De Schotse hoogleraar Geneeskunde aan de Edingburgh Medical School, William Cullen (1710-1790), was ervan overtuigd dat astma een neurale stoornis is en dat spieren een verlenging van de zenuwen zijn. Deze theorie beïnvloedde zijn beschrijving over astma, de oorzaken ervan en de remedies.
In 1767 publiceerde de Britse arts Philip Stern zijn ‘Medical advice to the consumptive and asthmatic people of England: wherein the present method of treating disorders of the lungs is shown to be futile and fundamentally wrong, and a new and easy method of cure, proposed by Philip Stern, M.D.’. Het pamflet was vooral gericht op het grote publiek, waardoor het weinig aandacht kreeg van de medische wereld. Stern was de pionier van de inhalatie, omdat hij de matige doeltreffendheid inzag van oraal ingenomen medicatie.
“De enige manier om medicamenten rechtstreeks in de longen te krijgen, is via de trachea.”
Hij experimenteerde met antiseptische, antispastische, verzachtende en balsemachtige medicijnen. Zijn voorkeur ging uit naar de balsems van Gilead, Copaiba, Peru, Tolu en Canada, maar ook naar droge balsems zoals mirre labdanum en terpentijn. Hij hield zijn recepten geheim en verkocht zijn medicijnen in verschillende Londense apotheken aan zes shilling per fles. Hij argumenteerde dat men het niet zouden waarderen dat hij zijn recepten zou publiceren en ze uiteindelijk verwaarloosd zouden worden. Hij ontwikkelde ook een eigen toestel dat naar hem werd genoemd en waarbij het geneesmiddel aan een halve pint kokend water werd toegevoegd.
In ‘The seats and causes of disease investigated by anatomy’ beschreef de Italiaanse anatoom Giovanni Battista Morgagni (1682-1771) negentien gevallen van longen die ‘gezwollen’ waren met lucht.
In 1774 suggereerde de anonieme auteur van ‘Instant relief to the asthmatic’ dat het ‘invasief toedienen’ van medicijnen niet effectief was, omdat de actieve ingrediënten door het lichaam werden verdund en afgescheiden, nog vóór ze de longen hadden bereikt. Volgens hem bereikte men een verlichting van de astmatische uitbarsting het best door ‘verdampte materie of aetherische extracties’ toe te dienen aan de longen. Geïnhaleerde dampen zouden ‘hard slijm’ verdunnen, de expectoratie bevorderenen en de door morbide weeën getroffen luchtwegen ontspannen.
De 18de-eeuwse Britse theoloog, dominee, natuurfilosoof, chemicus, pedagoog en politiek theoreticus Joseph Priestley (1733-1804) publiceerde meer dan honderdvijftig werken. Meestal crediteert men hem voor de ontdekking van zuurstof, omdat hij dit element isoleerde in gasvorm, hoewel we hier ook Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) en Antoine Lavoisier (1743-1794) moeten vernoemen.
De Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) ontdekte heel wat scheikundige elementen. Zo hield hij zich bezig met studies over zuurstof en stikstof, waarover hij in zijn boek ''Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer'' publiceerde. Inmiddels had ook Joseph Priestley (1733-1804) het element zuurstof ontdekt, maar omdat de Brit zijn werk eerder publiceerde dan Scheele, wordt Priestley algemeen als de ontdekker van zuurstof beschouwd.
De Franse scheikundige Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) noteerde dat dieren zuurstof consumeren en koolstofdioxide uitademen. Samen met Pierre-Simon Laplace (1749-1827) voerde hij experimenten uit waaruit bleek dat de ademhaling in feite een langzame verbranding is van organisch materiaal, waarbij de ingeademde zuurstof verbruikt wordt. Lavoisiers verklaring van het verbrandingsproces weerlegde de pfogistontheorie, die stelde dat de stof phlogiston vrijkwam bij de verbranding van materialen. De flogistontheorie kwam van de Duitse arts Georg Ernst Stahl (1660-1734), die stelde dat alle brandbare materialen flogiston of flogistoneen bevatten, een substantie zonder kleur, geur, smaak of gewicht, die de eigenschap van hitte in zich droeg.
De door de Engelse arts en amateur-ingenieur John Mudge (1721-1793) gepatenteerde inhalator was gebaseerd op het model van Hippocrates (460-370 v.C.). Het was de eerste inhalator die zowel inspiratie als expiratie toeliet. Mudge was ook de eerste die de term ‘inhalator’ gebruikte. Hij beschreef het toestel in zijn boek ‘A Radical And Expeditious Cure for a Recent Catarrhous Cough’.
De Franse arts Francois Chausier (1746-1848) was de eerste die met zuurstof experimenteerde bij patiënten die dyspnoe hadden door tuberculose.
