Consilium medicum

FGU Pulmonológiai Kutató Intézet, Roszdrav, Moszkva

Az orvosi aeroszolok belélegzési útja a tüdőbetegségek gyógyszereinek a leghatékonyabb bejutása: a hatóanyag közvetlenül a hatás helyére kerül - a páciens légutaiba [1]. A sikeres inhalációs terápia kulcsa nem csak a gyógyszer megfelelő választása, hanem olyan tényezők is, mint a beteg belégzési technikájának képzése, valamint az optimális gyógyszeradagoló rendszer kiválasztása [2]. Az ideális adagolóeszköz kellő mennyiségű lerakódást (lerakódást) biztosít a tüdőben, megbízhatónak és elég egyszerűnek kell lennie ahhoz, hogy alkalmazható legyen, bármikor és a betegség súlyos stádiumában használható. A legfontosabb szállítási rendszerek a következők: mért aeroszolos inhalátorok (DAI), mérőpor inhalátorok és nebulizátorok [3].

A porlasztók a leghosszabb múlttal rendelkeznek, és több mint 100 éve használják a klinikai gyakorlatban. A "nebulizátor" kifejezés a latin "ködből" (köd, felhő) származik, először 1874-ben használták "olyan eszköz, amely folyékony anyagot gyógyászati ​​célokra aeroszolvá alakít" [4].

A porlasztók lehetővé teszik a hatóanyag belégzését a beteg csendes légzés ideje alatt, a "beteg-inhalátor" koordinációs problémáinak megoldásával [3]. A porlasztók a legsúlyosabb betegeknél alkalmazhatók, akik nem képesek más típusú inhalálók, valamint "extrém" korcsoportok - gyermekek és időskorúak esetében [5]. A porlasztók segítségével különböző gyógyszereket szállíthatunk a páciens légzőkészületeire, valamint nagy dózisokra (1. táblázat).

A hagyományos porlasztók azonban nem hátrányok: a porlasztó töltő kamra nagy mennyiségű töltése, hosszú belégzési idő, viszonylag alacsony tüdőlerakódás stb. (Lásd az 1. táblázatot).

A folyadéknak az aeroszolokká alakító energiáitól függően évekig két fő típusa van: 1) sugár - gáz (levegő vagy oxigén) sugár használatával; 2) ultrahangos - piezo-kristály oszcillációjának energiáját használva [5, 6]. Viszonylag a közelmúltban (kb. 3 évvel ezelőtt) egy új, harmadik típusú porlasztó jelenik meg a világon - Mesh-nebulizers (membrán). A membrános porlasztók új elve lehetővé teszi a hagyományos tintasugaras és ultrahangos porlasztók használatával kapcsolatos számos hiányosság leküzdését.

1. táblázat A tintasugaras és ultrahangos porlasztók előnyei és hátrányai

4. táblázat Az Omron MicroAir NE-U22 porlasztók főbb jellemzői

Jellemzők

• Mesh-nebulizer (membrán)
• Hordozható (a legkisebb porlasztó a világon)
• Az akkumulátor vagy az adapter működése
• Csendes munka
• Alacsony aeroszolszállítási sebesség
• A pulmonáris lerakódás magas aránya a jet-porlasztókhoz képest
• Alacsony maradék térfogat
• Hígítatlan gyógyászati ​​oldatokkal együtt alkalmazható
• Használhatók budezonid szuszpenziók belégzésére
• Az inhaláció lehetősége a beteg bármely helyzetében (beleértve a fekvő helyzetet)

A porlasztók működésének elve

Tintasugaras porlasztók

A sugárforgató működésének elve a Bernoulli-hatáson alapul [7]. A levegő vagy az oxigén (működő gáz) a porlasztókamrába jut egy keskeny nyíláson keresztül (Venturi néven). A kilépés ez a nyílás nyomás leesik, és a gáz sebessége jelentősen megnő, így a beszívott folyadékot ezen a területen a csökkentett nyomás a tartályból kamrából [4, 8]. Amikor találkozó folyékony légáram hatása alatt a gázsugár úgy van osztva kis részecskék terjedő méretben 15-500 μ m - az úgynevezett primer aeroszol. Később, ezek a részecskék ütköznek a „csappantyú”, ami a „másodlagos” aeroszol - ultrafinom részecskék terjedő méretű 0,5-10 μ m (körülbelül 0,5% a primer aeroszol), amelyet azután belélegezve, nagy részét egy primer részecske aeroszol (körülbelül 99,5%) lerakódott a belső falakon a porlasztó kamra és ismét beszívódik a aeroszol képződésének folyamatát (ábra. 1).

