Consilium medicum

FGU Institutul de Cercetări de pulmonologie, Roszdrav, Moscova

Calea de administrare a aerosolilor medicali prin inhalare este cea mai eficientă modalitate de a elibera medicamente pentru afecțiunile pulmonare: medicamentul este trimis direct la locul său de acțiune - în căile respiratorii ale pacientului [1]. Cheia succesului în terapia prin inhalare nu este doar alegerea corectă a medicamentului, ci și factori precum pregătirea tehnicii de inhalare a pacientului, precum și alegerea sistemului optim de administrare a medicamentului [2]. Dispozitivul de livrare ideal trebuie să asigure o depunere (depunere) suficientă a medicamentului în plămâni, să fie fiabil și suficient de simplu de utilizat, disponibil pentru utilizare în orice vârstă și în stadiile severe ale bolii. Principalele tipuri de sisteme de livrare includ: inhalatoarele cu aerosoli măsurate (DAI), inhalatoarele cu pulberi măsurate și nebulizatoarele [3].

Nebulizatoarele au cea mai lungă istorie de utilizare și sunt utilizate în practica clinică de mai bine de 100 de ani. Termenul „nebulizator“ este derivat din latină „nebuloasă“ (nor de ceață) primul a fost folosit în 1874 F. Pentru notația „instrument care transformă o substanță lichidă într-un aerosol pentru uz medical“ [4].

Nebulizatoarele fac posibilă inhalarea substanței medicamentoase în timpul respirației liniștite a pacientului, rezolvând problemele de coordonare a "pacientului-inhalator" [3]. Nebulizatoarele pot fi utilizate la cei mai severi pacienți care nu pot utiliza alte tipuri de inhalatoare, precum și la pacienții cu vârste "extreme" - copii și vârstnici [5]. Cu ajutorul nebulizatoarelor, este posibil să se furnizeze o varietate de medicamente pentru tractul respirator al pacientului, precum și doze mari (Tabelul 1).

Cu toate acestea, nebulizatoarele convenționale și nu sunt lipsite de dezavantaje: un volum mare de umplere umplere nebulizator camerei, timp prelungit de inhalare, formulările pulmonare depozitsiya relativ scăzute, etc. (a se vedea tabelul 1 ..) ..

Timp de mulți ani, în funcție de tipul de lichid de transformare a energiei într-un aerosol, izolat două tipuri de nebulizatoare: 1) cerneala - jet folosind un gaz (aer sau oxigen); 2) cu ultrasunete - folosind energia oscilațiilor unui cristal piezo [5, 6]. Relativ recent (cu aproximativ 3 ani în urmă) a apărut un nou, al treilea tip de nebulizator în lume - nebulizatoare de plasă (membrană). Noul principiu al nebulizatoarelor membrane permite depășirea multor deficiențe asociate cu utilizarea de nebulizatoare tradiționale cu jet de cerneală și cu ultrasunete.

Tabelul 1. Avantajele și dezavantajele nebulizatorilor cu jet de cerneală și cu ultrasunete

Tabelul 4. Principalele caracteristici cheie ale nebulizatorului Omron MicroAir NE-U22

• Mesh-nebulizator (membrană)
• Portabil (cel mai mic nebulizator din lume)
• Acționarea bateriei sau a adaptorului
• Muncă silențioasă
• Rata de livrare redusă a aerosolului
• Înalt procent de depunere pulmonară comparativ cu nebulizatoarele cu jet
• Volum rezidual scăzut
• Poate fi utilizat cu soluții medicinale nediluate
• Poate fi utilizat pentru inhalarea suspensiilor de budesonidă
• Posibilitatea de inhalare în orice poziție a pacientului (inclusiv culcare)

Principiul funcționării nebulizatoarelor

Nebulizatoare cu jet de cerneală

Principiul funcționării nebulizatorului cu jeturi se bazează pe efectul Bernoulli [7]. Aerul sau oxigenul (gazul de lucru) intră în camera nebulizatorului printr-o deschidere îngustă (numită Venturi). La ieșirea din această presiune de deschidere scade și viteza crește semnificativ a gazului, rezultând într-un fluid aspirat în această zonă de presiune redusă din camera rezervor [4, 8]. La întâlnirea cu un curent de aer lichid sub influența jetului de gaz este spart în particule mici dimensiuni cuprinse la 15 la 500 μ m - așa-numitul aerosol primar. Ulterior, aceste particule se ciocnesc cu „clapa“, rezultând într-un aerosol „secundar“ - ultrafine particule variind în mărime la 0,5 la 10 μ m (aproximativ 0,5% din aerosol primar), care este apoi inhalat, o proporție mare de un aerosol de particule primare (aproximativ 99,5%) se depune pe pereții interiori ai camerei nebulizator și tras din nou în procesul de formare a aerosolilor (Fig. 1).