Gezien de bewezen therapeutische effecten van zuurstof, opende Thomas Beddoes (1730-1810) een ‘Pneumatic Institute’ in Bristol. De Britse arts bedacht een systeem waarbij men een hoeveelheid zuurstof kon toegevoegen aan de atmosfeer van kleine kamers. De patiënt bracht een bepaalde tijd door in deze kamers om extra zuurstof te kunnen inademen. Beddoes beweerde dat hij met zijn zuurstoftherapie de volgende aandoeningen succesvol behandelde: hardnekkige zweren, melaatsheid, spasmen, kanker, waterzucht, hydrocephalis, hoofdpijn, vergiftiging door opium, verlamming, scofulous tumoren, scheurbuik, geslachtsziekten, doofheid, witte zwelling, melancholie, algemene debiliteit, constante koorts, intermitterende koorts en koude van de extremiteiten.
In 1786 schreef Thomas Withers (1750-1809) het boek ‘A treatise on Asthma’, waarin de Britse arts van het York Countu Hospital de ideeën van de Schotse Professor William Cullen (1710-1790) beschreef. Net als Cullen geloofde ook hij dat astma in de geest ontstond en resulteerde in stuiptrekkingen van de rond de longen gewikkelde vezels. Hij was een 'believer' van de nerveuze en convulsieve theorie van astma.
In zijn recensie over het boek van Withers vergeleek de Schotse romanschrijver Tobias George Smollett (1721-1771) hem met de Britse arts Sir John Floyer (1649-1734), die beschouwd wordt als de vader van de convulsieve theorie over astma.
'Dit is een oud gebouw met een moderne voorgevel en modieuze ornamenten: met andere woorden, het is het waardevolle werk van Floyer, met uitleg over de moderne nerveuze pathologie. In zijn vroegere werken klampte Dr. Withers zich zo fel vast aan de voorschriften van zijn meester, bijna met zijn woorden, dat we niets nieuws hadden verwacht. …. We hoopten inderdaad dat zijn onvermoeide ijver bronnen van onderzoek zou openen, die zijn onvermoeide ijver zouden nastreven; maar het weinige wat van hem komt is niet van de beste soort. De verklaring van astma is, zoals verwacht mag worden als we naar de bronnen kijken, duidelijk, begrijpelijk en verstandig: de cases zijn soms onnodig miniem en andere onvolmaakt; ze zijn in het algemeen zeer onbeduidend, en de effecten van de remedies onredelijk overdreven…. Dr. Withers gelooft dat spastisch astma een nerveuze aandoening is die met een grote prikkelbaarheid van de longen gepaard gaat. Via zijn vele boeken levert hij diverse pittige voorbeelden van astmagevallen waarvan hij getuige was, samen met de gebruikte remedies….. Hij gelooft dat opium een goede remedie is voor nerveus of spastisch astma, die de prikkelbaarheid en spastische contractie van de luchtwegvezels, het hoesten, de pijn, de angst en de moeilijke ademhaling vermindert; de duur van de genezing van astma verkort en vergemakkelijkt.”
De Franse fysicus en werktuigbouwkundige Jacques Alexander César Charles (1746-1823) publiceerde zijn wet van Charles. Eerder nog dan Louis Gay-Lussac (1778-1850) ontdekte hij het verband tussen temperatuur en gasvolumes. Reden waarom de wet ook wel eens de wet van Gay-Lussac wordt genoemd. Ze beschrijft het gedrag van ideale gassen bij constante druk:
V
- = constant
T
Hierin is V het volume en T de temperatuur van het gas. De wet stelt dat bij een constante hoeveelheid gas en een constante druk het volume van een gas recht evenredig is met de temperatuur ervan.
De Schotse arts Matthew Baillie (1761-1823) publiceerde in zijn ‘The morbid anatomy of some of the most important parts of the human body' illustraties van een emfysemateuse long, waarvan men vermoedde dat ze aan de Britse lexicograaf Samuel Johnson (1709-1784) toebehoorde.
“De longen zijn soms, maar ik geloof zelden, omgevormd tot vrij grote cellen die gelijken op de longen van een amfibie. Hiervan zag ik drie gevallen. Het is niet onwaarschijnlijk dat deze ophoping van lucht twee of drie aangrenzende cellen kan afbreken naar een enkele cel, waardoor een cel van zeer grote omvang gevormd wordt.”
In de 'bibliothèque du Roi' van het Parijse Louvre presenteerde de Franse wetenschapper Antoine Lavoisier (1743-1794) op 23 november 1790 aan l'Académie des Sciences de Paris zijn publicatie 'Sur la respiration animale'. Daarin verdedigde hij de stelling dat de ademhaling gebruikt wordt om warmte te schenken aan het lichaam.
"... het effect van de ademhaling is om een deel koolstof en waterstof uit het bloed te trekken en in de plaats daarvan een deel van zijn specifieke calorieën te deponeren die zich tijdens de circulatie van het bloed in alle delen van het dierlijk lichaam verspreiden en deze temperatuur wordt vrijwel constant gehandhaafd bij alle dieren die ademen."
Om zijn hypothese te staven deed Lavoisier niet alleen onderzoek op cavia's, maar ook op mensen. Tijdens die vergadering van 23 november 1790 toonde hij aan het publiek niet alleen de gebruikte apparatuur, maar ook de resultaten van de ademhalingsexperimenten, die hij had uitgevoerd op zijn assistent Armand Seguin (1767-1835). Het was de eerste poging voor het bepalen van de respiratoire gasuitwisseling tijdens kwantificeerbaar lichamelijk werk.