Ultrahangos porlasztók

Az ultrahangos (US) aeroszolgyártó porlasztók a piezo-kristály nagyfrekvenciás oszcillációinak energiáját használják. A nagyfrekvenciás jel (1-4 MHz) deformálja a kristályt, és a kristályból származó rezgés átkerül a gyógyszeroldat felületére, ahol "álló" hullámok képződnek [9]. Az ultrahangos jel megfelelő frekvenciájánál ezeknek a hullámoknak a keresztezésénél "mikrofontan" (gejzír) alakul ki, azaz aeroszol képződését és felszabadulását. A részecskeméret fordítottan arányos a 2/3 fokú akusztikus jelfrekvenciával. A nagyobb átmérőjű részecskék felszabadulnak a "mikrofon" tetején, és kisebb a bázisán [10]. Ugyanúgy, mint a szórópisztolyban, az aeroszol részecskék ütköznek a "csillapítóval", a nagyobbak az oldatba visszatérnek, és a kisebbek belélegzik (2. Az aeroszol gyártása ultrahangos porlasztókban szinte zajtalan és gyorsabb, mint a tintasugaras [8]. Hátrányuk azonban az, hogy a szuszpenziókból és viszkózus oldatokból származó aeroszol termelés nem hatékony; rendszerint nagyobb maradék térfogatot; a gyógyszeroldat hőmérsékletének növelése a porlasztás során és a gyógyszer szerkezetének megsemmisülési lehetősége [11].

Új generációs porlasztók munkát alapvetően új eszköz - az általuk használt rezgő membrán vagy egy tányér több mikroszkopikus nyílások (szitán), amelyen keresztül átmegy a folyékony hatóanyag, amelynek eredménye az aeroszol generációs [12]. Az új generációs nebulizers több neve is van: membrán porlasztók elektronikus porlasztók, porlasztó alapuló vibráló képernyő technológia (rezgő MESH Technology - VMT).

Ezekben az eszközökben az elsődleges aeroszol részecskéi megegyeznek a belélegezhető részecskék méreteivel (kissé nagyobbak a lyukak átmérőjénél), ezért nem szükséges a csappantyú használata és az elsődleges aeroszol hosszabb visszavezetése. A membrános porlasztók technológiája kis mennyiségű töltést és a pulmonáris lerakódás magasabb értékeinek elérését jelenti a hagyományos sugárhajtású vagy ultrahangos porlasztókkal szemben. A membrános porlasztók két típusa létezik: "passzív" és "aktív" membrán rezgés [13].

A membrán "aktív" vibrációját alkalmazó nebulizátorokban a membránt önmagában piezo-kristály vibrál. A membrán pórusai kúp alakúak, a pórusok legszélesebb része a gyógyszerrel érintkezik [14]. Ilyen típusú porlasztók esetében a membrán deformációja a folyékony gyógyszerkészítmény felé a folyadéknak a membrán pórusaiba való "befecskendezéséhez" vezet (3. ábra). A membrán deformációja a másik irányba az aeroszol részecskéknek a beteg légutai felé történő kilökődéséhez vezet.

Az "aktív" membrán rezgés elvét alkalmazzák az AeroNeb Pro és az AeroNeb Go ("Aerogen", USA) és az eFlow rapid ("Pari GmbH", Németország) porlasztókban.

