Aerosolized medications may benefit infants receiving mechanical ventilation; however, the lung delivery efficiency of these aerosols is unacceptably low. In vitro experiments were conducted to evaluate aerosol delivery through conventional and modified ventilation systems to the end of a 3mm endotracheal tube (ETT) under steady state and realistic cyclic flow conditions. System modifications were employed to investigate the use of small charged particles and included streamlined components, a reduction in nebulizer liquid flow rate, synchronization with inspiration, and implementation of a previously designed low-flow induction charger (LF-IC), which was further modified in this study. Cyclic flow experiments implemented a modern ventilator with bias airflow and an inline flow meter, both of which are frequently excluded from in vitro tests but included in clinical practice. The modified LF-IC system demonstrated superior delivery efficiency to the end of the ETT (34%) compared with the commercial system (~1.3%) operating under cyclic ventilation conditions. These findings indicate that commercial systems still provide very low lung delivery efficiencies despite decades of innovation. In contrast, the modified system increased dose delivery to the end of the ETT by 26-fold. Despite initial concerns, the charged aerosol could be efficiently delivered through the small diameter ETT and reach the lungs. Future studies will be required to determine if the applied particle charge can eliminate expected high exhalation aerosol loss and will require the development of a realistic lung model.

中文翻译：

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通气新生儿模型中小型带电药物气溶胶的体外评估

雾化药物可能有益于接受机械通气的婴儿；然而，这些气雾剂的肺部输送效率低得令人无法接受。进行了体外实验，以评估在稳态和真实循环流动条件下通过传统和改进的通风系统向 3 毫米气管内导管 (ETT) 末端输送气溶胶的情况。系统修改用于研究小带电粒子的使用，包括流线型组件、雾化器液体流速的降低、与吸气的同步以及先前设计的低流量感应充电器 (LF-IC) 的实施，该充电器经过进一步修改在这个研究中。循环流实验实施了带有偏置气流和在线流量计的现代通风机，两者都经常被排除在体外测试之外，但包括在临床实践中。与在循环通风条件下运行的商业系统 (~1.3%) 相比，改进的 LF-IC 系统在 ETT 结束时 (34%) 表现出卓越的输送效率。这些发现表明，尽管经过了数十年的创新，商业系统仍然提供非常低的肺输送效率。相比之下，修改后的系统将 ETT 结束时的剂量递送增加了 26 倍。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发一个现实的肺模型。与在循环通风条件下运行的商业系统 (~1.3%) 相比，改进的 LF-IC 系统在 ETT 结束时 (34%) 表现出卓越的输送效率。这些发现表明，尽管经过了数十年的创新，商业系统仍然提供非常低的肺输送效率。相比之下，修改后的系统将 ETT 结束时的剂量递送增加了 26 倍。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。与在循环通风条件下运行的商业系统 (~1.3%) 相比，改进的 LF-IC 系统在 ETT 结束时 (34%) 表现出卓越的输送效率。这些发现表明，尽管经过了数十年的创新，商业系统仍然提供非常低的肺输送效率。相比之下，修改后的系统将 ETT 结束时的剂量递送增加了 26 倍。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。3%) 在循环通风条件下运行。这些发现表明，尽管经过了数十年的创新，商业系统仍然提供非常低的肺输送效率。相比之下，修改后的系统将 ETT 结束时的剂量递送增加了 26 倍。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。3%) 在循环通风条件下运行。这些发现表明，尽管经过了数十年的创新，商业系统仍然提供非常低的肺输送效率。相比之下，修改后的系统将 ETT 结束时的剂量递送增加了 26 倍。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。尽管最初存在担忧，但带电气溶胶可以有效地通过小直径 ETT 输送并到达肺部。未来的研究将需要确定应用的粒子电荷是否可以消除预期的高呼气气溶胶损失，并需要开发真实的肺模型。