Particulas

1.2
INTRODUCCIÓN

Bases físico-químicas del tratamiento inhalado
Francisco García Río José Villamor León Servicio de Neumología. Hospital Universitario La Paz Universidad Autónoma. Madrid

Se entiende por aerosol una suspensión de pequeñas partículas líquidas o sólidas en un gas. Los aparatos utilizados para generar aerosoles de partículas sólidas se denominan inhaladores y los empleadospara producir partículas líquidas nebulizadores1. Los nebulizadores producen una niebla que contiene gotas de diferentes tamaños (aerosol polidisperso). Éstas se definen adecuadamente según su diámetro medio de masa o medida en que la mitad de la masa del aerosol está contenida en pequeñas gotas y la otra mitad en gotas grandes. En este capítulo se consideran los principios físico-químicos queregulan el movimiento y depósito de las partículas de aerosoles. MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS DE UN AEROSOL EN EL ÁRBOL RESPIRATORIO Sobre cada partícula de un aerosol actúan dos fuerzas antagónicas: la gravedad, que favorece su precipitación, y otra fuerza que frena el movimiento de las partículas como resultado de la interacción con las moléculas del gas2. Como consecuencia del balance de ambas, cadapartícula se desplaza a una velocidad que está condicionada por la aceleración de la gravedad, el tamaño y la densidad de la partícula y la densidad y la viscosi-

dad del gas. De todos estos factores, el que tiene mayor influencia sobre el desplazamiento de la partícula es su tamaño2. Sin embargo, como existe una relación entre la densidad y el tamaño de cada partícula de aerosol,habitualmente se utiliza el concepto de diámetro aerodinámico, que representa el diámetro de la esfera de densidad uno (1 g/cm3) con la misma velocidad máxima2. El modelo de aerosol ideal es el formado por partículas estables que siguen un flujo laminar y que tienen un diámetro de 0,5-5 µm. En estas circunstancias, el depósito de las partículas del aerosol se realiza por sedimentación2. Si estas partículasson muy pequeñas, el movimiento resulta difuso, por el continuo bombardeo molecular, y se denomina difusión o movimiento browniano3. Cuando un aerosol se aplica en el árbol respiratorio, a los modelos de movimiento de partículas descritos (sedimentación y difusión por movimiento browniano) se añade la impactación (fig. 1)2,3. Los principales condicionantes del flujo a través del árbol respiratorioson la elevada velocidad y los continuos cambios de dirección de la corriente gaseosa, tanto en la orofaringe como en las bifurcaciones bronquiales. Además, en la mayor parte del árbol respiratorio, el flujo es turbulento3. Presenta grandes e irregulares fluctuaciones en su velocidad, por lo que existe un mayor contacto de las

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partículas con las paredes de la vía aérea, lo que favorece sudepósito2. Bajo las condiciones descritas, cuando una partícula choca con la pared de la vía aérea puede salir despedida o depositarse en la mucosa traqueobronquial. Esta última circunstancia se denomina impactación3. La posibilidad que tiene una partícula de impactar en la vía aérea depende primordialmente de su diámetro y de la velocidad inicial de la partícula2. Cuando un aerosol contienepartículas de gran tamaño o es propulsado a gran velocidad, sus partículas se depositan por impactación. En caso contrario, las partículas se depositan por sedimentación o desarrollan un movimiento browniano2. En el aparato respiratorio se distinguen tres zonas con un diferente comportamiento res-

pecto a las partículas de aerosoles. El tracto respiratorio superior corresponde a las vías aéreasexternas a la tráquea y sus funciones son las de filtrar y humidificar el aire inspirado. En esta zona las partículas se depositan por impactación. La región traqueobronquial abarca desde la tráquea hasta los sacos alveolares y está ocupada por células ciliadas y mucosecretoras. Los aerosoles se depositan por impactación en las bifurcaciones bronquiales durante la inspiración y en las paredes...