 |
 |
 |
127422, Москва, ул. Тимирязевская
дом 1, корпус 2, подъезд 1, этаж 7 т. +7(495) 956 79 34 многоканальный 
|
|
|
||||
|
|
Л.В.Осипов "Индивидуальные ультразвуковые и компрессорные ингаляторы"(Практические рекомендации для пользователей) Москва, Изомед, 2003
Введение. Ингаляторы предназначены для обеспечения лечебного воздействия на дыхательные пути с помощью аэрозоля лекарственных препаратов. Индивидуальные ингаляторы применяются для лечения одного пациента в медицинском учреждении или в домашних условиях. Из всего многообразия ингаляторов, используемых в медицинской практике, выбраны для рассмотрения только два типа ингаляторов: ультразвуковые и компрессорные. В предлагаемый обзор не вошли паровые ингаляторы, порошковые ингаляторы, полустационарные и стационарные ингаляторы, а также ингаляторные установки, предназначенные для нескольких пациентов, т.к. это существенно увеличило бы количество рассматриваемых моделей. Основная задача, выполняемая индивидуальными ультразвуковыми и компрессорными ингаляторами - преобразование заливаемых в них жидких лекарственных препаратов в аэрозоль, т.е. воздушную взвесь мелких капель жидкости. Целью настоящего рассмотрения является анализ особенностей работы, достоинств и недостатков ультразвуковых и компрессорных ингаляторов с тем, чтобы дать медицинским специалистам представление о медико-технических характеристиках этих ингаляторов. Материал предназначен для пульмонологов, физиотерапевтов, оториноларингологов, курортологов и врачей общей практики, а также фтизиатров и врачей скорой помощи. Представленная работа могла быть завершена только при активном участии ряда медицинских специалистов, которым автор выражает глубокую признательность. Особую благодарность хотелось бы выразить Жулеву Г.В. и Карелиной М.В. за большую помощь в подготовке материала к печати. © Л.В. Осипов, 2003 г. Особенности ингаляционной терапии. Основной целью ингаляционной терапии является лечение и профилактика острых и хронических заболеваний дыхательных путей путем местного воздействия на отделы дыхательных путей с помощью лекарственных аэрозолей. Преимущества, которые позволяет получить аэрозольтерапия с помощью ультразвуковых и компрессорных ингаляторов:
- возможность целенаправленной доставки лекарственных препаратов к различным отделам дыхательных путей за счет соответствующего выбора размера частиц аэрозоля; - экономия зачастую дорогих лекарственных препаратов при лечении дыхательных путей по сравнению с другими способами введения их в организм;
В зависимости от применяемого лекарственного препарата с помощью ингаляции можно решать следующие задачи [1]:
Показаниями для ингаляционной аэрозольтерапии являются [2]:
В настоящее время накоплен значительный опыт эффективного лечения туберкулеза легких и бронхов аэрозолями противотуберкулезных препаратов. Вышеприведенный перечень может быть существенно расширен, т.к. по мере распространения ингаляторов, они находят все более широкие области применения, как для лечения, так и для профилактики заболеваний при послеоперационной дыхательной недостаточности у больных, находящихся на искусственной вентиляции легких, для дозированного введения некоторых препаратов, например, инсулина и т.д. К противопоказаниям для ингаляционной терапии относятся [3]:
Возможность проникновения лекарственных аэрозолей в дыхательные пути зависит от размеров частиц аэрозоля, создаваемого ингалятором [1,2,3]. Крупные частицы, размером более 1020 мкм, в основном не могут проникнуть в глубинные отделы дыхательных путей, оседая в верхних отделах дыхательных путей - ротоглотке и трахее. В альвеолы могут проникать только частицы с размером, меньшим 58 мкм, т.к. частицы большего размера, как правило, оседают в бронхах и бронхиолах. При дыхании через нос в носовом фильтре задерживается основная масса частиц с размерами менее 1020 мкм. Частицы величиной до 0,5ч1,0 мкм свободно циркулируют в дыхательных путях и почти не оседают на слизистых оболочках. Большое влияние на характер оседания (задержки) частиц в отделах дыхательных путей оказывает характер дыхания [4]. Так, при частом поверхностном дыхании лишь незначительное количество вдыхаемого воздуха, а с ним и частиц аэрозоля, достигает альвеол. Наоборот, при глубоком медленном вдыхании количество воздуха, достигающего альвеол, значительно возрастает. Увеличение объема невентилируемой части легких, возникающее при таких заболеваниях, как астма или эмфизема, также приводит к снижению проникновения аэрозоля в альвеолы. Осаждение аэрозольных частиц в дыхательных путях обусловлено тремя различными процессами, имеющими место при движении частиц: влиянием сил тяжести, инерционным осаждением в местах искривления и сужения путей движения и диффузионным осаждением частиц. Скорость движения частиц под действием сил тяжести возрастает с увеличением размера частиц. По этой причине частицы большого размера в основном оседают в ротоглотке и зеве. Инерционное осаждение характерно для осаждения в бронхиолах и альвеолярных ходах и его эффективность возрастает при увеличении легочной вентиляции. Диффузионное осаждение, имеющее место вследствие броуновского движения частиц, проявляется только при очень малых размерах частиц - менее 0,5 мкм и эффективность его относительно невелика. На основании многих экспериментов 1 установлено, что задержки частиц, характеризующие их осаждение в различных отделах дыхательных путей в зависимости от размеров частиц аэрозоля, имеют следующий характер:
Механизм взаимодействия частиц аэрозоля со слизистой оболочкой дыхательных путей достаточно сложен, т.к. сопровождается деятельностью мерцательного эпителия по выводу захваченных частиц из респираторного тракта. Вместе с тем, слизистый покров в определенной мере проницаем для гигроскопических частиц аэрозоля, в результате чего они могут растворяться в секрете, покрывающем эпителий, и адсорбироваться на клетках мерцательного эпителия. В той части респираторной зоны, где отсутствует мерцательный эпителий, основным механизмом транспорта лекарственного препарата является диффузия через альвеолокапиллярную мембрану. Способность аэрозоля взаимодействовать с поверхностью дыхательных путей существенно зависит не только от размера частиц, но и от физических и химических характеристик лекарственного препарата. Принципы действия ингаляторов. А. Ультразвуковые ингаляторы. Ультразвуковые ингаляторы для создания аэрозоля используют высокочастотные механические колебания, создаваемые пьезокерамической пластинкой и передаваемые лекарственному раствору. На Рис.1 изображен один из наиболее просто реализуемых вариантов конструкции ультразвукового ингалятора. Ингалятор состоит из распылительной камеры, на дне которой находится пьезоэлемент, высокочастотного генератора и загубника, присоединяемого сверху к камере. На пьезоэлемент от высокочастотного генератора подается непрерывное синусоидальное напряжение с фиксированной частотой, выбранной в пределах от 1 до 3 МГц. Переменное напряжение возбуждает пьезоэлемент, вынуждая его совершать механические колебания по толщине с той же частотой. Вследствие того, что верхняя поверхность пьезоэлемента контактирует с жидким раствором лекарственного препарата, в растворе распространяются ультразвуковые волны, движущиеся от поверхности пьезоэлемента вверх до границы раствора с воздухом. Вследствие резко отличных друг от друга физических характеристик жидкого раствора и воздуха на границе их раздела выделяется энергия ультразвуковых волн. В результате в месте концентрации ультразвукового пучка возникает фонтанчик, вокруг которого образуется большое количество мелких частичек раствора, отрывающихся от поверхности фонтанчика и создающих облако аэрозоля. Отдельные частицы облака аэрозоля хаотически перемещаются внутри распылительной камеры, и малая часть их может выходить через отверстия в камере, однако, большая часть оседает на стенках камеры или постепенно опускается под действием силы тяжести вниз, возвращаясь обратно в раствор. Распылительная камера, в которой находится аэрозоль, иногда называется небулайзером (от английского nebulizer - распылитель). По этой причине для ультразвукового ингалятора иногда употребляется название ``ультразвуковой небулайзер'', что представляется нам не очень правильным - более правильно использовать название ``ультразвуковой ингалятор''. Если загубник, надетый сверху на распылительную камеру, поднести ко рту и сделать вдох, то под действием разрежения, создаваемого вдохом, аэрозоль поступает в рот вместе с вдыхаемым воздухом - начинается процесс ингаляции. Для обеспечения притока наружного воздуха наверху распылительной камеры делается специальное отверстие. Механизм создания аэрозоля в ультразвуковых ингаляторах до сих пор не понят в достаточной мере, хотя хорошо изучены основные характеристики процесса создания аэрозоля. Так, например, показано эмпирически, что размер основной массы частиц аэрозоля зависит от частоты ультразвуковых колебаний: чем выше частота, тем меньше, как правило, размер частиц, что позволяет влиять на выбор параметров аэрозоля. Вариант ультразвукового ингалятора, показанный на Рис.1, имеет то достоинство, что позволяет сократить потери аэрозоля лекарственного препарата во время фазы вдоха, если пациент на это время отрывается от загубника и совершает выдох в окружающий воздух. Однако режим втягивания ртом аэрозоля не всегда удобен, особенно для тяжелобольных, вследствие того, что вдох через загубник, активизирующий подачу пациенту аэрозоля, требует некоторого дополнительного напряжения. По этой причине чаще всего используются ингаляторы с принудительной подачей аэрозоля пациенту. На Рис.2 изображен наиболее распространенный тип ультразвукового ингалятора с принудительной подачей аэрозоля с помощью небольшого вентилятора, встроенного в корпус ингалятора и обеспечивающего подачу воздуха в распылительную камеру под давлением, что приводит к ``выдуванию'' аэрозоля через загубник. В конструкции ингалятора используется специальная чашка для лекарственного раствора, которая погружена в промежуточную водную среду, необходимую для того, чтобы через нее без затухания проходили ультразвуковые волны.  Чашка для лекарств служит для выполнения двух функций: ее применение позволяет предохранять поверхность пьезоэлемента от воздействия некоторых "агрессивных'' лекарственных препаратов и, кроме того, она удобна для дозирования лекарства. Ингаляторы с вентилятором имеют недостатки: наличие вентилятора усложняет конструкцию вентилятора и, кроме того, затруднена возможность отключения подачи аэрозоля на фазе выдоха, что приводит к потерям лекарственного препарата. На Рис.3 изображена конструкция ультразвукового ингалятора, лишенного указанных недостатков. В этом ингаляторе отсутствует вентилятор, и принудительная подача аэрозоля обеспечивается благодаря специальной конструкции распылительной камеры, в центре которой устанавливается трубка, соединенная с загубником. Вокруг фонтанчика в трубке образуется разрежение в соответствии с известным принципом Бернулли. В результате более высокое давление наружного воздуха ``выталкивает `` аэрозоль через загубник к пациенту.
