Lebensgefahr durch falsches Inhalieren

Asthma, COPD und andere chronische Erkrankungen können die Lunge stark beeinträchtigen. Um deren Funktion zu erhalten, werden Inhalatoren eingesetzt. Doch bei falschem Gebrauch gelangt weitaus weniger Medizin in die Lunge als eigentlich notwendig. Zu den Hintergründen einer US-amerikanischen Studie.

Für viele Menschen gehören Atemprobleme zum Alltag. Demnach leiden an Atemwegserkrankungen wie Asthma und COPD allein rund zehn Millionen Menschen. Ein Inhalator unterstützt die Therapie und Behandlung der Lungenkrankheiten. Eine neue Studie beweist: die Geräte geben oft nur halb so viel Medizin ab, wie eigentlich erforderlich wäre.

"Inhalatoren werden jeden Tag von Menschen mit Asthma, COPD und anderen chronischen Lungenerkrankungen verwendet, da sie für die Patienten der effizienteste Weg sind, die Lungenfunktion aufrecht zu erhalten. Zwischen 70 und 90 Prozent aller Patienten machen jedoch Fehler in der Anwendung", so Ashutosh Sabharwal, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Rice University und Coautor zweier neuer Studien. "Einige Anwendungsfehler sind zwar bekannt, konnten jedoch bislang nicht festgemacht werden," erklärt Sabharwal die Hintergründe seiner Untersuchung.

In Zusammenarbeit mit dem Pulmonologen Nick Hanania, Dozent für Medizin und Direktor des Airways Clinical Research Centers am Baylor College of Medicine, haben Sabharwal und die Studentin Rajoshi Biswas zwei neue Studien durchgeführt, um herauszufinden, welche Fehler beim Inhalieren am häufigsten sind und welche Medizin-Menge die Lunge der Patienten wirklich erreicht.

"Seit Jahren wissen wir Mediziner, dass unsere Patienten ihre Inhalatoren nicht benutzen, wie sie sollten", sagt Hanania. "Im besten Fall gibt ein Puff aus einem Inhalator 40 Prozent der Medizin in die Lunge. Im schlimmsten Fall, wenn jemand alles falsch macht, sind es nur noch sieben Prozent, die die Lunge erreichen. Wir kennen die beiden Extreme, aber die überwiegende Mehrheit des alltäglichen Gebrauchs liegt irgendwo in der Mitte“, erklärt Hanania. "In dieser Studie konnten wir die Fehler objektiv messen und mit einer neuen Technologie die Auswirkungen der Medikamentenabgabe in die Lunge erfassen."

Rajoshi Biswas, Doktorandin an der Rice University, brauchte sechs Jahre, um Beweise für die Studie zu sammeln. Sie hatte gemessen, wie Patienten Inhalatoren verwenden, untersucht, wie Ärzte und Therapeuten den Inhalator einsetzen und eine experimentelle Einrichtung zur Nachahmung des menschlichen Inhalatorgebrauchs geschaffen. Dadurch erkannte sie, dass in den seltensten Fällen die Anwendung des Inhalators perfekt war.

Rajoshi Biswas betont daher, wie wichtig es sei, genaue Dosierungsinformationen für den durchschnittlichen Gebrauch vorzulegen und erklärt: "Was fehlt, ist eine stichfeste quantitative Untersuchung darüber, wie viel Medizin tatsächlich in die Lunge übergeht".

Die Doktorandin begründet das häufige Auftreten von Fehlern damit, dass der Inhalatorgebrauch Präzision, Timing und Koordination erfordert. Auch die geringste Abweichung kann die Menge der Wirkstoffe, die die Lunge erreichen, deutlich senken. So ist beispielsweise in einer Studie der Zeitschrift CHEST mit 23 Patienten, die Asthma oder COPD hatten, jedem Betroffenen mindestens ein Fehler unterlaufen.

Um herauszufinden, wie viel Medizin tatsächlich in die Lunge gelangt, hatte Biswas die Luftströmungseigenschaften von acht Patienten während des Atmens gemessen. Mit diesen Daten programmierte sie eine Maschine, um den Fluss, die Dauer und die Kraft der verschiedenen Muster der menschlichen Inhalation zu simulieren. Dieses Atemgerät wurde Teil eines experimentellen Aufbaus, bestehend aus einem Roboterfinger, um den Inhalator zu aktivieren, und einem Metallrohr, das einem Mund und Hals ähnelte.

Sobald der Metall-"Hals" mit einer dünnen Ölschicht besprüht wurde, zeigte er sich nass und klebrig. Auf diese Weise blieben die Wirkstoffe haften und im Mund und in der Kehle der Patienten zurück. Anhand dieser Komponenten konnte sie präzise messen, wie viele Wirkstoffe es in einer Vielzahl von Szenarien in die Lunge schafften, während die Patienten ihre Atemzüge verpatzten.

Inhalatoren sollten für einige Sekunden vor jedem Gebrauch geschüttelt werden. Biswas verdeutlicht, dass Patienten dies oft einfach vergessen oder nicht lange genug schütteln, besonders bei nachfolgenden Puffs. Der Winkel, bei dem der Inhalator gehalten wird, ist ebenfalls kritisch. Leichte Abweichungen können dazu führen, dass ein Großteil der Wirkstoffe an Zunge oder Mund haften bleibt. Patienten sollten immer auch einen Atemzug nehmen, wenn sie den Inhalator aktivieren. Entscheidend sind das Timing, die Dauer und die Kraft dieses Einatmens. Betroffene sollten zehn Sekunden lang den Atem anhalten, um die Aufnahme von Wirkstoffen, die die Lunge erreichen sollen, zu ermöglichen.

"Das, was am meisten zählt, ist die Koordination", erläutert Biswas. "Es ist wichtig, kurz vorher zu atmen oder exakt zu der gleichen Zeit, in der der Inhalator aktiviert wird. Eine Verzögerung von nur einer halben Sekunde zwischen dem Pressen des Inhalators und dem Einatmen reicht aus, um die Lungenablagerung auf etwa 20 Prozent zu begrenzen - etwa die Hälfte dessen, was ein Patient im Idealfall bekommen würde. "

In Fällen, in denen die Maschine begonnen hatte, kurz bevor der Inhalator aktiviert wurde, fand Biswas, dass mehr als 35 Prozent der Medikamente die Lunge erreichten.

"In dieser Situation ist der entscheidende Faktor für die Lungenablagerung die Durchflussrate", betont Biswas. "Basierend auf unseren Erkenntnissen, ist es ideal, bei etwa drei Sekunden tief zu atmen und den Inhalator etwa eine halbe Sekunde nach Beginn des Einatmens zu aktivieren. Dadurch wird sichergestellt, dass das Medikament den Mundhalsraum freigibt und die Lunge erreicht. "