Ventilación Líquida en Falla Respiratoria Hipoxémica en Infantes

La instilación de perfluorocarbón líquido en los pulmones rápidamente expande las regiones atelectásicas, redistribuye el flujo sanguíneo. Substancialmente mejora la distensibilidad al eliminar las fuerzas de tensión superficial y simultáneamente soporta el intercambio gaseoso.

Entonces, la ventilación líquida podría convertirse en otro método para soportar el intercambio gaseoso. Mientras se espera por la mejoría de la enfermedad pulmonar, al mismo tiempo promoviendo la expansión uniforme del pulmón. Y posiblemente la administración de drogas y surfactante a los pulmones.

La ventilación líquida parcial con líquidos perfluoroquímicos en modelos animales y humanos con distrés respiratorio. Se ha asociado con mejoría en el intercambio gaseoso, distensibilidad pulmonar dinámica, volumen corriente y requerimientos ventilatorios. Fox y cols, estudiaron el efecto de la ventilación líquida parcial sobre el reclutamiento alveolar en siete infantes a término en soporte de ECMO. Las respuestas clínicas y la función pulmonar se evaluaron durante la instilación del fluido perfluorocarbón (Liquivent) y en forma seriada durante 4 días.

Después del llenado inicial, la distensibilidad, dinámica pulmonar y el volumen corriente aumentaron 18% y 50%.

El llenado parcial (50-80% de la dosis objetivo inicial) resultó en un aumento del 59% en la distensibilidad dinámica. La distensibilidad dinámica aumentó durante los 4 días del tratamiento. Estudios preliminares han demostrado que la ventilación líquida es posible en neonatos humanos, aunque sin mejoría dramática de la sobrevida.

El papel del intercambio gaseoso asistido por perfluorocarbono en el tratamiento de infantes con FRHN deberá ser evaluado en estudios clínicos aleatorizados y controlados. Fauza y cols, recientemente describieron su experiencia preliminar con distensión intrapulmonar continua con perfluorocarbón en neonatos con hernia diafragmática congénita de alto riesgo.

La distensión continua intrapulmonar con perfluorocarbón durante una semana de vida aceleró el crecimiento pulmonar ipsilateral:

Mejoró el intercambio gaseoso, e incrementó la sobrevida de infantes con HDC e hipoplasia pulmonar severa manejados en soporte de vida extracorpóreo. El tratamiento con perfluorocarbono podría ser una forma efectiva de estimular el crecimiento pulmonar en neonatos con hipoplasia pulmonar. Y por tanto ser de beneficio particularmente en infantes con hernia diafragmática congénita. Estudios adicionales de distensión pulmonar con perfluorocarbono en neonatos con hipoplasia pulmonar son necesarios.

Ventilación Mecánica

La ventilación mecánica con una alta concentración de oxígeno inspirado es la principal modalidad de soporte para el tratamiento de la falla hipoxémica respiratoria neonatal.

Sin embargo, rápidamente luego de su introducción, fue aparente que la ventilación mecánica por sí misma. Podría llevar a un número de complicaciones serias, incluyendo el inicio o la exacerbación del daño pulmonar de base.

La ventilación mecánica con altas fracciones de oxígeno inspirado y altas presiones inspiratorias. Han sido implicados en la patogénesis de la enfermedad pulmonar crónica del infante prematuro.

En el infante a término o cercano al término, la patofisiología del daño pulmonar inducido por la ventilación es más pronunciada que la del síndrome de distress respiratorio del adulto e incluye factores como el complemento, radicales de oxígeno, proteasas, endotoxinas, eicosanoides, factor de activación plaquetario, citokinas, factores de crecimiento y kalicreinas.

La investigación en las dos últimas décadas se ha enfocado primariamente en las fuerzas mecánicas (presiones y volúmenes) que producen el daño pulmonar inducido por el ventilador. A pesar de investigación intensa y de un número de innovaciones en la terapia ventilatoria enfocada hacia minimizar el daño, la morbilidad y la mortalidad de la falla respiratoria aguda permanece alta, y el daño pulmonar inducido por el ventilador continua siendo un problema importante para el neonato críticamente enfermo.