Этот тип ингаляторов имеет в принципе более высокую надежность, чем ингалятор на Рис.2, благодаря отсутствию вентилятора, и по той же причине, в нем отсутствует шум. В известных конструкциях такого типа легко реализуется возможность управлять подачей аэрозоля, обеспечивая его выход только на фазе вдоха. В этих ингаляторах тоже могут использоваться чашки для лекарств, а также другие аксессуары, расширяющие возможности ингалятора, о чем более подробно говорится ниже. Б. Компрессорные ингаляторы. Компрессорные ингаляторы используют для создания аэрозоля струю газа, чаще всего воздуха, который под давлением поступает в узкое отверстие (сопло распылительной камеры). В результате на выходе сопла скорость истечения газа возрастает, что приводит к резкому падению давления возле струи (см. Рис.4). Под действием разрежения жидкий лекарственный препарат по узким подводящим каналам начинает поступать к выходу сопла, где смешивается с воздушным потоком и распадается под его действием на отдельные частицы. Поток частиц ударяется об отражатель (отбойник), расположенный на выходе сопла. Назначение отражателя - разбивать крупные частицы на более мелкие, которые потоком воздуха выносятся через загубник к пациенту. Некоторое количество частиц осаждается на отражателе и на стенках распылительной камеры, стекая постепенно на дно камеры. Размеры основной массы частиц зависят от скорости воздушной струи, истекающей из сопла, - чем больше скорость, тем меньше размеры частиц. Увеличить скорость можно путем уменьшение диаметра сопла, а также с помощью увеличения давления сжатого воздуха. Уменьшение диаметра сопла снижает производительность ингалятора и повышает опасность засорения выходного отверстия.
Компрессорные ингаляторы иногда называют пневматическими, а также струйными. В состав индивидуальных компрессорных ингаляторов входят компрессор и распылительная камера. Также как и в ультразвуковых ингаляторах распылительная камера иногда называется небулайзером, поэтому компрессорный ингалятор часто, на наш взгляд неудачно, называют ``компрессорным небулайзером''. Назначение компрессора - подача сжатого воздуха в распылительную камеру. Максимальное давление компрессора на входе распылительной камеры в индивидуальных ингаляторах находится в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм., при этом расход воздуха обеспечивается в пределах 5 15 л/мин в зависимости от типа и мощности компрессора. В индивидуальных ингаляторах используются компрессоры двух типов:
Как правило, поршневые компрессоры обеспечивают более продолжительный срок службы, чем мембранные. При этом мембранные компрессоры обычно несколько дешевле, чем поршневые, что позволяет снизить стоимость ингалятора в целом. В медицинских учреждениях лучше использовать ингаляторы с поршневыми компрессорами, а для домашних условий можно рекомендовать менее дорогие ингаляторы с мембранными компрессорами. Важнейшим узлом компрессорного ингалятора является распылительная камера (небулайзер). Этот элемент наряду с компрессором определяет основные характеристики ингалятора: размер основной массы частиц аэрозоля, возможность дозирования лекарственного препарата, управление подачей аэрозоля и т.д. На Рис.5 изображен один из вариантов конструкции распылительной камеры, обеспечивающей основную массу частиц преимущественно малого размера и, кроме того, позволяющий уменьшить потери лекарственного препарата. Для снижения потерь в конструкции камеры предусмотрено боковое отверстие С на входном канале, через который поступает сжатый воздух. На фазе вдоха отверстие перекрывается пальцем, и сжатый воздух подается в камеру, инициируя создание аэрозоля и поступление его через загубник пациенту. На фазе выдоха отверстие С открывается, и сжатый воздух устремляется в него коротким путем, а не в распылительную камеру. При этом аэрозоль не образуется, а выдыхаемый пациентом воздух выходит через открываемый выдохом клапан В. В более совершенных конструкциях для закрывания и открывания отверстия С используется специальный клапан, управляемый путем нажатия кнопки. Следует сказать о том, что распылительные камеры (небулайзеры) некоторыми фирмами изготавливаются специально для поставки предприятиям, производящим компрессорные ингаляторы, наряду с другими аксессуарами (масками, загубниками, трубками и т.д.). Ведущие производители компрессорных ингаляторов, тем не менее, предпочитают разрабатывать и производить распылительные камеры самостоятельно, вследствие того, что потребительские свойства ингалятора в значительной мере определяются конструкцией распылительной камеры. Одной из главных характеристик распылительной камеры является диапазон размеров основной массы частиц образуемого аэрозоля, т.к. от диаметра частиц зависит, прежде всего, эффективность воздействия лекарственного аэрозоля на различные дыхательные отделы дыхательных путей. Чем меньше размер частиц, тем глубже они могут проникать в дыхательные пути. Уже говорилось о том, что одним из способов изменения размера частиц является выбор диаметра сопла в распылительной камере. В некоторых конструкциях используются сменные вставки с разным диаметром сопла. Другой способ - применение сменных крышек на распылительной камере. При открытой крышке обеспечивается больший приток воздуха в камеру, что влечет за собой увеличение размера частиц. При закрытой крышке приток наружного воздуха резко снижается и размер частиц уменьшается. Правда при этом снижается и производительность ингалятора, т.е. уменьшается общее количество лекарственного препарата, поступающее к пациенту в единицу времени. Конструкции распылительных камер являются, как правило, разборными. Это сделано для того, чтобы обеспечить возможность стерилизации и дезинфекции отдельных элементов камеры. В. Дополнительные принадлежности ингаляторов. Каждый индивидуальный ингалятор, ультразвуковой или компрессорный, в своем составе содержит несколько принадлежностей (аксессуаров). Предназначены они для облегчения обслуживания, в частности, дезинфекции и стерилизации (например, сменные загубники), и для удобства проведения и повышения эффективности процедуры (например, маски, трубки и т.д.). Ниже представлен типовой набор принадлежностей, используемых при работе с ингаляторами. Назначение каждого из них, как правило, достаточно хорошо известно, однако следует напомнить о некоторых особенностях применения этих принадлежностей. Загубник (мундштук) служит для ингаляции через рот и обычно делается из материалов, которые легко переносят дезинфекцию и горячую стерилизацию. В медицинском учреждении количество сменных загубников (мундштуков), прилагаемых к каждому ингалятору может быть достаточно большим, в то время как для домашнего использования достаточно иметь всего несколько загубников - например, по количеству членов семьи.
