Ventilation liquidienne

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La ventilation liquidienne, ou ventilation liquide est une technique de ventilation mécanique consistant à remplir le poumon avec un composé perfluorocarbure (PFC) liquide. Certains des PFC ayant une grande capacité de dissolution d'O2 et de CO2 il est possible (sous certaines conditions) de maintenir les échanges gazeux. Selon que le remplissage des poumons est partiel ou total, on parle de ventilation liquidienne partielle ou de ventilation liquidienne totale.

Techniques[modifier | modifier le code]

La ventilation liquidienne partielle consiste à remplir la capacité résiduelle fonctionnelle des poumons de perfluorocarbone tout en continuant à le ventiler avec de l'air enrichi en O2 à l'aide d'un respirateur conventionnel. Cependant, une étude internationale multicentre évaluant la ventilation liquidienne totale dans le syndrome de détresse respiratoire aigüe chez l'adulte n'a pas démontré un bénéfice en termes de mortalité[1]. Les résultats décevants de cette étude clinique a fortement freiné les activités de recherche en ventilation liquidienne partielle.

En ventilation liquidienne totale les poumons sont entièrement remplis avec un perfluorocarbone et un respirateur liquidien assure le renouvellement cyclique d'un volume courant de liquide[2]. Le défi est que malgré tous les bénéfices thérapeutiques attendus, la ventilation liquidienne totale n’a encore jamais été utilisée sur l’humain car aucun respirateur liquidien n’est disponible pour la recherche clinique. Aussi, une table ronde de spécialistes en bio-ingénierie recommandent le développement d'un respirateur liquidien pour des applications cliniques[3].

Avantages de la ventilation liquidienne totale[modifier | modifier le code]

Dans les défaillances respiratoires aiguës, l'apport considérable de la ventilation liquide totale par rapport à la ventilation gazeuse, ou la ventilation liquidienne partielle, est la possibilité, en annulant l'interface air-liquide, de permettre l'expansion et le recrutement des alvéoles pathologiques non-compliants avec des pressions beaucoup plus basses. Le risque de volo/barotraumatisme est très diminué, la ventilation alvéolaire est plus homogène, les atélectasies sont éliminées et les inégalités ventilation-perfusion diminuées. Ces bénéfices ont été retrouvés dans toutes les études réalisées sur des modèles animaux de détresse respiratoire[4]. De plus, la ventilation liquide totale a un fort potentiel de lavage des voies aériennes[5].

Hypothermie et ventilation liquide[modifier | modifier le code]

La ventilation liquide, qu'elle soit partielle ou totale, permet d'utiliser les poumons comme bio-échangeurs thermique tout en maintenant les échanges gazeux normaux au sein du poumon. En effet, les poumons reçoivent chaque minute l'ensemble du débit cardiaque, ne subissent pas de vasoconstriction liée à la température et représentent une très grande surface d'échanges. Ces caractéristiques en font l'organe de choix pour les transferts thermiques et il a par exemple été montré chez le lapin que la ventilation liquide totale permettait de diminuer la température de l'organisme très rapidement [6]. Cette application hypothermisante de la ventilation liquide totale a été utilisée dans des modèles évaluant l'effet de l'hypothermie thérapeutique à la suite d'infarctus du myocarde[7] ou d'arrêt cardiaque[8]. Dans ces situations, il a été montré que l'hypothermie thérapeutique était induite très rapidement et que cette vitesse d'institution permettait de fournir un bénéfice largement supérieur à celui d'un refroidissement conventionnel[8],[9]. Cette approche d'hypothermie thérapeutique ultra-rapide permettait une diminution nette de la taille de l'infarctus[7] et améliorait fortement la survie et le pronostic neurologique[8].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) RM Kacmarek et al., « Partial Liquid Ventilation in Adult Patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome », Am J Respir Crit Care Med, vol. 173, no 8,‎ 2006, p. 882-889 (PMID 16254269, lire en ligne)
  2. (en) P. Micheau, R. Robert, B. Beaudry, A. Beaulieu, M. Nadeau, M.E. Rochon, J.P. Praud et H. Walti, « A Liquid Ventilator Prototype for Total Liquid Ventilation Preclinical Studies », dans Progress in Molecular and Environmental Bioengineering - From Analysis and Modeling to Technology Applications, Angelo Carpi (Ed.), InTech,‎ 2011 (ISBN 978-953-307-268-5, lire en ligne)
  3. (en) Maria Laura Costantino, Philippe Micheau, Thomas Shaffer, Stefano Tredici et Maria R. Wolfson, « Clinical Design Functions: Round table discussions on bioengineering of liquid ventilators », ASAIO J., vol. 55, no 3,‎ 2009, p. 206-8 (lire en ligne)
  4. (en) M. R. Wolfson et T. H. Shaffer, « Pulmonary applications of perfluorochemical liquids: ventilation and beyond », Paediatr Respir Rev, vol. 6, no 2,‎ 2005, p. 117-27 (lire en ligne)
  5. (en) O. Avoine, D. Bossé et al., « Total Liquid Ventilation efficacy in an Ovine Model of severe meconium aspiration syndrome », Crit Care Med, vol. 39, no 5,‎ 2011, p. 1097-103 (PMID 21317652, DOI 10.1097/CCM.0b013e31820ead1a, lire en ligne)
  6. (en) R. Tissier, N. Couvreur et al., « Rapid cooling preserves the ischaemic myocardium against mitochondrial damage and left ventricular dysfunction », Cardiovasc Res, vol. 83, no 2,‎ 2009, p. 345-53 (PMID 19196828, lire en ligne)
  7. a et b (en) R. Tissier, B. Ghaleh et al., « Myocardial protection with mild hypothermia », Cardiovasc Res, vol. 94, no 2,‎ 2012, p. 215-17 (PMID 22131353, lire en ligne)
  8. a, b et c (en) M. Chenoune, F. Lidouren et al., « Ultrafast and Whole-Body Cooling With Total Liquid Ventilation Induces Favorable Neurological and Cardiac Outcomes After Cardiac Arrest in Rabbits », Circulation, vol. 124, no 8,‎ 2011, p. 901-11 (PMID 21810660, lire en ligne)
  9. (en) L. Darbera et M. Chenoune, « Hypothermic liquid ventilation prevents early hemodynamic dysfunction and cardiovascular mortality after coronary artery occlusion complicated by cardiac arrest in rabbits », Crit. Care Med, vol. 41, no 12,‎ 2013, p. 457-65 (PMID 24126441)

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