En pacientes que desarrollan FRHN, solo un pequeño porcentaje muere por falla respiratoria.

El daño pulmonar, más bien parece predisponer a los pacientes a desarrollar una respuesta inflamatoria sistémica que culmina en un síndrome de disfunción orgánica múltiple (SDOM) y muerte.

Una posible explicación para esta observación es que la ventilación mecánica sirve para iniciar y/o potenciar la respuesta inflamatoria en el pulmón que a su vez propaga un círculo vicioso de inflamación llevando a daño tisular local, y posiblemente sistémico.

Aunque ningún estudio hasta la fecha ha confirmado:

Si la ventilación mecánica per se es capaz de alterar la función celular pulmonar que lleve a la producción de mediadores inflamatorios y daño pulmonar. Hay alguna evidencia en la literatura para soportar la posiblidad de este postulado.

Los estudios clínicos de pacientes que desarrollan SDRA han demostrado una asociación entre los mediadores inflamatorios pulmonares y el desarrollo de anormalidades fisiológicas.

Estudios en modelos de conejos de SDRA han encontrado que la ventilación mecánica convencional a diferencia de la ventilación de alta frecuencia oscilatoria. Lleva a un aumento en la activación e infiltración de neutrófilos, así como a un aumento en los niveles de factor activador de plaquetas y tromboxanos en el lavado pulmonar.

Concomitante con estos estudios fisiológicos, investigaciones de la última década han demostrado que la mecanotransducción (la conversión de un estímulo mecánico como deformación celular a alteraciones moleculares y bioquímicas) juega un papel crucial en determinar la estructura y función de diversos tejidos, incluyendo el pulmón. Estudios in vitro y en vivo han encontrado que ambos el grado y el patrón del estiramiento mecánico son importantes en determinar las respuestas celulares.

Dado que la ventilación mecánica altera ambos el patrón y magnitud del estiramiento pulmonar, no es razonable postular que las alteraciones en la expresión genética o del metabolismo celular podrían ocurrir. Patrones específicos de la ventilación por sí mismos pueden producir o magnificar la respuesta inflamatoria en el pulmón y por tanto sugerir un mecanismo. Por el cual la ventilación mecánica podría llevar a daño pulmonar así como potencialmente contribuir al desarrollo de la respuesta inflamatoria sistémica.

Un volumen corriente enviado al pulmón con SDRA:

Preferencialmente seguirá la vía de menor impedimento e insuflará los alvéolos más distensibles y no dependientes.

Cuando se envían volúmenes corrientes grandes, esto podría llevar a sobredistensión repetida de estos alvéolos y agravaría el daño aún más, por un proceso denominado actualmente volutrauma. El daño alveolar en el pulmón dependiente pobremente complaciente también puede agravarse por una estrategia de ventilación subóptima.

Si se aplica PEEP insuficiente, los alvéolos dependientes están sujetos a apertura y cierre cíclicos, lo que lleva a daño a través de un proceso denominado atelectrauma.

Por tanto, una estrategia óptima protectora pulmonar debería usar volúmenes inspiratorios que eviten sobredistensión repetida de los alvéolos no dependientes y aún proveer suficiente presión de final de expiración pico (PEEP) para prevenir el atelectrauma causado por el desreclutamiento cíclico de los alvéolos dependientes.

Cuando se usa un ventilador convencional esta estrategia protectora frecuentemente resultará en una menor ventilación minuto, niveles más altos de PaCO2, y acidosis respiratoria controlada o hipercapnia permisiva.

Aunque usualmente bien tolerada en adultos con SDRA, la hipercapnia permisiva podría tener efectos indeseables que podrían ser dañinos para infantes y otros pacientes pequeños.

La ventilación de alta frecuencia oscilatoria (VAFO) puede ser usada como una estrategia de protección pulmonar en el SDRA como una alternativa a la ventilación convencional. En la VAFO, volúmenes corrientes pequeños se usan a frecuencias suprafisiológicas para soportar el intercambio gaseoso.