Тройник - элемент, используемый для того, чтобы по возможности исключить попадание в распылительную камеру продуктов выдоха пациента, что особенно актуально при наличии у пациента инфекционного заболевания. Кроме того, тройник может, если это необходимо, обеспечивать дополнительный приток наружного воздуха при вдохе с целью уменьшения концентрации лекарственного аэрозоля. С целью выполнения указанных функций тройник оснащается одним или двумя клапанами и заглушками с разными диаметрами отверстий для притока наружного воздуха. Иногда конструктивно тройник объединен с загубником.
Насадки для носа служат для ингаляции через нос и поэтому имеют раздвоенный выход. Насадки имеют разные геометрические размеры для различных пациентов, в частности, для взрослых и детей.
Маски используются для ингаляции, как через нос, так и через рот, а также попеременного вдоха сначала через рот, потом через нос. В ряде случаев использование масок является единственным способом обеспечить ингаляционную процедуру, например, для лечения детей или тяжелобольных. Маски имеют различный размер для взрослых и детей. Обычно маски снабжены специальной резинкой для укрепления на голове пациента.
Трубки вставляются между распылительной камерой и загубником (или маской, тройником, насадкой) в тех случаях, когда пациент по какой-либо причине не может располагаться близко к распылительной камере. Удлинительные трубки являются обязательной принадлежностью стационарных ингаляторов, но иногда используются и в индивидуальных ингаляторах, как правило, ультразвуковых при проведении ингаляционных процедур у лежачих больных. Для того, чтобы обеспечить изгиб под любым углом трубки делаются гофрированными. Дополнительно могут использоваться специальные трубки для подогрева аэрозоля - внутри или снаружи таких трубок находятся специальные нагревательные элементы.
Воздушный фильтр используется для очистки наружного воздуха, поступающего в распылительную камеру. Иногда воздушные фильтры устанавливаются после выпускного клапана с целью очистки выдыхаемого пациентом воздуха.
Чашка для лекарств применяется в ультразвуковых ингаляторах и служит для дозирования лекарственного препарата. Кроме того, чашка дает возможность исключить контакт между лекарственным препаратом и поверхностью пьезоэлемента, что увеличивает срок службы ингалятора.
Все перечисленные принадлежности: тройники, насадки для носа, маски, трубки, воздушные фильтры и чашки для лекарств, обязательно изготавливаются из материалов, которые являются нетоксичными, могут подвергаться дезинфекции и стерилизации, а также нейтральны при контакте с лекарственными препаратами. Следует помнить о том, что применение тех или иных принадлежностей влечет за собой изменение характеристик аэрозоля, причем иногда значительное, а также влияет на методику ингаляционной процедуры. Так, использование тройников и масок изменяет концентрацию аэрозоля в смеси с воздухом по сравнению с загубником и влияет на относительные размеры основной массы частиц аэрозоля, поступающих к пациенту. Вообще, любое удлинение пути аэрозоля от распылительной камеры до пациента приводит к уменьшению среднего размера частиц и снижению концентрации аэрозоля вследствие того, что частицы более крупного размера и, следовательно, более тяжелые, оседают на стенках тех элементов, через которые аэрозоль поступает к пациенту. Особенно сильно меняются характеристики аэрозоля при использовании гофрированных трубок, на стенках которых оседает очень большое количество частиц. Принадлежности, входящие в комплект ингалятора или приобретаемые дополнительно, должны без затруднений соединяться друг с другом, что обеспечивается стандартизацией размеров сочленяемых частей. Все многообразие принадлежностей выпускается специализированными фирмами, у которых можно приобретать эти элементы в необходимом количестве. В Россию указанные принадлежности поставляются рядом отечественных и зарубежных фирм, зарегистрировавших свои изделия в Минздраве России и получивших соответствующие российские сертификаты. Основные параметры, характеризующие эффективность ингаляторов. Требования к ингаляторам различаются в зависимости от того, в каких условиях и для лечения каких заболеваний применяются ингаляторы. Этим требованием должен отвечать определенных набор характеристик ингалятора. Перечислим важнейшие из них. Размеры частиц аэрозоля. Диапазон, в котором находятся размеры основной массы частиц аэрозоля, является одной из основных характеристик, определяющих воздействие аэрозоля на те или иные отделы дыхательных путей. Эффективность ингаляционной процедуры в значительной мере зависит от возможностей ингалятора создавать аэрозоль в том диапазоне размеров частиц, который необходим для воздействия на нужный отдел дыхательных путей. В предыдущих разделах говорилось о том, что в ингаляторах имеется принципиальная возможность создания аэрозоля в различных диапазонах размеров частиц. Наиболее полно характеризовать размеры частиц аэрозоля, создаваемого ингалятором, можно с помощью распределения массы частиц в зависимости от их диаметра. Существует два способа представления этого распределения: интегральное распределение по массе (cumulative mass distribution) и дифференциальное распределение по массе (mass distribution). На Рис.7 в качестве примера показаны оба вида распределения, характеризующие размеры частиц ультразвуковых и компрессорных ингаляторов. По горизонтальной оси откладывается в логарифмическом масштабе размер частиц (в микронах). По вертикальной оси откладывается в процентах (от 0 до 100 %) суммарная масса частиц аэрозоля с размером, не превышающим определенную величину, указанную на горизонтальной оси. Кривая интегрального распределения позволяет для любой величины частиц оценить в процентах относительную массу частиц с размерами менее этой величины. Например, из графика на Рис.7а следует, что для ультразвукового ингалятора Ингпорт (ИзоМед, Россия) масса частиц с диаметром менее 1 мкм составляет около 3% от общей массы частиц аэрозоля, менее 2 мкм - 15%, Известно, что частицы с размером менее 1 мкм практически не оседают на слизистой оболочке и выходят из дыхательных путей с выдохом. Пользуясь интегральным распределением можно определить, например, что масса частиц с размерами в диапазоне от 1 мкм до 5 мкм составляет (70-3)=67% от общей массы частиц аэрозоля. Характеристика, определяющая процент частиц с размерами в определенном интервале, часто приводится в рекламных материалах к ингаляторам.
