Aerosoler

En aerosol är ett system bestående av två faser, där den ena är en gas och den andra en vätska eller fast fas. Vätskan eller den fasta fasen är uppdelad i så små droppar eller partiklar att dessa kan hålla sig svävande i gasen.

Aerosol-sidan är en samling dokument som ligger under spirometri.se. Här finns information om principerna för inhalationsbehandling med läkemedel i aerosolform. Grundläggande fysikaliska principer, liksom likheter och skillnader mellan olika apparater kommer att behandlas.

Vad är en aerosol?

Det finns flera saker som kallas aerosoler. Jag tillämpar en relativt strikt definition av begreppet:

En aerosol är ett system bestående av två faster, där den ena är en gas och den andra en vätska eller fast fas. Vätskan eller den fasta fasen är uppdelad i så små droppar eller partiklar att dessa kan hålla sig svävande i gasen.

Definitionen är inte helt knivskarp – det är till exempel svårt att säga var den övre gränsen för storleken av dropparna/partiklarna går. Dimma är en aerosol, men regn är det nog inte. Någonstans däremellan går gränsen.
En aerosol i den har betydelsen har ofta ett ”före” och ett ”efter”, till exempel som en vätska som ännu inte har nebuliserats, eller pulver som inte fördelats. Damm under sängen är inte en aerosol, men virvlar det runt i luften så är det det. När det sedan fallit till golvet igen så upphör det att vara aerosol.

Deponeringsbegreppet

En aerosol kan egentligen inte påverka människokroppen. Det är först när aerosolens droppar eller partiklar landar – deponeras – som de kan göra skada. Deponering av aerosoler som används för inhalationsbehandling sker i huvudsak på två olika sätt, genom sedimentation och genom impaktion. Deponeringen i luftvägar och lungor sker i princip på tre avgränsbara platser; 1) mun och svalgregionen, 2) de flödesbegränsande bronkerna (ungefär efter 4-7 delningar i bronkträdet räknat från trakea), 3) i den alveolära delen av lungorna.

Impaktion

Impaktion innebär att en droppe eller partikel tenderar att fortsätta rakt fram (på grund av att den är tyngre än omgivande gas) när gas-strömmen svänger. Man kan jämföra med en bil som sladdar av den hala vintervägen och ”impakterar” i dikesrenen. Impaktion har alltså sin största betydelse rörelseenergin hos partikeln är stor (rörelseenergin beror på partikelns massa och hastighet) och när ”kurvorna” är snäva. Kurvorna i det här fallet är luftströmmens kurvor – eller snarare virvlar. Med ökande virvelbildning (turbulens) ökar också graden av impaktionsberoende deponering.
Impaktion sker ffa i två regioner: dels mun och svalg, dels i de flödesbegränsande luftvägarna (dvs medelstora bronker). I dessa avsnitt är luftströmmarna turbulenta.
Impaktionsgrad = (MMAD)2 x flödet

Sedimentation

Sedimentation innebär att droppar eller partiklar p.g.a. gravitationen faller nedåt. För att deponering skall ske krävs ju att partikeln träffar en yta (nedåt) och impaktionen är hög med tunga partiklar som får vara lång tid på ett ställe där det är kort väg till en ya att falla ned på. Lång uppehållstid och korta avständ finns alveolärt och impaktion är således den helt dominerande deponeringsmekanismen i alveolerna.

Andra mekanismer

Elektrostatiska krafter och diffusion är fenomen som ffa kan påverka mycket små patiklar och brukar sällan ha någon betydelse för farmakologiska aerosoler i lungorna. i någon större omfattning. Mycket små partiklar har mycket låg massa och är därför inte intressanta.