De Wedgwood inhalator van het door de Brit Josiah Wedgwood (1730-1795) opgerichte bedrijf, werd op vrijwel dezelfde manier gebruikt als de inhalator van John Mudge (1721-1793). Een geneesmiddel werd aan warm water toegevoegd en via een afneembare tuit werd de medicinale damp ingeademd. Via het loszittende deksel kon men lucht in de inhalator zuigen.
Het medisch onderzoekscentrum ‘Pneumatic Institution’ werd in het Engelse Bristol door de Britse arts Thomas Beddoes (1760-1808) opgericht om de medische effecten van recent ontdekte gassen te bestuderen. De Britse chemicus en uitvinder Humphry Davy (1778-1829) leidde het laboratorium van het instituut en onderzocht er de effecten van lachgas op zichzelf en op anderen. De Schotse uitvinder en mechanisch ingenieur James Watt (1736-1819) ontwierp de uitrusting van het lab.
De Britse arts, docent anatomie, fysioloog en patholoog John Abernethy (1764-1831) noteerde een vitale capaciteit van 3.150 ml. Via kwik verzamelde hij de uitgeademde gassen en trachtte hij te bepalen met hoeveel zuurstof deze gassen verminderd waren. Dit concept van zuurstof-vermindering was essentieel voor het begrijpen van de longfunctie.
Voor het meten van het ademvolume en het inspiratoire en expiratoire reserve-volume gebruikte de Britse arts Charles Kite (1768-1811) een blaas.
De Britse arts Robert Menzies (1739-1800) dompelde een man tot aan zijn kin onder in een met water gevulde okshoofd (= een ton met bepaalde inhoud). Hij noteerde het stijgen en dalen van het niveau in de cilinder rond de kin. Met deze vorm van lichaamspletismografie kon hij het tidaal volume vaststellen. Hij publiceerde zijn bevindingen in de verhandeling 'A dissertation on Respiration'.
In 1797 publiceerde de Britse arts Robert Bree (1759-1839) ‘A Practical Inquiry into Disordered Respiration, distinguishing the Species of Convulsive Asthma, their Causes, and Indications of Cure’. Zoals bij heel wat collega’s voor en na hem, groeide zijn interesse voor astma omdat hij zelf aan de ziekte leed. In 1793, twee jaar na zijn afstuderen, kreeg hij zo’n ernstige astma-aanval dat hij moest stoppen als arts. Daarom stortte hij zich op wetenschappelijk onderzoek. Hij verwierp de zenuw- en bronchospasme-theorie van William Cullen (1710-1790) en beweerde zelfs dat de vroegere theorieën over astma dichter bij de waarheid aanleunden. Omdat de werken van Cullen heel populair waren, kreeg Bree heel wat kritiek van zijn collega's. In de vierde editie van zijn werk reageerde hij daarop:
“Theorieën die gebaseerd zijn op hypothetische grondvesten, zijn een van de oorzaken voor het begin van de kwakzalverij die dit land teistert.”
Hij schreef dat sommige mensen te vlug nieuwe theorieën aanvaardden en datgene verwierpen wat bewezen kon worden. Ook haalde hij aan dat je hetgeen de anderen voorstelden niet kon zien, terwijl je hetgeen hij voorstelde wel kon zien. Dat bewees hij door autopsieën uit te voeren, waardoor hij tot logische conclusies kwam.
In 1798 schreef de Britse arts William Withering (1741-1799) uit Birmingham een brief aan zijn collega Duncan waarin hij verslag uitbracht over de handige methode van het inademen van dampen van vluchtige stoffen. De brief werd gepubliceerd in de 'Annals of Medicine'. Hij beschreef een glazen vat dat klein genoeg was om in de hand te passen. Men goot vluchtige stoffen, zoals azijnzuur in het glazen vat en de warmte van de hand was voldoende om de stoffen te verdampen. De tuit werd aan de mond gezet en de damp werd ingeademd. Voor minder vluchtige stoffen raadde hij aan om het glazen vat op een kopje heet water te plaatsen.
Twintig jaar nadat de Britse arts John Mudge (1721-1793) een inhalator had beschreven in zijn boek ‘A Radical And Expeditious Cure for a Recent Catarrhous Cough’, stipte de Italiaanse fysicus en natuurfilosoof Tiberius Cavallo (1749-1809) aan dat de patiënt beter een gewone theepot kon gebruiken in plaats van een inhalator. Via de tuit kon hij azijnzuurdampen inhaleren, hoewel de daaropvolgend gedronken thee misschien een vreemde balsamico-smaak zou kunnen hebben. Misschien was deze suggestie de inspiratie voor de latere Nelson-inhalator, die inderdaad op een theepot geleek
Via het gebruik van twee kwik-gashouders en een water-gashouder vond de Britse natuurwetenschapper William Hasledine Pepys jun. (1775-1856) een tidaal volume van 270 ml.