На Рис.7б изображен график интегрального распределения для компрессорного ингалятора Пари Бой (фирма PARI, Германия). На графике видно, что суммарная масса частиц с размерами менее 5 мкм составляет 60 % от общей массы. Часто в качестве характеристики ингалятора дается средний размер частиц или так называемый масс-медианный размер (MMD - mass median diameter or MMAD - mass median aerodynamic diameter). Это размер частиц, соответствующий значению 50% на кривой интегрального распределения по массе. Средний размер частиц для распределения, показанного на Рис.7а составляет 3,6 мкм, а для Рис.7б - 4,3 мкм. Средний или масс-медианный размер позволяет определить, возле какой величины в основном находятся размеры частиц аэрозоля. Очевидно, что средний размер не дает полной информации о диапазоне изменения размеров частиц. Дифференциальное распределение по массе может быть получено путем дифференцирования интегрального распределения и строится обычно на том же графике, где по горизонтали откладывается размер частиц (Рис.7). По вертикальной оси указывается некий параметр, определяющий относительную величину (по массе) частиц данного размера. Чем больше масса частиц определенного размера по отношению к остальной массе частиц, тем выше ступенька гистограммы, изображающей дифференциальное распределение. Дифференциальное распределение интересно тем, что очень наглядно представляет в каком диапазоне размеров сосредоточена основная масса частиц (Рис.7). Часто вместо термина дифференциальное распределение используют понятие масс-спектрального распределения или просто спектра частиц. Когда говорят, что спектр частиц сосредоточен в интервале от 1 до 10 мкм, это значит, что основная масса частиц имеет размеры от 1 до 10 мкм. Для характеристики размеров частиц некоторые авторы [1,7] применяют такие определения аэрозолей, как высокодисперсные (с диаметром частиц от 0,5 до 5 мкм), среднедисперсные (от 5 до 25 мкм) и низкодисперсные (от 25 до 100 мкм). Следует иметь ввиду, что на размеры частиц оказывают существенное влияние такие характеристики лекарственного раствора, как коэффициент поверхностного натяжения и вязкость: чем они больше, тем больше размер частиц и тем ниже производительность. Лекарственные препараты, обладающие в виде растворов различными поверхностно-активными свойствами, образуют аэрозоли с различной степенью ширины спектра размера частиц. Применение и добавление веществ с высокой поверхностной активностью уменьшает ширину спектра, что делает аэрозоль более монодисперсным и поэтому улучшает его терапевтические свойства [10]. Измерение интегрального и дифференциального распределения размеров частиц аэрозоля является непростой технической задачей. Наиболее распространен метод измерения с применением лазерных установок типа Malvern Master Sizer X или API Aerozosizer Mach.2. Для того, чтобы обеспечить сопоставимость экспериментальных результатов, измерения проводятся c залитым в ингалятор водным раствором NaCl определенной концентрации при фиксированной температуре и влажности окружающей среды. Производительность ингалятора. Производительность ингалятора определяется количеством лекарственного препарата, которое преобразуется в аэрозоль и выходит из распылительной камеры за определенный интервал времени. Производительность оценивается в миллилитрах в минуту (мл/мин) или в миллиграммах в минуту (мг/мин). Измерение производительности производится следующим образом. В распылительную камеру или чашку для лекарств заливается известное количество раствора, после чего ингалятор включается и, по прошествии фиксированного времени, выключается. Оставшееся после процедуры количество раствора в камере или чашке измеряется, и разность между начальным количеством и оставшимся делится на время процедуры. Производительность может требоваться различной в зависимости от типа процедуры. Так для лечения верхних дыхательных путей полезно иметь более высокую производительность. Для ребенка необходимо снижать производительность, т.к. по сравнению со взрослыми у него гораздо меньше способность вдохнуть весь объем поступающего к нему аэрозоля. Производительность характеризует потенциальные возможности ингалятора, что важно для того, чтобы оценить количество лекарственного препарата, которое может быть доставлено пациенту в виде аэрозоля. Перемножив значение производительности на время процедуры, можно приблизительно оценить это количество. Приблизительность оценки обусловлена потерями аэрозоля во время процедуры ингаляции. Более подробно этот вопрос рассматривается ниже. В различных моделях ингаляторов производительность находится в пределах от 0,2 до 2 мл/мин и в некоторых случаях может регулироваться. Обычно указывается максимальная производительность ингалятора. Производительность ультразвуковых ингаляторов может быть выше, чем компрессорных, что имеет значение в случаях, когда необходимо воздействовать на верхние отделы дыхательных путей. Физические свойства лекарственного препарата могут влиять на производительность, так для более вязких препаратов производительность снижается.
Дозирование и потери лекарственных средств. Оптимальный эффект аэрозольтерапии достигается при корректном выборе дозы лекарственного вещества. При использовании ингаляторов очень важно иметь возможность достаточно точно дозировать количество лекарственного препарата, который преобразуется в аэрозоль и подается пациенту в течение одной процедуры. В ультразвуковых ингаляторах для дозирования применяются специальные чашки для лекарств, помещаемые в распылительную камеру, содержащую водную среду. В чашку с помощью мерной мензурки, шприца или пузырька заливается требуемая доза лекарственного препарата. Иногда чашка имеет мерные деления, что облегчает дозирование лекарства. В компрессорных ингаляторах лекарственный препарат заливается в распылительную камеру (небулайзер), на боковую поверхность которой также могут быть нанесены мерные деления. При дозировании лекарственного препарата необходимо обязательно иметь в виду, что в процессе ингаляционной процедуры далеко не весь лекарственный раствор попадает в дыхательные пути пациента в виде аэрозоля. Во-первых, часть лекарственного препарата остается в конце процедуры на дне чашечки для лекарств, если речь идет об ультразвуковых ингаляторах, или на дне небулайзера в случае компрессорных ингаляторов. Этот остаток в ультразвуковых ингаляторах может составлять 0,5-1,5 мл в зависимости от модели ингалятора. В компрессорных ингаляторах остаток в небулайзере, как правило, меньше: 0,3-0,5 мл. Во-вторых, часть лекарственного препарата в виде капелек осаждается на стенках чашечек, распылительной камеры, мундштука (загубника) и маски, т.е. по всему пути следования аэрозоля ко рту или к носу пациента. Этот остаток лекарственного препарата может быть различным в зависимости от конструкции распылительной камеры и подсоединяемых к ней принадлежностей, а также в зависимости от свойств лекарственного препарата, в частности, от его способности к смачиванию поверхности камеры, мундштука и т.д. Особенно возрастает остаток при использовании гофрированных трубок, соединяющих распылительную камеру с мундштуком или маской. При этом очень трудно обеспечить приемлемую точность дозирования. В общем случае можно говорить о том, что объем остатка вследствие осаждения лекарственного препарата на стенках может быть порядка 0,51 мм в отсутствие трубки и резко возрастать при использовании гофрированной трубки. Таким образом, суммарный остаточный объем (dead volume) из-за указанных двух причин может составлять 0,8-2,5 мл и более. К сожалению, остаточный объем не всегда можно корректно оценить, чтобы учесть его при дозировании. В-третьих, на точность дозирования могут существенно влиять потери аэрозоля вследствие того, что на фазе выдоха аэрозоль не поступает к пациенту. Большинство ингаляторов, как ультразвуковых, так и компрессорных создает аэрозоль непрерывно вне зависимости от фаз дыхания пациента - вдоха или выдоха. Естественно, при этом возрастает излишний расход лекарственных средств, а также затрудняется точная дозировка лекарства в процессе процедуры. Существует несколько способов решения этой проблемы. Самый простой из них используется в некоторых ультразвуковых ингаляторах, создающих аэрозоль, который остается в распылительной камере до тех пор, пока пациент не начинает вдох, вытягивая аэрозоль через мундштук за счет разрежения, создаваемого при вдохе (см. Рис.1). Этот способ не всегда может быть использован, особенно в случаях затрудненного дыхания. Кроме того, при выдохе, если мундштук при этом остается во рту пациента, часть аэрозоля может выдуваться из распылительной камеры и безвозвратно теряться. Другой, более предпочтительный способ - прекращение производства или подачи аэрозоля во время фазы выдоха и включение на фазе вдоха. Среди ультразвуковых ингаляторов такой способ используется в отечественных моделях «Муссон», где прекращение подачи аэрозоля осуществляется перекрытием пальцем отверстия в верхней части распылительной камеры. В более совершенном отечественном ультразвуковом ингаляторе «Ингпорт» управление подачей аэрозоля осуществляется электронным способом - с помощью специальной кнопки. В