Individuele ademluchtbevochtiging.

Met de ontwikkeling van de HME-filter (Heat and Moisture Exchanger) en daarmee de mogelijkheid tot passieve bevochtiging zo'n 50 jaar geleden is een soort filosofische strijd ontstaan over de wijze van bevochtiging in beademingssystemen.

Er is algemene consensus over het feit dat bevochtiging noodzakelijk is. Bij geïntubeerde en getracheotomiseerde patiënten worden de bovenste luchtwegen omzeild. Daardoor kunnen de neus, mond en keelholte hun fysiologische taak om de ingeademde lucht te filteren en te verwarmen niet vervullen.

Gezond neusslijmvlies is goed doorbloed en vochtig, waardoor ingeademde lucht wordt verwarmd en bevochtigd door verdamping en convectie. Tijdens het uitademen ontstaat door condensatie vocht dat weer wordt opgenomen en opgeslagen. Bij de volgende inademing kan dit opgeslagen vocht worden afgegeven. Bij beademing met koude en droge lucht wordt de beschikbare warmte en het aanwezige vocht hierdoor geabsorbeerd. Dit kan leiden tot een disbalans in de vochthuishouding van de luchtwegen en de bevochtiging aanzienlijk belemmeren.

Ook bij maskerbeademing en high-flow zuurstoftherapie (HFT (Highflow-Therapie)) treden de hierboven beschreven problemen op. Hoewel de bovenste luchtwegen (neus, mond, keelholte) niet worden omzeild, leiden met name de grote luchtstroom, maar ook systeem- en mondlekkages regelmatig tot uitdroging van de luchtwegen. Al na korte tijd wordt de mucociliaire clearance-functie bij HFT (Highflow-Therapie) aangetast door uitdroging van de slijmvliezen, met aantoonbare histologische beschadiging van de trilhaartjes, slijm- en epitheelcellen. Dat is bevorderlijk voor de kolonisatie van bacteriën.

Een gevreesde complicatie bij beademingstherapie is een blokkade van de tracheacanule of hoofdbronchiën door viskeus secreet. Dit kan de beademing ernstig belemmeren en snelle interventie vereisen, bijvoorbeeld uitzuigen. Bevochtiging waarbij de toegediende lucht wordt verwarmd en bevochtigd, moet de mucociliaire klaring in stand houden en beschadiging van de trilhaartjes voorkomen.

Bij actieve bevochtiging wordt vaak gebruik gemaakt van oppervlakteverdampers. Het luchtmengsel wordt over een verwarmd wateroppervlak geleid en raakt zo verzadigd met waterdamp. Het doel is een luchttemperatuur van ongeveer 37 °C onder het uiteinde van de slang te bereiken. De systeemvereisten voor actieve bevochtiging zijn sinds 2009 vastgelegd in een bindende norm. Die bepaalt dat het watergehalte van de inademingslucht niet lager mag zijn dan 33 mg/l bij een maximale temperatuur van 42 °C. Voor het individueel afstellen van actieve luchtbevochtiging moet niet alleen worden gekeken naar de bronchiale secretie van de beademde persoon en het condensaat in het slangsysteem. Ook omgevingsfactoren zoals kamertemperatuur, direct zonlicht, warmteafgifte van andere apparaten en de eventuele nabijheid van verwarming of airconditioning zijn van invloed op de hoeveelheid vloeistof in het circuit.

Vanaf een bepaalde hoeveelheid condens neemt de stromingsweerstand in het slangsysteem toe en stijgt de ademarbeid van de spontaan ademende patiënt. In extreme gevallen kan dit leiden tot storingen van het ademhalingstoestel. Om dit te voorkomen worden geïntegreerde slangverwarmers gebruikt. Hierdoor kan het vocht over de gehele lengte van de slang worden getransporteerd zonder relevant temperatuurverlies. Dit voorkomt dat de lucht in het slangsysteem afkoelt en er treedt geen significante condensatie op.

Bij gebruik van onverwarmde systemen ontstaat vaak condens in het slangsysteem. Het water wordt regelmatig verwijderd door het legen van waterafscheiders die op de slang waren aangesloten.

Dit veelvuldig manipuleren van de beademingsslangen werd in de jaren 90 erkend als de belangrijkste oorzaak van een hoger percentage longontstekingen. Met moderne apparaten voor actieve bevochtiging zien we dergelijke beademing-gerelateerde longontsteking niet meer.

Als de patiënt langere tijd wordt beademd met droge en warme lucht, omdat het water niet is bijgevuld, ontstaat een zogeheten Sahara-effect, wat leidt tot beschadiging van het epitheel. Om dit tijdig te herkennen, hebben moderne bevochtigers een alarm voor laag waterpeil. Maar net als het inademen van te droge lucht is ook te vochtige lucht schadelijk voor de beademde persoon. De effecten variëren van verminderde mucociliaire klaring, veranderingen aan het oppervlak van de slijmdruppeltjes, of ongewenste verplaatsing van gecontamineerd secreet vanuit het bovenste deel van de luchtpijp naar de diepere delen van de longen, wat de gaswisseling belemmert en tot infecties kan leiden.

Passieve bevochtigingssystemen worden vaak aangeduid als "HME" (Heat and Moisture Exchanger). Deze systemen zijn een soort kunstneuzen die werken als warmte- en vochtwisselaars. HME's onttrekken warmte en vocht aan de lucht die de patiënt uitademt, slaan deze op in het interne materiaal en staan het tijdens de daaropvolgende inademing weer af aan het droge inhalatiegas. Tegelijk werken ze als een antimicrobiële barrière voor micro-organismen. Dit hygiënische voordeel van HME-filters is echter niet langer relevant sinds slangverwarmers zijn geïntroduceerd. Deze verwarming voorkomt condensatie en daardoor is het regelmatig legen van de waterafscheiders niet meer nodig.

Bij moderne ademluchtbevochtigers is het bovendien mogelijk een persoonlijk temperatuurprofiel in te stellen. Ook dat draagt bij aan aanzienlijk minder condensatie. Vanwege het ontwerp van HME-filters en hun houdbaarheid is het gebruik ervan voor langdurige beademing gecontra-indiceerd. Ook toepassing van HME-filters bij acuut respiratoir falen dient als potentieel kritiek te worden beschouwd. Als gevolg van de toegenomen extra anatomische dode ruimte wordt CO₂-uitspoeling namelijk beperkt en neemt de alveolaire ventilatie af. Daarvan is aangetoond dat dit de mortaliteit bij ARDS verhoogt. Dit maakt ook beademing met longbeschermende parameters moeilijker. Een verhoogde secreetbelasting en tracheobronchiale bloeding sluiten het gebruik van een HME-filter ook uit. Vanwege de toename in ademarbeid is het gebruik ervan met het oog op een moeilijker weaning-proces niet aan te raden. Bovendien hebben kwaliteitsverschillen tussen verschillende fabrikanten invloed op de beademing.

De extra stromingsweerstand van de HME-filter verhoogt de benodigde ademarbeid van patiënten aanzienlijk. Ideaal zijn HME-filters met een stromingsweerstand van minder dan 2 mbar bij een flow van 60 liter per minuut.

Een eenduidige aanbeveling voor of tegen het gebruik van passieve of actieve systemen is op basis van de huidige gegevens niet mogelijk. Daarom moet er altijd een zorgvuldige afweging worden gemaakt met het oog op de geplande gebruiksduur, de huidige toestand van de longen en mogelijke contra-indicaties van HME-filters. Gelijktijdig gebruik van filters dicht bij de patiënt in combinatie met actieve bevochtiging is uitgesloten.