Si se usa presión media de la vía aérea adecuada para reclutar y mantener la permeabilidad alveolar, la pequeña magnitud de oscilaciones de volumen ni causarán sobredistensión de los alvéolos ni permitirán el desreclutamiento durante la expiración, respetando entonces los límites máximo y mínimo de la curva de presión/volumen.

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Porque la oxigenación y la ventilación no son directamente dependientes durante la VAFO:

Puede usarse como una estrategia de protección pulmonar y aún puede lograr niveles fisiológicos de PaCO2, reduciendo la preocupación sobre los efectos potenciales deletéreos de la acidosis en pacientes pequeños.

La relación entre la estrategia ventilatoria y el desarrollo y progresión del daño pulmonar ha sido demostrada recientemente por Rotta y cols, en un modelo animal pequeño de daño pulmonar.

Comparado a la ventilación estándar, dos diferentes estrategias protectoras pulmonares, volumen corriente bajo con PEEP y VAFO. Se asociaron con mejoría en la oxigenación, atenuación de la inflamación medida por nivel de proteína en el fluido traqueal, elastasa, factor alfa de necrosis tumoral y leucostasis pulmonar y disminución del daño pulmonar. Los animales tratados con VAFO presentaron menor inestabilidad hemodinámica comparado a los otros grupos experimentales.

La intubación endotraqueal y la ventilación mecánica juegan un papel integral en el tratamiento de la FRHN. Los parámetros ventilatorios deben ajustarse para mantener una expansión normal (aproximadamente 8-9 costillas) en los Rx de tórax. El monitoreo del volumen corriente y la mecánica pulmonar es muy útil en evitar la sobredistensión, que puede contribuir a la elevación en la resistencia vascular pulmonar y puede agravar el shunt de derecha a izquierda.

En infantes con enfermedad parenquimatosa severa pulmonar que requieran presiones inspiratorias pico > 30, debe considerarse la ventilación de alta frecuencia con el fin de reducir barotrauma y volutrauma. Sólo dos estudios prospectivos aleatorizados han comparado VAF con ventilación convencional en infantes a término y cercanos al término con falla respiratoria hipoxémica.

Ninguno de estos estudios mostró reducción en la mortalidad o necesidad de ECMO aunque la ventilación de alta frecuencia. Usando una estrategia de alto volumen, puede ser usada como una terapia efectiva de rescate para algunos de estos infantes.

De igual importancia es la determinación de los valores objetivo de gases sanguíneos arteriales. Niveles de PaO2 de 50-60 mm Hg típicamente proveen adecuado envío de oxígeno.

Desear obtener concentraciones significativamente mayores de PaO2 podría llevar a aumentar el soporte ventilatorio y el barotrauma. La acidosis metabólica y respiratoria requiere de correción. Típicamente, el bicarbonato de sodio se usa para corregir la acidosis metabólica. Sin embargo, si la eliminación de dióxido de carbono es un problema, la administración de bicarbonato podría no mejorar el pH.

En esta situación, 1-2 mmol/kg de trometamina (THAM) podría ser una alternativa útil. El THAM no debería usarse en infantes que estén anúricos o urémicos.

La alcalosis forzada, usando bicarbonato de sodio, y la hiperventilación han sido terapias populares por su habilidad para producir vasodilatación pulmonar aguda y aumentar la PaO2; sin embargo, la hipocarbia constriñe la vasculatura cerebral y reduce el flujo sanguíneo cerebral. La alcalosis extrema y la hipocarbia se han asociado en forma consistente con déficit en neurodesarrollo tardío, incluyendo una frecuencia alta de pérdida auditiva sensorioneural.

La alcalosis forzada se ha asociado recientemente con un aumento en la necesidad de ECMO neonatal. Así como a un aumento en el requerimiento de oxígeno a los 28 días de vida. Note que muchos clínicos han reportado manejo exitoso de infantes con falla respiratoria hipoxémica sin el uso de alcalinización. En una serie de 15 pacientes reportado por Wung y cols, una estrategia designada para mantener una PaO2 entre 50-70 y PaCO2 menor de 60 (“ventilación gentil”). Resultó en un excelente desenlace y una baja incidencia de enfermedad pulmonar crónica.