Az eszközök, amelyek alapján a „passzív” rezgés membrán átalakító (kürt) törvény a folyékony gyógyszer és tolja át egy szitán, amely változik a frekvencia a kürt (ábra. 4) [13]. Ezt a technológiát az Omron Healthcare az 1980-as években mutatta be [15]. Eltérően a hagyományos jet vagy ultrahangos porlasztókkal, aeroszol, ami úgy alakul ki halad át a folyékony gyógyszert a membrán a szita, nincs alávetve a visszajelzést újrahasznosítás és közvetlenül lehet szállítani a légzőrendszert a beteg. Az elv a „passzív” rezgés a membrán használt porlasztó MicroAir NE-U22 ( „Omron Healthcare Inc.”, Japán).

A membrános porlasztók működésének főbb mutatói és ezek összehasonlítása egy sugárhomlokzattal a táblázatban találhatók. 2, 3. Meg kell jegyezni, hogy az összes jelenleg ismert membrán porlasztók megfelelnek az európai szabványok inhalációs terápia [13]. Eltérően a hagyományos ultrahangos porlasztók, membrán porlasztó oszcilláció energiát piezoelektromos kristály célja nem az oldat vagy szuszpenzió, és a rezgő elem, így nincs felmelegedés és megsemmisítése a szerkezet a gyógyszer. Ennek köszönhetően, a membrán porlasztók lehet használni inhalációs fehérjék, peptidek, inzulin, és antibiotikumok liposzómák [12].

A membrános porlasztók lehetséges hátrányai közé tartozik a miniatűr nyílások aeroszol részecskék eltömődésének lehetősége, különösen szuszpenziók alkalmazása esetén [12]. Miközben a pórusokat blokkolja, egy porlasztó képes maradni aeroszol előállítására, de az aeroszol specifikus jellemzői jelentősen csökkenthetők, ami viszont az inhalációs terápia hatékonyságának csökkenéséhez vezet. A lyukak eltömődésének kockázata az inhalátorok kezelésének gyakoriságától és körülményeitől függ. A membrános porlasztók nagyobb hatékonysága miatt használatuk a normál adagolás és a töltőanyagok mennyiségének csökkenését igényli.

Nebulizer Omron MicroAir NE-U22

A Nebulizer Omron MicroAir NEU22 egy kompakt, hordozható membrános porlasztó, amely ma a világ legkisebb porlasztójának számít (5. ábra) [15]. A készülék súlya 140 g (97 g akkumulátor nélkül). A sugárhólyagos porlasztóktól eltérően az Omron MicroAir szinte csendesen működik. A gyógyszerkamra-eszköznek köszönhetően ez a porlasztó bármely szögben belélegezhető, beleértve a pácienst vízszintes helyzetben is.

Az Omron MicroAir egy piezo kristályt használ, amely magas frekvencián vibrál [12]. A kristály rezgése átkerül a transzducer kürtre, amely közvetlenül érintkezik a folyékony gyógyszerrel (6. A kürt rezgési frekvenciája körülbelül 180 kHz. Másfelől a rezgés a kürt vezet kétoldalú mozgása a membrán (vverhvniz), a folyadék áthalad a nyílások (pórusok) és képez egy aeroszol. A membrán körülbelül 6000 pórusméretű (mikrohurok), 3 μm átmérőjű [16]. A jelenléte pórusok növeli a rezgés a kürt, a jelátalakító egy közegben a hatóanyag, és megkönnyíti a generáció egy finom aeroszol. Mivel a felületi feszültség hatása az aeroszol részecskék valamivel nagyobb, mint a pórusméret és a tömeg szerinti átlagos aerodinamikai részecskeátmérője (tömeg szerinti közepes aerodinamikai átmérője - MMAD) 3,2-4,8 mikron [17]. A tartály és a membrán kialakítása lehetővé teszi egy 0,5 ml-es gyógyszeroldat térfogatának hatékony porlasztását.

Az Omron MicroAir porlasztó membránja speciális fémötvözetből készül, ami stabilabbá, tartósabbá, biokompatibilisé és korrózióállóvá teszi.

Az Omron MicroAir NE-U22 porlasztó főbb jellemzői a táblázatban láthatók. 4.