некоторых компрессорных ингаляторах применяются небулайзеры, которые сконструированы таким образом, что при выдохе частично блокируется выход аэрозоля, и его потери снижаются, хотя и не исключаются полностью. В ряде компрессорных ингаляторов управление подачей аэрозоля осуществляется пальцем (см. Рис.5) путем перекрытия отверстия в канале поступления сжатого воздуха. В ряде моделей компрессорных ингаляторов управление производством аэрозоля осуществляется с помощью специального клапана, открывающего или перекрывающего подачу сжатого воздуха от компрессора в распылительную камеру. Такой способ используется в компрессорных ингаляторах Пари Мастер и Пари Бой. Еще более совершенный, хотя и значительно более дорогой способ, предполагает управление подачей аэрозоля с помощью вдоха и выдоха, когда чувствительные датчики реагируют на уровень давления, меняющийся во время вдоха или выдоха, и включают или, наоборот, выключают подачу или производство аэрозоля. В-четвертых, на точность дозирования в существенной мере влияет то, что часть аэрозоля не усваивается пациентом при вдохе, т. к. не все частицы аэрозоля остаются в организме пациента, а часть из них выводится из дыхательных путей при выдохе. В основном, это относится к аэрозольным частицам малого размера - 1 мкм и менее. Частицы большего размера также могут выходить из дыхательных путей на выдохе, хотя и в меньшей мере. Потери на выдохе можно уменьшить, хотя и не исключить полностью, если после вдоха на секунду или две задерживать выдох. Естественно, что при необходимости аэрозольтерапии верхних дыхательных путей, в частности ротоглотки, частицы аэрозоля малого размера (например, менее 5 мкм), в основном, проникают в более глубокие отделы дыхательных путей и не только увеличивают потери лекарственного препарата, но могут оказывать нежелательное воздействие на нижние дыхательные пути. По этой причине для лечения ротоглотки следует выбирать ингалятор со спектром частиц, смещенным в сторону большего их размера, например, в диапазоне равном 7-10 мкм. При воздействии на носоглотку этот спектр должен быть смещен в сторону меньших значений - 37 мкм. На основании специально проведенных экспериментальных исследований показано, что в различных моделях ультразвуковых и компрессорных ингаляторов количество лекарственного препарата, которое при вдохе попадает в дыхательные пути, может составлять 20-60% от общего количества преобразуемого в аэрозоль препарата. Большая часть из оставшихся 80%-40% просто теряется, попадая в окружающую среду, а меньшая - не усваивается пациентом. У ингаляторов с непрерывной подачей аэрозоля полезный выход составляет не более 25-30%. Лучшие результаты (4060% аэрозоля поступают к пациенту) достигаются при использовании ингаляторов, в которых подача аэрозоля обеспечивается только на фазе вдоха. Приведенные показатели характеризуют краткосрочный режим работы ингаляторов. В случае продолжительной работы, когда процедура длится до тех пор, пока ингалятор способен производить аэрозоль, показатели, характеризующие процент усваиваемого количества лекарственного аэрозоля относительно общего количества залитого лекарственного раствора, уменьшаются по сравнению с вышеприведенными вследствие наличия остатка в распылительной камере и других частях ингалятора, обеспечивающих подачу аэрозоля к пациенту. Приведенные выше оценки эффективности усвоения лекарственного препарата при ингаляции можно считать в достаточной мере оптимистичными. В реальных ситуациях на дозировку оказывают влияние не только характеристики ингалятора и методика процедуры, но и анатомические особенности дыхательных путей, в частности, ширина их просвета и свойства лекарственной субстанции. По некоторым данным, при лечении легочных заболеваний только 5-30% лекарственного препарата осаждается в виде аэрозоля и определяет лечебный эффект. При оценке эффективности аэрозольтерапии необходимо учесть возможность передозировки и развитие побочных действий. Для уменьшения нежелательных последствий следует обеспечить по возможности правильный выбор начальной дозы и применять ингаляторы, обеспечивающие спектр размеров частиц, соответствующий наилучшему усвоению именно теми отделами дыхательных путей, для лечения которых он предназначен. Для того, чтобы уменьшить потери дорогого лекарственного препарата, а также для того, чтобы в какой-то мере контролировать дозировку аэрозоля, необходимо учитывать следующие рекомендации. 1. Следует применять ингаляторы, в которых подача аэрозоля обеспечивается только на фазе вдоха пациента. 2. Ингалятор должен обеспечивать по возможности преимущественный состав тех частиц аэрозоля, размеры которых соответствуют тем отделам дыхательных путей, для которых предназначена процедура. Это определит выбор модели или режима работы ингалятора и необходимость применять специальные колпачки, насадки и т.д. 3. Путь аэрозоля от распылительной камеры к дыхательным путям пациента должен быть по возможности коротким, например, не следует применять удлинительные трубки, особенно гофрированные. Надо иметь в виду, что даже при соблюдении перечисленных выше рекомендаций все равно в лучшем случае количество усваиваемого в виде аэрозоля лекарственного препарата не превышает 40-60% от залитого в камеру. Говоря о дозировании, следует отметить, что практически единственным способом корректного назначения дозировки аэрозоля является оценка физиологической функциональной реакции и степени облегчения клинических симптомов. Для быстродействующих препаратов (например, beta2 - адреностимуляторов) это не представляет особых затруднений. Наибольшие трудности возникают при назначении средств более длительного терапевтического действия (например, кортикостероидов) . Прочие характеристики ингаляторов. Размеры частиц аэрозоля и производительность являются важнейшими параметрами для ингаляторов. Кроме них имеется большой набор характеристик, которые в совокупности определяют потребительские свойства ингаляторов. Вес ингалятора важен в тех случаях, когда индивидуальный ингалятор должен переноситься от пациента к пациенту или предназначен для поездок и путешествий. В этом случае вес должен быть по возможности меньше. Вес индивидуальных ингаляторов обычно не превышает 5 кг, портативные модели, как правило, весят не более 1 кг. Возможность автономного питания является существенной для портативных ингаляторов, которые предполагается брать с собой в поездки. Такие портативные модели могут питаться не только напряжением от сети, но и от автомобильного аккумулятора, а также от блока батареек или компактных аккумуляторов. Управление подачей аэрозоля - очень важная функция, т.к. позволяет резко сократить потери аэрозоля на фазе выдоха. Подробно об этой функции говорилось выше. Подогрев аэрозоля повышает комфортность проведения ингаляционной процедуры и принципиально необходим для пациентов с сильной бронхоидальной анафилаксией (повышенной чувствительностью) к холодовым раздражителям. Определенное влияние на характеристики аэрозоля оказывает температура лекарственного раствора, помещаемого в распылительную камеру. При повышении температуры увеличивается производительность ингалятора и уменьшаются размеры основной массы частиц. Это происходит за счет уменьшения коэффициента поверхностного натяжения в лекарственном растворе. По этой причине, заливая в ингалятор подогретый до 30-40 град. С лекарственный раствор или обеспечивая его подогрев до указанной температуры, можно повлиять на спектр частиц и одновременно получить теплый аэрозоль. В компрессорных ингаляторах при распылении лекарственных препаратов происходит некоторое охлаждение образуемого аэрозоля за счет дроссельного эффекта при расширении сжатого воздуха в сопле распылителя. Поэтому для пациентов, чувствительных к холодовым раздражителям, желательно использовать компрессорные ингаляторы, оснащенные устройством подогрева аэрозоля. Подогрев аэрозоля в компрессорных ингаляторах, а также в некоторых ультразвуковых ингаляторах, обеспечивается с помощью специальных нагревательных элементов, устанавливаемых на выходе загубника или на трубке, соединяющей распылительную камеру с загубником (маской). Такой способ подогрева имеет недостаток, связанный с невозможностью стерилизации и трудностью дезинфекции трубки с подогревом. Подогрев лекарственного раствора, реализуемый в ультразвуковых ингаляторах (например, в отечественном ингаляторе ``Ингпорт''), лишен этого недостатка. Уровень шума, создаваемого ингалятором, относится к параметрам, которые влияют на удобство и комфортность работы с ингалятором во время процедуры. Наибольший шум создают компрессорные ингаляторы, у некоторых из них уровень шума достигает 62 дБ относительно порога чувствительности человеческого уха, что делает ингаляционную процедуру не очень приятной. Приемлемым можно считать уровень шума не более 55 дБ, хотя и он может мешать окружающим в тех случаях, когда ингалятор используется в домашних условиях. Уровень шума в ультразвуковых ингаляторах со встроенным вентилятором существенно меньше, чем у самого ``тихого'' компрессорного ингалятора. В ультразвуковых ингаляторах, не использующих вентилятор, шум практически отсутствует. Гарантийный срок службы определяет