puesto en la pared abdominal del bebé prematuro, esta matriz flexible utiliza los sensores para descubrir el movimiento del abdomen superior, de tal modo midiendo el momento exacto que el bebé respira hacia adentro. Para la baja exacta del aerosol, los mandos de señal de la medición la válvula micra vía un algoritmo inteligente. “La sincronización de la inhalación se debe coger con una exactitud de cerca de 20 milisegundos. La colocación de los sensores normales en la región de la exhalación de una máscara respiratoria no permiso este nivel de precisión,” explica al investigador. Los sistemas respiración-accionados de la inhalación actualmente disponibles son cualquier confiados en la medición de la señal de la respiración en el manguito de respiración o bien acoplada al sistema de ventilación vía una conexión eléctrica. “Nuestro sistema de grabación de la respiración de la ventilador-independiente quita la necesidad de interferir con un dispositivo ya aprobado y reduce así obstáculos de la aprobación.”

La película del sensor con los ICs ultrafinos y la tecnología respiración-accionada están siendo desarrolladas por un consorcio en el proyecto de FLEXMAX (véase la caja). El Ministerio de Educación y la investigación federales alemanes (BMBF) está financiando el proyecto, que los aspectos claves de direccionamientos de nuevo Electronic Systems para la ingeniería médica inteligente (salud elegante) ofrecen.

En pruebas con adultos y en juicios usando los dispositivos que simulan la respiración de bebés prematuros, había un aumento en eficiencia del 60 por ciento comparado a la tecnología convencional de la inhalación. Para poder probar la película del sensor en un primero tiempo en condiciones realistas, los socios del proyecto también están desarrollando una pared abdominal artificial que se mueva como la de un bebé prematuro.

El sistema completo de la inhalación está actualmente disponible como manifestante, y tomará cerca de tres a cinco años antes de que está producción-listo, dice Pohlmann.

la administración Respiración-accionada de las drogas del seco-polvo

Las personas de expertos en el ITEM de Fraunhofer también están realizando la investigación en los sistemas de uso para la administración de las fórmulas del seco-polvo mediante la inhalación, que podría ser utilizada, por ejemplo, para tratar a bebés prematuros con síndrome de señal de socorro respiratoria infantil. Este síndrome se presenta cuando el pulmón no completamente desarrollado no produce suficiente tensioactivador ni produce ningunos en absoluto. Sin el tensioactivador, que reduce la tensión de superficie en los alvéolos pulmonares, el pulmón no puede desplegarse. El bebé sufre de la privación del oxígeno y de la señal de socorro de respiración y necesita la respiración artificial. Generalmente, el tensioactivador obtenido de los pulmones animales se vacia en el pulmón bajo la forma de suspensión. El problema es que esta supuesta instilación es traumática y el tensioactivador administrado en una suspensión no se extiende tan uniformemente a través de los pulmones como lo hacen los aerosoles. En cambio, si el tensioactivador se administra como aerosol seco humedecido que se inhalará, se distribuye más homogéneo y trabaja más eficazmente.