Prof. dr hab. Karol Kotowski

Terapia aerozolowa jest stara jak świat. Opisywano ją już w pierwszych publikacjach dotyczących zagadnień medycyny. Inhalacje parami siarki i arsenu były polecane przeciw schorzeniom astmatycznym u ludzi. Drogę wziewną wykorzystywano także do wprowadzania różnych związków chemicznych zawartych w dymie z tlących się gałązek jałowca, a także cząbru, ruty, mięty i innych ziół. Hipokrates nie tylko zalecał inhalację, ale opisał aparat swojej konstrukcji, zapewniający najbardziej skuteczną inhalację podanego specyfiku.

Od czasów Hipokratesa udoskonalane przez lata metody inhalacji, produkcja nowoczesnych urządzeń wytwarzających aerozol oraz szeroki asortyment leków dostępnych do podawania w tej formie uczyniły z leczenia inhalacyjnego bardzo skuteczną, a w przypadku niektórych schorzeń również i niezastąpioną formę terapii. Odnosi się to przede wszystkim do przewlekłych chorób zapalnych układu oddechowego u ludzi, takich jak astma czy przewlekła obturacyjna choroba płuc (POCHP), w których leczenie inhalacyjne odgrywa zasadniczą rolę. Możliwość podawania leków bezpośrednio do drzewa oskrzelowego minimalizuje bowiem często poważne w skutkach działania ogólnoustrojowe, zapewniając jednocześnie pożądany efekt leczniczy.

Terapia aerozolowa jest nowoczesną techniką podawania leków, która ma ugruntowaną pozycję w leczeniu chorób układu oddechowego w medycynie ludzkiej. Stała się metodą z wyboru, ponieważ droga wziewna umożliwia szybkie i stosunkowo łatwe dostarczenie leku bezpośrednio do miejsc, w których jego działanie jest wskazane i dzięki temu najskuteczniejsze. Ponadto, dzięki tej drodze aplikacji możliwe jest zminimalizowanie ogólnoustrojowych działań niepożądanych. Obecnie dostępnych jest wiele grup leków o różnym mechanizmie działania, które mogą być stosowane drogą wziewną zarówno w sytuacjach nagłych, jak i w terapii przewlekłej.

Dzięki szybkiemu rozwojowi techniki możliwy jest także postęp w zakresie konstrukcji i wdrażania nowych, prostych w obsłudze urządzeń do aerozoloterapii, umożliwiających poprawienie depozycji płucnej stosowanych leków, a tym samym zwiększenie skuteczności ich działania. Terapia aerozolowa jest skuteczniejsza i mniej inwazyjna od tradycyjnych sposobów podawania leków, zdecydowanie mniej obciąża organizm w porównaniu z metodami tradycyjnymi.

 Jest wiele doniesień naukowych na temat możliwości stosowania środków farmakologicznych w postaci aerozolu, zwłaszcza u ludzi, a także w leczeniu i profilaktyce dużej liczby zwierząt przebywających w wybranym pomieszczeniu. Podkreślić należy, że pierwsze prace dotyczące zastosowania praktycznego terapii aerozolowej w chowie i hodowli zwierząt pojawiły się w literaturze radzieckiej. Również w naszym kraju na przestrzeni lat 70-tych i w późniejszym okresie wielu badaczy podejmowało próby stosowania środków farmakologicznych w postaci aerozolu.