надежность ингалятора и для большинства ингаляторов составляет порядка 1 - 2-х лет. Только для некоторых моделей он может достигать 5-ти лет. При правильной эксплуатации срок службы ингалятора во много раз превышает установленный гарантийный срок. В медицинских учреждениях желательно использовать ингаляторы с наибольшим по возможности сроком службы. Безопасность для пациента и обсуживающего персонала гарантируется изготовителем ингаляторов, хотя необходимо учесть, что работа с аэрозолем и токопроводящим раствором, капли которого могут попадать на провода питания и корпус ингалятора требует особой осторожности. Помимо перечисленных характеристик для пользователя имеют значение дизайн, удобство подготовки ингалятора к работе и простота обслуживания, включая дезинфекцию и стерилизацию отдельных частей ингалятора, способность работы без перерыва достаточно продолжительное время, наличие таймера, устанавливающего продолжительность процедуры, а также (в ультразвуковых ингаляторах) устройства защиты или сигнализации в случае отсутствия лекарственного раствора в ингаляторе. Такие устройства позволяют исключить возможность выхода ингалятора из строя, если пользователь не залил в ингалятор жидкость. Влияние процессов образования аэрозоля на его лекарственные свойства. Выше говорилось о том, что лекарственный препарат в виде аэрозоля наилучшим образом может быть доставлен к тем отделам дыхательных путей, для лечения которых он предназначен, а его мелкодисперсная структура обеспечивает высокую эффективность лечения. Однако при этом следует иметь ввиду, что получение аэрозоля связано с механическими воздействиями на лекарственный раствор, в результате чего могут происходить изменения свойств лекарственного препарата. К сожалению, экспериментальные исследования стабильности лекарственных веществ в процессе образования аэрозоля тем или иным методом проводились в очень ограниченных объемах. В большей мере известны результаты изучения процессов возникновения кавитации под действием ультразвука [8,9,10] и исследования ультразвукового метода создания аэрозолей [4]. В общем виде эти результаты можно изложить следующим образом. В ультразвуковых ингаляторах в лекарственном растворе распространяются механические высокочастотные колебания в области концентрации ультразвуковой энергии. Существует две теории, которые пытаются объяснить причины возникновения аэрозоля [4]. Согласно первой из них в пределах ультразвукового луча на границе жидкость - воздух появляется фонтанчик, в котором происходят кавитационные процессы, вызывающие образование вокруг фонтанчика мелких частиц аэрозоля. Согласно другой теории, называемой волновой, аэрозоль образуется в результате отрыва тонких капиллярообразных гребней стоячих волн, возникающих на поверхности ультразвукового фонтанчика. Волновая теория, по нашему мнению, больше соответствует действительности, т.к. объясняет экспериментально подтвержденный эффект уменьшения размера частиц аэрозоля с повышением частоты ультразвуковых колебаний. Образование аэрозоля в компрессорных ингаляторах сопровождается высокочастотными пульсациями жидкого лекарственного препарата, вытекающего возле сопла под действием разрежения, создаваемого при выходе из сопла сжатого воздуха. В струе жидкого препарата начинают развиваться неустойчивые колебания с возрастающей амплитудой, приводящие к распаду струи. Процесс ускоряется вследствие дополнительных возмущений, создаваемых вследствие разности скоростей жидкости и сжатого воздуха. Дополнительное воздействие на препарат в компрессорных ингаляторах связано с тем, что на выходе струи жидкости стоит отбойник (сепаратор), о который ударяются частицы жидкости, разбиваясь на более мелкие фракции. На основе общих физических соображений можно считать, что механическая работа по преодолению сил внутреннего сцепления частиц лекарственного препарата при создании аэрозоля должна быть примерно одна и та же в ультразвуковых и компрессорных ингаляторах. Поэтому можно ожидать, что должна быть схожесть результатов воздействия на лекарственное вещество механической энергии ультразвуковой волны в ультразвуковых ингаляторах и энергии воздушной струи в компрессорном ингаляторе. При высоких уровнях интенсивности ультразвука (более 12 Вт/кв.см) или при других механических возмущениях [10] через определенное время некоторые лекарственные препараты могут изменять свои свойства. Основной причиной этого является развитие кавитационных процессов - переход от стабильной кавитации к коллапсирующей кавитации. При стабильной кавитации происходит образование и рост пузырьков вследствие выделения из жидкости растворенных в ней газов. Стабильная кавитация не оказывает влияния на характеристики лекарственного препарата. С увеличением времени воздействия ультразвуковых волн высокой интенсивности или других периодически действующих механических возмущений пузырьки могут достигать размеров, при которых начинаются резонансные колебания с постепенно возрастающей амплитудой колебаний. В результате может происходить схлопывание этих пузырьков, сопровождающееся выделением в малом объеме возле пузырька большой удельной энергии, что может повлиять на химический состав лекарственного препарата. Известно, что различного рода механические воздействия, например, вальцевание, дробление, измельчение, ударное диспергирование, а также ультразвуковое облучение, используются при производстве фармпрепаратов. Ультразвуковое облучение, в частности, применяется для ускорения растворения лекарственных веществ, для ускоренного экстрагирования лекарственного растительного и животного сырья, для получения эмульсий и суспензий, акустической сушки и т.д. [10]. Так что накоплен определенный опыт, позволяющий оценить стабильность лекарственных препаратов в процессе их обработки и изготовления с использованием ультразвука. Этот опыт подтверждает вышеупомянутые результаты исследований, в том числе и тот факт, что нежелательное влияние на лекарственные препараты может проявляться только при определенной продолжительности воздействия ультразвука большой интенсивности. Возможный процесс изменения свойств лекарственных веществ может быть приостановлен или существенно замедлен в случае добавления стабилизаторов, антиоксидантов, консервантов, т.е. веществ, которые принимают на себя основное воздействие ультразвука, обеспечивающего создание аэрозоля [10]. Все сказанное может в какой-то мере относиться и к компрессорным ингаляторам. Известно, что в компрессорных ингаляторах [4], в конструкции которых используется отбойник (сепаратор) на выходе сопла, увеличивается со временем концентрация лекарственного вещества в растворе. Это объясняется тем, что частицы лекарственного раствора, состоящие из растворителя и растворенного вещества, ударяются о сепаратор и происходит частичное испарение летучей фракции, т.е. растворителя (например, воды или спирта). Осевшие на сепараторе частицы с обедненным содержанием растворителя возвращаются в распыливаемый раствор, обогащая его нелетучей фракцией, т.е. растворенным веществом. Это затрудняет дозирование при ингаляционной процедуре. Представляется не очень объяснимым тот факт, что, несмотря на широкое применение ингаляционной терапии, отсутствуют достоверные экспериментальные данные о влиянии работы ультразвуковых и компрессорных ингаляторов на химические характеристики используемых в аэрозольтерапии лекарственных препаратов. Известны только разрозненные сведения об исследованиях влияния ультразвуковых колебаний различной интенсивности и частоты на некоторые препараты [9,10]. Эти данные свидетельствуют о том, что воздействие на них ультразвука большой интенсивности приводит к различным результатам: некоторые теряют свои лекарственные свойства, другие не меняют своих свойств, а у третьих (например, антибиотиков) лечебный эффект может даже усиливаться [10]. Интенсивность механических воздействий на лекарственные препараты в индивидуальных ультразвуковых и компрессорных ингаляторах обычно меньше, чем интенсивности, которые используются в фармацевтической промышленности. К тому же интенсивному механическому воздействию в ингаляторах подвергается только малая часть всего объема лекарственного препарата. В ультразвуковом ингаляторе она ограничена фокусной зоной ультразвукового луча, а в компрессорном ингаляторе малой областью возле сопла. Если в этих областях и происходит кавитация, то она имеет очень кратковременное влияние на вещество, т.к. именно здесь происходит быстрое превращение раствора в аэрозоль, частицы которого тут же выходят из зоны влияние механических возмущений. По этим причинам не исключено, что опасность химических изменений лекарственных препаратов в ингаляторах преувеличена. В какой-то мере это подтверждается клинической практикой, т.к. насколько нам известно, не выявлено отрицательных последствий аэрозольтерапии, которые могли быть объяснены химическим изменениями лекарственного вещества. Тем не менее, по нашему мнению, необходимо провести целый ряд экспериментальных исследований по оценке влияния работы ультразвуковых и компрессорных ингаляторов на характеристики лекарственных препаратов. Подводя итоги, можно дать следующие рекомендации по проведению аэрозольтерапии в тех случаях, когда необходимо исключить или уменьшить возможное влияние процессов образования аэрозоля на его лекарственные свойства. 