A pluma de spray emitida pelo pMDI é visível a olho nu durante algumas frações de segundo. De forma a que se possa observar o comportamento das partículas no interior de uma câmara de expansão, foram capturadas imagens do spray de salbutamol HFA-134a com um dispositivo de gravação de vídeo de alta velocidade (Photron apx-rs).
Apesar de as condições nas quais foram efetuados os ensaios não serem as mais adequadas (sobretudo condições de iluminação), foi possível alcançar algumas conclusões de interesse para o estudo.
No total foram avaliadas 3 câmaras diferentes: SpaceChamber Plus®, Compact SpaceChamber Plus® e A2A Spacer®. Tendo em conta que para este tipo de testes é recomendável a utilização de materiais com boa transparência, os 3 modelos apresentam-se como os mais adequados. A par disto, a comparação dos resultados obtidos para a SpaceChamber Plus® e Compact SpaceChamber Plus® permite alcançar uma melhor percepção de como se desenvolve uma pluma de spray no interior de uma câmara de expansão em função de diferentes dimensões. Os 3 dispositivos foram testados em 3 condições distintas: caudal elevado (60 L/min), caudal intermédio (30 L/min) e ausência de fluxo de ar.
i) Determinação do tempo de permanência em suspensão das partículas de fármaco nos diferentes dispositivos avaliados:
Após obtidas as imagens relativas aos ensaios com a Câmera de Alta Velocidade, foi possível estimar o tempo de permanência das partículas de fármaco em suspensão no interior da câmara.
O tempo de permanência, em função do dispositivo testado e respetivo volume, é apresentado graficamente na figura 4.23, para 3 situações distintas.
Figura 4.23. Tempo de permanência em suspensão das partículas de salbutamol no interior de 3 câmaras de expansão diferentes, em 3 situações distintas.
Os valores apresentados foram alcançados fazendo uma relação entre a velocidade de filmagem e o número de frames em que, para cada um dos casos apontados, era possível detetar partículas da nuvem de salbutamol HFA-134a.
Sabendo que as gravações de imagem foram efetuadas a 3000 FPS, o expressão que permite a determinação dos tempos de permanência é:
∆𝑡! =Nº Frames 3000
Como seria expectável, as partículas da nuvem ejetada são evacuadas do interior da câmara de expansão quanto mais alto for o caudal de sucção imposto a esta. No caso dos testes em que houve ausência de fluxo de ar, as partículas de salbutamol tendem a depositar-se nas paredes interiores do dispositivo, uma vez que não existe uma fonte de sucção no exterior.
Tendo em consideração as duas VHCs de policarbonato (SpaceChamber Plus® e
Compact SpaceChamber Plus®), nota-se uma clara relação entre os resultados obtidos
para ambas: há uma tendência linearmente direta de diminuição do tempo de permanência das partículas em função do aumento de caudal.
Analisando os registos da A2A®, é evidente a pouca influência que o aumento de sucção de 30 para 60 L/min tem no período em que a pluma de fármaco é visível. O
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 SC, 230 A2A, 210 CSC, 160 T em p o d e p er m an ên ci a, [ s] VHC, Volume [mL]
Sem Sucção 30 L/min 60 L/min
facto de esta câmara ter um formato diferente das outras duas (A2A® em forma de
pera e as outras duas com forma cilíndrica) pode ser um aspeto com influência nos resultados obtidos.
ii) Morfologia da pluma de spray no interior de 3 câmaras de expansão, em função do tempo:
Em baixo (figura 4.24) são apresentadas as imagens captadas do funcionamento da SpaceChamber Plus®, para as 3 situações de teste mencionadas e em dois momentos distintos (0.02 s e 0.1 s após a atuação do pMDI).
Figura 4.24. Imagens captadas pela câmara de alta velocidade relativas à evolução da pluma de spray no interior da SpaceChamber Plus® em 3 situações distintas.
30 L/min 30 L/min
60 L/min 60 L/min
Sem sucção t = 0.02 s Sem sucção
t = 0.02 s
t = 0.02 s
t = 0.1 s
t = 0.1 s t = 0.1 s
A figura anterior permite ter noção do comportamento de uma pluma de spray quando testada a diferentes caudais.
Apesar da fraca qualidade das imagens, é possível concluir que o tempo de permanência das partículas no interior da câmara varia inversamente com o aumento do fluxo de sucção. Mesmo não sendo um método de determinação preciso do tempo de permanência do fármaco no dispositivo, a dissipação da nuvem é mais evidente nos casos em que o fluxo é maior.
Numa fase inicial do desenvolvimento da pluma de spray (t = 0.02 s) nota-se que no, caso do ensaio a 60 L/min, as partículas ejetadas concentram-se mais na zona central da câmara; a análise a 30 L/min revela que já há uma maior dispersão do aerossol, aproximando-se este mais das paredes interiores do dispositivo; quando não há caudal de sucção, nota-se uma maior concentração da nuvem de fármaco na região a jusante do disparo, o que se deve ao facto de as partículas serem projetadas a elevada velocidade e se concentrarem na face frontal da câmara, uma vez que não há escoamento.
A conjugação de todas as imagens capturadas com a câmara de alta velocidade permitiu a criação de ficheiros de vídeo nos quais a percepção da evolução da pluma de spray com o tempo é bastante mais nítida.
iii) Avaliação da trajetória das partículas emitidas pelo pMDI no interior de uma câmara de expansão:
As imagens recolhidas com a Câmera de Alta Velocidade foram também úteis para comprovar os efeitos que a inclinação do actuador do pMDI no encaixe da câmara de expansão têm nas medições finais.
A figura 4.25 corresponde ao ensaio da Compact SpaceChamber Plus® a 60 L/min e nela é possível observar a direção tomada pela pluma de spray. Tendo em conta o curto espaço percorrido e, consequentemente, o pouco tempo disponível para evaporação do propelente e diminuição de partículas, é expectável que grande parte da dose ejetada seja perdida no interior da VHC por impactação inercial.
O correto posicionamento do atuador no encaixe da câmara é difícil de alcançar, sobretudo em ensaios em que são realizados diversos disparos. Assim, é possível
confirmar que a inclinação variável do ângulo de disparo do pMDI aquando da libertação da pluma de spray para o interior da VHC é uma fonte indutora de erro nos resultados experimentais.
Apesar de a incerteza associada a este fenómeno representar uma variável real na utilização dos dispositivos por parte dos pacientes, é de todo o interesse promover a fixação do pMDI na realização destes teste in vitro, para que assim se possa avaliar de forma mais precisa a eficiência das várias câmaras de expansão.
Figura 4.25. Desvio do sentido de projeção das partículas face à linha de trajetória ideal.
Na figura 4.25 é possível ver a trajetória da nuvem de partículas (linha contínua) e a linha que corresponde à sua trajetória, caso o pMDI estivesse corretamente posicionado e fixado.
O desvio entre o atuador do pMDI e o bucal da câmara de expansão (cerca de 7.85° neste caso) aumenta o efeito da impactação das partículas no interior da câmara, fazendo assim com que haja um aumento da dose de fármaco retida no dispositivo.