Mechanismen, die die Ablagerung von Partikeln in Abhängigkeit von ihrer Größe beeinflussen
Die Ablagerung von Partikeln in unterschiedlichen Regionen des Respirationstraktes hängt von der Größe der Partikel und vom Inspirationsprofil ab. Große Partikel (> 8 µm) werden vorwiegend außerhalb des Thoraxraums (oropharyngeal) abgelagert. Kleinere Partikel mit einer Größe zwischen 4 und 10 µm erreichen das Tracheobronchialsystem, während kleinste Partikel (1-5 µm) sogar die peripheren Alveolen erreichen können.
Impaktion ist das physikalische Phänomen, das hauptsächlich die Ablagerung größerer Partikel beeinflusst. Mit wachsender Größe werden die Partikel träger, ihre Abscheidung erhöht sich, während ihre Fähigkeit, dem Atemstrom zu folgen, proportional mit der Geschwindigkeit des Flusses abnimmt. Daher setzen sich größere Partikel in Krümmungen und an engen Stellen des Respirationstraktes ab, d.h. in Nase, Kehlkopf und der Verzweigung der größeren Atemwege.
Der zweite wichtige Mechanismus, der zur Ablagerung von Partikeln führt, ist die Sedimentation, d.h. eine Ablagerung unter dem Einfluss von Schwerkraft. Dieser Prozess verläuft proportional zur aerodynamischen Größe der Partikel und zu dem Zeitraum, in dem die Partikel in den Lungen verweilen. Daher erhöht ein kurzes Innehalten des Atems am Ende der Inhalation die Wahrscheinlich einer Ablagerung in den Lungen. Sowohl Impaktion als auch Sedimentation bewirken eine Ablagerung von Partikeln, die größer als 3-5 µm sind, bevor diese die Alveolen erreichen.
Bei Partikeln, die kleiner als 0,5 µm sind, wird die Ablagerung hauptsächlich durch Diffusion beeinflusst. Dieser Mechanismus nimmt umgekehrt proportional zur Partikelgröße und direkt proportional zur Länge der Verweildauer in den Lungen zu.
Literatur:
Voshaar T. Therapie mit Aerosolen. 2005. Uni-Med: Bremen
Mechanisms influencing aerosol deposition