1. Следует отдавать предпочтение тем моделям ингаляторов, в которых имеется управление включением процесса образования аэрозоля на фазе вдоха и отключением на фазе выдоха. Кратковременно-непрерывная работа ингалятора уменьшает риск нежелательных воздействий на препарат. 2. Опасность возникновения химических изменений возрастает с увеличением интенсивности механических воздействий. По этой причине индивидуальные ингаляторы, обычно имеющие малую интенсивность, предпочтительнее больших стационарных ингаляторов, в которых уровень интенсивности (например, ультразвука) и объем лекарственного препарата, подвергаемый воздействию, как правило, больше. 3. Целесообразно заливать в чашку для лекарств или в распылительную камеру ровно такое количество лекарственного препарата, которое необходимо для проведения одной лечебной процедуры (с учетом возможных потерь лекарственного вещества, о чем говорилось выше). Остаток препарата повторно в камере лучше не использовать. 4. Изменение химического состава часто сопровождается изменением цвета лекарственного препарата. Если при проведении процедуры будет замечено хотя бы незначительное изменение цвета лекарственного раствора, процедуру следует прекратить. 5. Для устранения или замедления процесса изменения химического состава необходимо добавлять в лекарственный раствор стабилизаторы, антиоксиданты или консерванты. Экспериментальные исследования работы индивидуальных ингаляторов. Как уже говорилось, продолжительная клиническая практика применения индивидуальных ингаляторов подтвердила их высокую лечебную эффективность. Тем не менее продолжаются исследования методик применения ингаляторов, выбор оптимальных режимов ингаляции и определение правильности дозирования различных лекарственных веществ. В последнее время по инициативе предприятия "ИзоМед" были проведены исследования работы некоторых моделей индивидуальных ингаляторов. Цель этих исследований была не только оценка эффективности ингаляторов, но и сравнение характеристик компрессорных и ультразвуковых ингаляторов, а также анализ влияния процесса образования аэрозоля в ингаляторах на химический состав лекарственного вещества. Оценка клинической эффективности ингаляторов проводилась под руководством А.Н. Цой в Московской медицинской академии им. Сеченова на базе ГКБ N 23 (г. Москва) (см. отчет по результатам исследования [12]). Эффективность ингаляции оценивалась по данным спирометрии (оценка величины ОФВ1) до начала процедуры и спустя 20 минут после ингаляции. Параметры функции внешнего дыхания оценивались с помощью спирографа фирмы "JAEGER" . Кроме того, фиксировались гемодинамические показатели (ЧСС, АД) и нежелательные эффекты. Пациентам была предложена анкета, в которой они оценивали мнение об удобстве пользования ингалятором и возникновении нежелательных явлений. Показано, что эффективность терапии с помощью ультразвукового ингалятора "ИНГпорт" не уступает компрессорному ингалятору: показатели ОФВ1 у больных увеличивались до статистически не отличающихся значений. Отмечены преимущества ультразвукового ингалятора: бесшумность работы, дозирование аэрозоля и простое регулирование производительности. Обращено внимание на некоторые недостатки: хрупкие чашечки для лекарств и несколько больший остаточный объем лекарства. Результаты исследований позволяет рекомендовать использование ультразвукового ингалятора "ИНГпорт" для лечения обострения бронхиальной астмы бронхолитиками как в амбулаторных, так и стационарных условиях. Исследования по сравнению физико-технических характеристик ультразвукового и компрессорного ингаляторов, а также анализ влияния процесса получения аэрозоля на химический состав лекарственного вещества проводились под руководством академика А.Г. Чучалина в НИИ пульмонологии МЗ РФ, ФГУП ГНЦ БАВ и ФГУП ГНЦ ГосНИИ БП в г. Москве [13]. В результате исследований определялись следующие характеристики ультразвукового ингалятора"ИНГпорт" производства российской фирмы "ИзоМед" и компрессорного ингалятора "Пари-турбобой" производства фирмы "ПАРИ" (Германия): - величина выходящей из ингаляторов дозы препарата; - средняя массовая интенсивность распыления; - масс-спектральное распределение частиц по размерам; - величина респирабельной фракции препарата, т.е. процент от общей массы препарата, определяющий его количество, поступающее пациенту. Распределение частиц по размеру на выходе ингаляторов определялось с помощью аэродинамического измерителя APS-3300. Величина респирабельной фракции аэрозоля измерялась с помощью пробоотборника ПВ-20 и микроциклона при работе ингаляторов с 0,1% раствором препарата сальбутамола сульфата. После отбора проб проводился анализ лекарственного препарата для уточнения его химического состава с целью определения возможности влияния процесса образования аэрозоля на лекарственный препарат. Анализ осуществлялся стандартизованными методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Результаты исследований показали следующее. Распределение частиц аэрозоля по размерам на выходе ингаляторов "ИНГпорт" и "Пари-турбобой" отличаются незначительно - не более, чем на 12% по величине среднего размера частиц (величине масс-медианного диаметра). Величина респирабельной фракции на выходе ингалятора "ИНГпорт" составила около 60%, на выходе ингалятора "Пари-турбобой" - около 68%, различие также не превышает 12%. Влияния процесса образования аэрозоля на молекулярную структуру 0,1% раствора лекарственного препарата сальбутамола сульфата при работе ингаляторов "ИНГпорт" и "Пари-турбобой" не обнаружено: химический состав препарата не изменился. Эффективность ингаляционных аппаратов: распространенные заблуждения. Разнообразие моделей аппаратов для ингаляционной терапии очень велико и зачастую пользователю трудно определиться в выборе модели, которая наилучшим образом отвечала бы предъявляемым требованиям. Самым разумным было бы обратиться к медицинским специалистам за рекомендациями. Но иногда эти рекомендации основаны на информации не очень правильной или субъективной. Некорректные мнения приходится слышать столь часто, что можно говорить о распространенных заблуждениях. 1. Утверждается, что ультразвуковые ингаляторы создают аэрозоль с размерами частиц большими, чем размеры частиц аэрозоля в компрессорных ингаляторах. По этой причине ультразвуковые ингаляторы рекомендуется применять для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, а для воздействия на средние и глубинные отделы дыхательных путей полагают целесообразным использовать компрессорные ингаляторы [14]. Указанное утверждение не соответствует действительности. Уже говорилось, что нами проанализированы характеристики многих моделей ультразвуковых и компрессорных ингаляторов, выпускаемых ведущими мировыми производителями, такими как PARI (Германия), Omron (Япония), Flaem Nuova (Италия), Medel (Италия), ИзоМед (Россия) и др. Анализ характеристик распределения размеров частиц аэрозоля показывает, что большинство ультразвуковых ингаляторов создают аэрозоль, у которого суммарная масса частиц диаметром менее 5 мкм составляет порядка 60ч65% и более от общей массы частиц. В компрессорных ингаляторах тот же показатель для большинства моделей составляет более 60%, то есть примерно такой же. Примеры графиков распределения размеров частиц по массе для известных моделей ингаляторов, применяющихся в России, представлены на Рис.7. Указанные примеры наглядно подтверждают отсутствие принципиальных различий между ультразвуковыми и компрессорными ингаляторами в масс-спектральном распределении частиц. По многим моделям ингаляторов в информационных материалах дается такая характеристика, как средний размер частиц или так называемый масс-медианный диаметр (MMD - mass median diameter). Средний размер частиц для ультразвуковых ингаляторов лежит в диапазоне от 1,9 мкм до 4,7 мкм, а для большинства ингаляторов находится в более узких пределах - 3 - 3,8 мкм. Средний размер частиц для компрессорных ингаляторов находится в пределах от 1,7 мкм до 5,0 мкм, при этом для большинства из них средний размер составляет 3 - 4 мкм. Таким образом, и по этому показателю характеристики ультразвуковых компрессорных ингаляторов близки друг к другу. 