Wie Partikelgröße und Inhalationstempo die Deposition beeinflussen

Die großen Atemwege (Durchmesser > 2 mm) erreicht man mit Standardinhalatoren einigermaßen problemlos – sofern der Patient die Bedienung beherrscht. Etwa ab der achten Verzweigung wird es allerdings kritisch. Denn viele Faktoren beeinflussen die Wirkstoffverteilung in der Lunge. Aufseiten des Aerosols sind vor allem die Partikelgröße und der Feinpartikelanteil (FPF) entscheidend, aufseiten des Patienten Inspirationsvolumen und inspiratorischer Fluss, erläuterte Prof. Dr. ­Omar ­Usmani, Imperial College London.

Generell lässt sich sagen: Feine Partikel plus langsame Inhalation ergeben die beste Deposition in der Lunge insgesamt und vor allem auch in der Peripherie. Als fein gelten Partikel zwischen 2 und 5 µm, unter 2 µm spricht man von ultrafeinen Partikeln. Prof. Usmanis Arbeitsgruppe hat schon vor fast 20 Jahren den Nachweis geführt, dass sich die Wirkstoffmenge am Zielort bei ein und demselben Patienten um rund 10 % steigern lässt, indem man die Partikelgröße von 6 µm auf 1,5 µm reduziert. Zugleich verdoppelt sich der Penetrationsindex, d.h. der Wirkstoff verteilt sich gleichmäßiger in den Atemwegen und erreicht auch weniger gut belüftete Regionen. Die frühen Arbeiten haben diese Zusammenhänge bei Asthma gezeigt, doch scheint es bei COPD genauso zu sein.

Der Effekt des Feinpartikelanteils auf die Deposition macht sich bei Dosier­aerosolen ebenso bemerkbar wie bei Trockenpulversystemen. Wichtig zu wissen ist, dass es dabei keine Rolle spielt, wie viele Wirkstoffe im Device stecken. Die einzelnen Komponenten einer Triple-Fixkombi verteilen sich ebenso gut wie ein Monopräparat und keiner der Wirkstoffe bleibt auf der Strecke. 

Das Verteilungsmuster der Partikel sagt zunächst nichts darüber aus, wie die Wirkung ausfällt, räumte Prof. Usmani ein. Es könnte ja auch sein, dass der Wirkstoff in der Peripherie gar nicht greift oder dass zu wenig in den großen Atemwegen hängenbleibt, um einen Effekt zu erzielen. Diese Thematik muss also gesondert untersucht werden. Tests zeigen, dass ultrafeine ICS-Partikel in den großen Bronchien ebenso gut wirken wie größere, aber in den kleinen Bronchioli wesentlich stärkere Effekte entfalten. Das führt dazu, dass beim Asthma die eosinophile Entzündung deutlich wirksamer unterdrückt wird, wie Sputumuntersuchungen ergaben. Eine Metaanalyse rundet das Bild ab, derzufolge auch die Asthmakontrolle dank ultrafeiner Partikel signifikant besser und Exazerbationen seltener werden, obwohl die Patienten weniger ICS dafür benötigen.¹ Ähnliche Daten gibt es zu Exazerbationen bei COPD.² Ultrafeine Partikel sind auch für Bronchodilatatoren vorteilhaft. Denn wahrscheinlich reduziert die Eröffnung der kleinen Atemwege die Überblähung, was sich in einer verbesserten FVC manifestiert. 

„Wenn man vermutet, dass ein Patient eine Dysfunktion der kleinen Atemwege hat, selbst wenn die technischen Möglichkeiten fehlen, das nachzuweisen – warum sollten wir dem Patienten nicht die Chance einer Therapie geben, die sicher den ganzen Atemwegsbaum erreicht?“, meine Prof. Usmani.

*    European Respiratory Society
¹ Sonnappa S et al. J Allergy Clin Immunol Pract 2018; 6: 907-915; DOI: 10.1016/j.jaip.2017.07.032
² Postma DS et al. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis 2014; 9: 1163-1186;  DOI: 10.2147/COPD.S68289