Nebulizatoare cu ultrasunete

Aparatele de nebulizare ultrasonice (US) pentru producerea de aerosoli folosesc energia oscilațiilor de înaltă frecvență ale unui cristal piezo. Semnalul de înaltă frecvență (1-4 MHz) deformează cristalul, iar vibrația din cristal este transferată pe suprafața soluției de medicament, unde se formează valuri "în picioare" [9]. La o frecvență suficientă a semnalului cu ultrasunete de la traversarea acestor valuri, se formează un "microfontan" (gheizer), adică formarea și eliberarea de aerosoli. Dimensiunea particulelor este invers proporțională cu frecvența semnalului acustic de 2/3 grade. Particulele cu un diametru mai mare sunt eliberate în partea de sus a "microfontain", și unul mai mic la baza lui [10]. Ca și în nebulizator cu jet, particule de aerosoli se ciocnesc cu „clapa“, o revenire mai mare înapoi în soluție, în timp ce inhalatorul mai mică (Fig. 2). Producerea de aerosoli în nebulizatoare cu ultrasunete este aproape fără zgomot și mai rapidă comparativ cu jetoanele de cerneală [8]. Cu toate acestea, dezavantajele acestora sunt ineficiența producției de aerosoli din suspensii și soluții vâscoase; ca regulă, un volum rezidual mai mare; o creștere a temperaturii soluției de medicament în timpul nebulizării și posibilitatea distrugerii structurii medicamentului [11].

New nebulizatoare generatie de lucru are dispozitiv fundamental nou - utilizează o membrană vibratoare sau o placă cu mai multe orificii microscopice (sita) prin care trece o substanță medicamentoasă lichidă, care are ca rezultat generarea de aerosoli [12]. Noua generație de nebulizatoare are mai multe denumiri: nebulizatoare membrana, nebulizatoare electronice, nebulizatoare bazate pe tehnologia vibratoare ecran (Vibrator MESH Technology - VMT).

In aceste dispozitive particulele de aerosol primare de mărime a particulelor respirabile corespund (puțin mai mare decât diametrul găurilor), și, prin urmare, nu necesită utilizarea clapetei de recirculare continuă și aerosol primar. Tehnologia nebulizatoarelor membranare implică utilizarea unor volume mici de umplere și realizarea unor valori mai mari ale depunerii pulmonare, comparativ cu nebulizatoarele convenționale cu jet sau cu ultrasunete. Există două tipuri de nebulizatoare cu membrană - folosind vibrațiile membranei "pasive" și "active" [13].

În nebulizatoarele care utilizează vibrația "activă" a membranei, membrana însăși este supusă vibrațiilor de la un cristal piezo. Porii din membrană au o formă conică, cea mai largă parte a porilor fiind în contact cu medicamentul [14]. În nebulizatoare de acest tip, deformarea membranei către substanța medicinală lichidă conduce la o "aspirație" a lichidului în porii membranei (Figura 3). Deformarea membranei în cealaltă direcție duce la ejecția particulelor de aerosol către tractul respirator al pacientului.

Principiul membranei vibrației „active“ este utilizat într-un atomizor AeroNeb Pro și AeroNeb Go ( „Aerogen“, SUA) și eFlow rapidă ( „PARI GmbH“, Germania).

Dispozitivele, care se bazează pe traductor de vibrații membrană vibrații (corn) acționează „pasiv“ pe droguri lichid și împinge-l printr-o sită, care variază în funcție de frecvența cornului (Fig. 4) [13]. Această tehnologie a fost introdusă pentru prima dată de către Omron Healthcare în anii 1980 [15]. Spre deosebire de jet convenționale sau nebulizatoare ultrasonice, aerosol, care este format prin trecerea medicamentului lichid prin membrana sitei, nu este supus reciclării feedback și pot fi livrate direct la nivelul tractului respirator al pacientului. Principiul vibrațiilor „pasiv“ a membranei utilizate în nebulizator Microair NE-U22 ( „Omron Healthcare Inc.“, Japonia).

Principalii indicatori ai funcționării nebulizatoarelor membranare și compararea lor cu nebulizatorul cu jet sunt prezentate în Tabelul. 2, 3. Trebuie remarcat faptul că toate nebulizatoarele membrane cunoscute în prezent respectă toate standardele europene de terapie prin inhalare [13]. Spre deosebire de nebulizatoare ultrasonice convenționale, o membrană nebulizatorului cristal piezoelectric energie oscilație nu vizează soluția sau suspensia, și pe elementul vibrator, astfel încât nu există nici o încălzire și distrugerea structurii medicamentului. Datorită acestui fapt, nebulizatoarele cu membrană pot fi utilizate pentru inhalarea proteinelor, peptidelor, insulinei, lipozomilor și antibioticelor [12].

Potențialele dezavantaje ale nebulizatoarelor de membrană includ posibilitatea de înfundare a orificiilor miniaturate cu particule de aerosol, în special atunci când se utilizează suspensii [12]. Când porilor blocada nebulizatorul poate rămâne capabil să genereze un aerosol, dar caracteristicile specifice ale aerosolilor pot fi rupte în mod substanțial, care, la rândul său, reduce eficiența terapiilor prin inhalare. Riscul de înfundare a gaurilor depinde de frecvența și condițiile de manipulare a inhalatoarelor. Datorită eficienței sporite a nebulizatoarelor membranare, utilizarea acestora necesită o reducere a dozei standard și a volumului de medicamente de umplere.