A kábítószerek Omron MicroAir NE-U22 porlasztóval történő szállítására vonatkozó tanulmányok

Waldrep és Dhand modell légzőszervi stimuláns (. Légzéssebességet 15 perc -1 térfogata 500 ml) képest aeroszol kibocsátás és a „tüdő” dózis két porlasztók - membrán Omron MicroAir NE-U22 és jet MicroMist [18]. A térkitöltési Omron MicroAir porlasztó 0,5 ml volt, MicroMist - 3,0 ml-es adag szalbutamol hasonló volt, amikor mindkét modell - 2,5 mg. Azt találtuk, hogy elérni ugyanazt a „pulmonáris” szükséges dózis körülbelül a felét száma légvétel Omron MicroAir, mint inhalációs fúvókás porlasztó MicroMist.

A hagyományos ultrahangos porlasztók hajlamosak gyengén működik, amikor használják szuszpenziók, például inhalált glükokortikoszteroidok (budezonid) [19]. Egy in vitro vizsgálatban Yoshiyama et al. Kimutattuk, hogy az Omron MicroAir NE-U22 van képesek hatékonyan előállítani aeroszol szuszpenzió budezonid, ahol az aeroszolos hit mintegy 70% -a egy adag budesonid [20].

Newman és mtsai. gamma kamerával vizsgálták pulmonalis depozitsiyu aeroszol jelzett radioaktív 99mTc jelzett krónikus obstruktív tüdőbetegség (medián erőltetett kilégzési térfogat 1 másodperc - FEV 1 - 66%) a használat során a membrán porlasztó Omron MicroAir NE-U22 és a Pari LC Plus szórópisztolyt [21]. Különböző mennyiségű porlasztókészüléket használtunk: 0,5 ml Omron MicroAir-re, 2,5 ml a Pari LC Plus esetében. Átlagos pulmonális depozitsiya radioaktív gyógyszer az inhalálás során keresztül Omron MicroAir körülbelül 3-szor nagyobb, mint az inhaláció útján Pari LC Plus: 18,1 és 6,4%. Ráadásul, összehasonlítva porlasztók drámai különbségeket a visszamaradó térfogat: Omron MicroAir - 0,3 ml, Pari LC Plus - 1,7 ml. Így ez a tanulmány kimutatta, hogy a membrán porlasztó Omron MicroAir NE-U22 elérését teszi lehetővé, sokkal nagyobb tüdőlerakódásra gyógyszer, míg a jet nebulizátorokat, miközben a hatóanyag mennyisége kevesebb, mint 1 ml.

Jól ismert, ha porlasztó terápia hatékony dózisát gyógyszerek, általában 5-10-szer nagyobb, mint inhalációs terápia MDI-k [7, 8]. Dhand et al. A vizsgálatban a „dózis-válasz” hörgőtágításra képest a válasz salbutamol enyhe / mérsékelt asztmát (átlag FEV1 60%), ha a porlasztó Omron MicroAir NE-U22 és MDI Aerochamber spacer [22]. Körülbelül ugyanilyen válasz a funkcionális paraméterek alkalmazásával kaptuk szalbutamol kumulatív dózis 0,625 mg minden Omron MicroAir és 0,630 mg - DIA egy karon keresztül. Így a jelen tanulmány megerősíti a korábbi adatok in vitro elő, amely szerint depozitsiya pulmonáris készítmények inhalálás alatt a membránon keresztül porlasztó Omron MicroAir és DIA távtartó egymással összehasonlíthatóvá (azaz 15% feletti)

következtetés

A nebulizátorok új generációja - a membrános porlasztó - képes megoldani a hagyományos sugárhajtású és ultrahangos porlasztók használatával kapcsolatos hátrányokat. A membrános porlasztók kis mennyiségű töltést alkalmaznak, és lehetővé teszik a magas tüdőlerakódást. A porlasztók új generációjának használatakor a belégzés ideje jóval rövidebb, mint a hagyományos porlasztóké. A membrános porlasztók képesek az oldatok és szuszpenziók nebulizálására, valamint a fehérjék, peptidek, inzulin és antibiotikumok készítmények belélegzésére.