Badania własne

Autor w swoich badaniach zajmował się również tymi zagadnieniami, m.in. problematyką leczenia odoskrzelowego zapalenia płuc u cieląt. Przykład stanowi leczenie 116 cieląt rasy nizinnej czarno-białej. Z tej stawki 84 cielęta leczono metodą wziewnego stosowania leków. Natomiast 32 cielęta leczono tradycyjnie, podając preparaty w postaci iniekcji. W wyniku zastosowania terapii aerozolowej nastąpił szybszy powrót do zdrowia badanych zwierząt, w porównaniu do stawki cieląt leczonych tradycyjnie. Znamienne było, że w grupie cieląt aerozolem nie notowano nawrotów choroby po zakończonej terapii oraz było mniej padnięć zwierząt. Dodać należy, że cielęta dobrze znosiły przebieg leczenia aerozolowego. Zwierzęta wykazywały doskonały apetyt i dużą witalność. Ponadto wykazano lepsze przyrosty wagowe cieląt leczonych w postaci aerozolu. Kontrola przyrostów za okres 5 miesięcy wykazała różnicę o około 200 gramów dziennie na zwierzę. Łączny odsetek upadków w grupie zwierząt doświadczalnych wynosił 3,6%, natomiast w kontrolnej 6,3%.

Inne doniesienia

Wielu autorów opisywało pozytywne wyniki leczenia odoskrzelowego zapalenia płuc u bydła. Prowadzono również badania nad przydatnością terapii i profilaktyki aerozolowej u trzody chlewnej. Wiadomym jest, że schorzenia układu oddechowego określane jako bronchopneumonia, stanowią przede wszystkim problem ekonomiczny wynikający z nadmiernego zużycia paszy. Ma to miejsce głównie w początkowej fazie tuczu świń. Zmiany powstałe po przebiegu bronchopneumonii upośledzają prawidłowe pokrycie potrzeb tlenowych organizmu. Zastosowanie opracowanego postępowania profilaktycznego z zastosowaniem techniki aerozolowej spowodowało zwiększenie przyrostów masy ciała w grupie zwierząt doświadczalnych o 7,5% w porównaniu do przyrostów zwierząt grupy kontrolnej. Większe przyrosty spowodowały skrócenie okresu tuczu oraz oszczędności zużycia paszy. Stwierdzono także zmniejszenie się o około 10% stanów zapalnych w układzie oddechowym.

Dobre efekty otrzymano także u innych gatunków zwierząt, np. w uodparnianiu norek przeciwko nosówce, stosując w postaci aerozolu szczepionkę Canivac. Zdaniem niektórych autorów taka metoda szczepień jest znacznie bardziej przydatna niż sposoby tradycyjnej immunizacji.

Szczególne zastosowanie znalazła ona w chowie drobiu z użyciem antybiotyków, preparatów furanowych oraz witamin. Terapia taka jest najskuteczniejszym i najbardziej ekonomicznym sposobem leczenia oraz zapobiegania w następujących schorzeniach: mykoplazmoza, zakażenia pałeczką okrężnicy, zakaźne zapalenie krtani i tchawicy oraz zakażenia mieszaną florą bakteryjną warunkowo chorobotwórczą.

Ustalono, że wprowadzanie środka czynnego drogą płuc powoduje 20 razy szybsze jego działanie niż przy wprowadzaniu drogą doustną (per os) oraz, że takie samo działanie wywołuje dawka 4-krotnie niższa w postaci aerozolu w porównaniu z dawką leku podanego dojelitowo. Przyczyną tego jest bardzo duża powierzchnia płuc, która na przykład u konia wynosi 350 m², u człowieka od 30-100 m², a także znaczne zwolnienie ruchu powietrza w dolnych odcinkach układu oddechowego. W płucach powietrze nasycone jest prawie w 100% parą wodną i zawiera od 3,5-5,5% C0_2. Temperatura powietrza równa się temperaturze ciała. Ponadto osadzaniu aerozolu sprzyjają w układzie oddechowym bardzo małe wymiary przewodów pęcherzykowych oraz pęcherzyków płucnych.