2. Утверждается, что остаточный объем (dead volume) лекарственного вещества в компрессорных ингаляторах равен нулю, в то время как остаточный объем в ультразвуковых ингаляторах существенно больше и поэтому у последних расходуется большее количество лекарства на процедуру и затрудняется точное дозирование лекарства. Напомним, что остаточным объемом принято называть количество лекарственного раствора, которое остается на дне распылительной камеры (небулайзера) в конце процедуры ингаляции и не может быть превращено в аэрозоль. Действительно, в ряде моделей ультразвуковых ингаляторов остаточный объем лекарственного раствора на дне камеры может составлять 1 - 2 мл, в более совершенных моделях, использующих чашки для лекарств - 0,5 - 1 мл. Более тщательное исследование компрессорных ингаляторов показало, что у них на дне распылительной камеры остаточный объем лекарственного раствора обычно не менее 0,3 - 0,5 мл. Было бы правильно включать в остаточный объем не только остаток на дне камеры, но и то количество лекарственного вещества, которое оседает на стенках камеры, мундштука, маски, трубки, то есть по всему пути следования аэрозоля к пациенту. Если используются гофрированные трубки, соединяющие распылительную камеру с мундштуком или маской, то потери лекарственного вещества по пути следования аэрозоля резко возрастают из-за осаждения его в гофре трубки, что значительно превышает уровень остаточного объема на дне камеры. В случае отсутствия трубок, увеличение остаточного объема из-за осаждения капелек вещества на стенках и других конструктивных элементах камеры обычно превышает уровень остаточного объема на дне камеры. При этом из-за большой сложности конструкции распылительной камеры (небулайзера) в компрессорных ингаляторах и большей длины пути аэрозоля увеличение остаточного объема в них не менее, чем в ультразвуковых ингаляторах. Таким образом, суммарный остаточный объем в ультразвуковых и компрессорных ингаляторах мало отличается по величине. 3. Некоторые из специалистов отдают предпочтение компрессорным ингаляторам перед ультразвуковыми в случаях лечения пациентов, имеющих затруднения с дыханием. Предполагается, что компрессор обеспечивает дополнительное избыточное давление на входе в дыхательные пути, что облегчает проведение аэрозольтерапии. Следует напомнить, что в ультразвуковых ингаляторах также создается избыточное давление в распылительной камере для того, чтобы обеспечить выход аэрозоля. В большинстве моделей это реализуется с помощью специального вентилятора, в некоторых - за счет использования принципа Бернулли. И в том и в другом варианте давление на выходе распылительной камеры ультразвукового ингалятора практически не отличается от давления на выходе компрессорного ингалятора. 4. Приходится слышать мнение, что для использования в медицинских учреждениях стационарные ингаляторы (как компрессорные, так и ультразвуковые) более предпочтительны, чем портативные индивидуальные ингаляторы, так как стационарные ингаляторы обеспечивают большую производительность подачи аэрозоля и более продолжительную процедуру ингаляции за счет большего размера распылительной камеры. Сразу оговоримся, что здесь мы не имеем ввиду стационарные многоместные установки, в которых используется общий мощный компрессор и индивидуальные небольшие распылительные камеры. Стационарным ингаляторам свойственны серьезные недостатки по сравнению с индивидуальными ингаляторами: · существенно затруднено решение задачи стерилизации и дезинфекции при последовательном обслуживании различных пациентов, что связано с наличием неснимаемой распылительной камеры и использованием длинной гофрированной трубки; · практически невозможно осуществлять сколько-нибудь точное дозирование лекарственного вещества из-за длинного пути доставки аэрозоля пациенту (по трубке), и вследствие этого неконтролируемых потерь лекарственного вещества; · имеет место повышенный расход лекарств, особенно нежелательный в случае использования дорогих препаратов; · стационарные ингаляторы имеют более высокую стоимость. Что касается производительности и вместимости распылительной камеры, то многие из современных индивидуальных ингаляторов имеют характеристики, вполне сравнимые с возможностями стационарных ингаляторов, и при этом они лишены указанных выше недостатков. Выбор модели ингалятора. Требования предъявляемые к ингалятору могут весьма отличаться в зависимости от того, где он должен применяться:
Так, для медицинских учреждений важно иметь высокую производительность, возможность изменять спектр размеров частиц, широкий набор сменных принадлежностей, возможность непрерывной работы и продолжительный срок службы. Для отделений скорой помощи желательно иметь легкие и портативные ингаляторы, быстро подготавливаемые к работе и удобно обслуживаемые. Для домашних условий требования могут быть менее жесткими, в большинстве случаев решающим фактором здесь является невысокая стоимость ингалятора. Кроме того, пользование ингалятором и обслуживание должны быть простыми, а сам ингалятор компактным и, желательно, не шумным. В поездках и путешествиях могут использоваться только портативные модели, с питанием от батареек или перезаряжаемых аккумуляторов. Многообразие моделей индивидуальных ингаляторов, выпускаемых различными фирмами, очень велико. Нами рассмотрено около 110 моделей ультразвуковых и компрессорных ингаляторов, известных на европейском рынке и представленных на ежегодных выставках медицинской техники Medica - 2000ч2002гг., проходивших в Дюссельдорфе. Анализ характеристик показывает, что большинство ингаляторов одного типа имеет близкие, иногда практически одинаковые возможности. Поэтому при выборе модели следует ориентироваться на фирмы, зарекомендовавшие себя, как производители качественной и надежной аппаратуры. К таким фирмам, по нашему мнению, относятся: ``ИзоМед'' (Россия), Schill (Германия), Omron (Япония), Flaem Nuova (Италия) - в части ультразвуковых ингаляторов, а также PARI (Германия), Omron (Япония), Flaem Nuova (Италия), Medel (Италия), NordItalia (Италия) - в части компрессорных ингаляторов. Естественный вопрос, который встает у потенциального покупателя, какой тип ингалятора предпочесть - ультразвуковой или компрессорный, следует решать, исходя из особенностей этих ингаляторов.
Особенности ультразвуковых ингаляторов. Достоинства:
Недостатки:
Особенности компрессорных ингаляторов. Достоинства:
Недостатки:
В большинстве известных нам зарубежных и отечественных публикациях оба типа ингаляторов: ультразвуковые и компрессорные рассматриваются в качестве равноценных аппаратов с примерно одинаковыми возможностями в большинстве областей медицинского применения. Завершая сравнение ультразвуковых и компрессорных ингаляторов, можно сказать следующее. Ультразвуковые ингаляторы можно рекомендовать во всех случаях, когда не предполагается использование масляных ингаляций. Особенно удобны они для домашних условий, а также в поездках и путешествиях. В медицинских учреждениях наряду с ультразвуковыми все более широко применяются компрессорные ингаляторы. Использование компрессорных ингаляторов в скорой помощи в ряде случаев является вполне приемлемой альтернативой ультразвуковым ингаляторам, особенно при использовании компрессорных ингаляторов с малым весом. При ингаляционной терапии возникают некоторые проблемы, связанные с тем, что пациенту приходится иметь дело с техническим средством - ингалятором, к которому необходимо каким-то образом адаптироваться, чтобы наилучшим образом следовать методическим рекомендациям. Практика применения ингаляторов свидетельствует, о том, что в большинстве случаев эти проблемы достаточно быстро преодолеваются.
Литература 1. Пономаренко Г.Н., Червинская А.В., Коновалов С.И. Ингаляционная терапия. - СПб.: СЛП, 1998 - 234с. 2. Lindemann H. Inhalation therapy. Second edition., Giessen, 1996. 3. Боголюбов В.М. , Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. 2-е изд., перераб. -М. - СПб.: СЛП. 1997.480с. 4. Глухов С.А., Эйдельштейн С.И. Техническое оснащение аэрозольтерапии. - М.: ``Медицина'' , 1974. - 152с. 5. Dennic J.H. Drug Nebulizer Design and Performance: Breath Enhanced Jet Vs Constant Output Jet Vs Ultrasonic. Journal of Aerosol Medicine, 1995, 8 P277-2800. 6. Hardy J.G. Newman S.P. and Knoch M. Lung deposition from four nebulizers. Respiratory Medicine, 1993, N 87, P.461-465. 7. Эйдельштейн С.И. Основы аэрозольтерапии - М.: ``Медицина'' - 1967. - 335с. 8. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П.Голянина. - М.: ``Сов. энциклопедия'', 1979. - 400с. 9. Применение ультразвука в медицине: Физические основы: Пер. с англ./под ред. К.Хилла. - М.: Мир, 1989. - 568с. 10. Молчанов. Ультразвук в фармакологии - М.: ``Медицина'' - 1980. 11. Рекламные материалы фирм - производителей ультразвуковых и компрессорных ингаляторов, изданные в 2000 году: PARI (Германия), Omron (Япония), Flaem Nuova (Италия), Medel (Италия), NordItalia (Италия), Fiopharma (Италия), Mefar (Италия), MIA (США), SAN-UP (Аргентина), NS industria (Бразилия), Shinmed (Тайвань), Nevoni (Бразилия), ГИМЕД (Россия), ИзоМед (Россия), РАКУРС (Россия), УТЕС (Россия), Schill (Германия), NPV Truma (Германия), Salter Labs (США), Gibeck (Швеция), Этон (Россия). 12. Цой А.Н., Мазная А.В. Сравнительная оценка эффективности ингаляции сальбутамола с помощью ультразвукового портативного ингалятора «Ингпорт» и компрессорного ингалятора «Pulmo-Aide» для лечения пациентов с бронхиальной астмой, отчет по результатам следования; ММА им. Сеченова, ГКБ N 23, 2003. 13. Бабарсков Е.В., Скачилова С.Я., Астахов А.А. Лабораторные сравнительны исследования ультразвукового ингалятора «Ингпорт» и компрессорного ингалятора «Пари-турбобой». Отчет по НИР под рук. акад. РАМН Чучалина А.Г., НИИ пульманологии МЗ РФ, 2003. 14. Жилин Ю.Н. Небулайзерная аэрозольтерапия с применением ингалятора «БОРЕАЛ»., Методические рекомендации для врачей. Утверждены Ученым Советом ЦНИИ туберкулеза РАМН., Москва, 1999г.
Оглавление: Введение
Основные параметры, характеризующие эффективность ингаляторов | |
(c) Изомед, 2011