Aerozol w płucach osadza się na drodze jednego z trzech procesów fizycznych: a) bezwładnego osadzania się aerozolu w nabłonku układu oddechowego, b) sedymentacji, c) dyfuzji. Pierwszy z wymienionych procesów zachodzi najczęściej w górnych odcinkach układu oddechowego i dotyczy dużych cząstek aerozolu. Sedymentacja występuje w oskrzelach i oskrzelikach, i dotyczy aerozolu o średnicy nie przekraczającej 0,5 mikrona. Natomiast procesy dyfuzji występują wtedy, gdy cząsteczki aerozolu mają średnicę od 0,5 do 0,005 mikrona. Zatem jednym z najważniejszych czynników wpływających na osadzanie się aerozolu w układzie oddechowym jest jego wielkość. Badania wykazały, że istnieje ścisła zależność między wielkością aerozolu a ilością jego osadzania się i wchłaniania z płuc. Stwierdzono, że aerozol o średnicy od 0,05 do 10 mikronów osadza się w układzie oddechowym w 20-100%, przyjmując całość aerozolu inhalowanego za 100%. Przy oznaczaniu ilości aerozolu osadzającego się tylko w płucach największy odsetek osadzania wykazują cząsteczki aerozolu o średnicy od 0,5 do 1,5 mikrona.

W celu uzyskania aerozolu o wymaganych parametrach fizycznych stosuje się bardzo różne rozwiązania techniczne. Aerozol dyspersyjny uzyskuje się przy pomocy mechanicznych generatorów aerozoli, natomiast aerozol kondensacyjny uzyskuje się z termicznych, termomechanicznych generatorów aerozolu, jak również ze świec oraz lamp aerozolowych. Z praktycznego punktu widzenia, przy podawaniu leków metodą inhalacyjną najlepsze są te rozwiązania, które zapewniają wytwarzanie aerozolu jak najbardziej zbliżonego do monodyspersyjnego, o możliwie dużej gęstości, przy jak największej wydajności.

Sposoby wytwarzania aerozoli

Badania wykazały, że dla uzyskania aerozolu z płynów przydatne okazały się trzy metody z następujących urządzeń:

a) hydrauliczne wytwornice aerozolu – płyn pod ciśnieniem wydostaje się przez bardzo mały otwór o specjalnej budowie i ulega rozbiciu na aerozol;

b) atomizery – posiadają zbiorniki oraz dwie dysze; jedną ze zbiornika płynie płyn, a przez drugą jest tłoczone pod ciśnieniem powietrze; w momencie zetknięcia wylotów tych dysz powstaje aerozol. W tej metodzie można z atomizerów uzyskać aerozol monodyspersyjny nawet o tak małych średnicach cząstek jak 0,04 mikrona;

c) trzeci typ wytwarzania aerozolu powstaje w urządzeniu wykorzystując siłę odśrodkową działania na zasadzie wirówki, z której płyn ze środkiem leczniczym wyrzucony jest z bardzo dużą siłą na skrzydełka, gdzie rozbija się i powstaje aerozol o pożądanej wielkości cząsteczek.

Dezynfekcja aerozolami

Prace z zastosowaniem aerozoli dotyczą także środków dezynfekcyjnych w budynkach inwentarskich. Jednym z najbardziej uniwersalnych środków dezynfekujących w weterynarii jest formalina. Można ją stosować do dezynfekcji obiektów hodowlanych w postaci roztworów wodnych, w stanie gazowym (dezynfekcja parami formaliny) lub w postaci aerozolu.

Nowsze dane wskazują, że rozpylanie takich środków dezynfekcyjnych, jak: preparaty jodoforowe, wapno chlorowane, formalina, daje lepsze wyniki niż polewanie. Stąd ten sposób dezynfekcji uważa się obecnie za najbardziej efektywną drogę oczyszczania powietrza z zanieczyszczeń drobnoustrojami, przy czym jest to metoda tania i bardzo mało pracochłonna.

Podsumowanie

Stosowanie chemioterapeutyków i środków dezynfekcyjnych w postaci aerozoli, należy uznać za nową metodę w postępowaniu profilaktycznym i leczniczym, szczególnie przydatną w obecnie stosowanych technologiach hodowli i chowu zwierząt. Obecnie stosowane technologie intensyfikacji produkcji i zmasowania zwierząt na małej powierzchni jak najbardziej predysponują do stosowania leków metodą inhalacyjną, mało pracochłonną i bardziej skuteczną w porównaniu do tradycyjnej terapii metodą iniekcji środków leczniczych.