Nebulizator Omron MicroAir NE-U22

Nebulizatorul Omron MicroAir NEU22 este un nebulizator compact și portabil și este astăzi considerat cel mai mic nebulizator din lume (Figura 5) [15]. Greutatea dispozitivului împreună cu bateriile este de 140 g (97 g fără baterii). Spre deosebire de nebulizatoarele cu jet de aer, Omron MicroAir funcționează aproape în tăcere. Datorită dispozitivului camerei medicamentoase, acest nebulizator poate fi utilizat pentru inhalare la orice unghi, incluzând pacientul într-o poziție orizontală.

Omron MicroAir utilizează un cristal piezo care vibrează la o frecvență înaltă [12]. Vibrația din cristal este transferată pe cornul traductorului, care este în contact direct cu medicamentul lichid (figura 6). Frecvența vibrațiilor claxonului este de aproximativ 180 kHz. La rândul său, vibrația cornului duce la o mișcare bidirecțională a membranei (în sus în jos), în timp ce fluidul trece prin orificiile (porii) și formează un aerosol. Membrana conține aproximativ 6000 de pori (micro-găuri) cu un diametru de 3 μm [16]. Prezența porilor sporește vibrația traductorului corn în mediul substanței medicamentoase și promovează generarea unui aerosol fin. Datorită efectelor de suprafață tensiune ale particulelor de aerosol este puțin mai mare decât dimensiunea porilor și diametrul aerodinamic median al masei particulei (diametrul aerodinamic median de masă - MMAD) de 3.2-4.8 microni [17]. Designul rezervorului și membranei permite nebulizarea eficientă a unui volum de soluție de medicament de numai 0,5 ml.

Membrana nebulizatorului Omron MicroAir este fabricată dintr-un aliaj special de metal, ceea ce îl face mai stabil, durabil, biocompatibil și rezistent la coroziune.

Principalele caracteristici cheie ale nebulizatorului Omron MicroAir NE-U22 sunt prezentate în Tabelul. 4.

Studii privind livrarea de medicamente cu un nebulizator Omron MicroAir NE-U22

Waldrep și Dhand modelul stimulant respirator ieșire aerosoli comparat și "plămân" doză două nebulizatoarele (rata Respiratie de 15 min -1 mareei volum de 500 ml.) - membrană Omron Microair NE-U22 și MicroMist jet [18]. Volumul de umplere Omron Microair nebulizator a fost de 0,5 ml, MicroMist - 3,0 ml doză de salbutamol a fost similară atunci când se utilizează ambele modele - 2,5 mg. Sa constatat că pentru a atinge aceeași doză „pulmonar“ necesară pentru aproximativ jumătate din numărul de respirații folosind Omron Microair, decât inhalarea prin MicroMist jet nebulizator.

Nebulizatoarele convenționale cu ultrasunete, de regulă, funcționează prost atunci când se utilizează suspensii, de exemplu, glucocorticosteroizi inhalatori (budesonida) [19]. Într-un studiu in vitro, Yoshiyama et al. a arătat că Omron MicroAir NE-U22 este capabil să producă în mod eficient un aerosol dintr-o suspensie de budesonidă, cu aproximativ 70% din doza de budesonid ingerată în aerosol [20].

Newman și colab. folosind camera gamma studiat depozitsiyu aerosoli pulmonar marcat cu un 99m radioactiv Tc marcată la pacienții cu boli pulmonare obstructive cronice (mediana volumul expirator forțat în 1 secundă - FEV1 - 66%) în timpul utilizării nebulizatorului membranei Omron Microair NE-U22 și nebulizatorul cu jet Pari LC Plus [21]. S-au folosit volume diferite de umplere cu nebulizator: 0,5 ml pentru Omron MicroAir, 2,5 ml pentru Pari LC Plus. Medie depozitsiya pulmonară medicament radioactiv în timpul inhalării prin Omron Microair a fost de aproximativ 3 ori mai mare decât pentru inhalare prin LC Plus PARI: 6,4% și 18,1. În plus, nebulizatoarele comparate au avut diferențe izbitoare în volumul rezidual: Omron MicroAir - 0,3 ml, Pari LC Plus - 1,7 ml. Astfel, acest studiu a demonstrat că membrana de nebulizare Omron Microair NE-U22 permite obtinerea unei depuneri pulmonare mult mai mare de medicament, in comparatie cu dispozitive jet, în timp ce folosind cantitatea de medicament este mai mică de 1 ml.

Este bine cunoscut, atunci când terapia nebulizator, doze eficiente de medicamente, de obicei de 5-10 ori mai mare comparativ cu terapia prin inhalare folosind MDI-uri [7, 8]. Dhand și colab. în studiul „doză-răspuns“ Bronhodilatarea a comparat răspunsul la salbutamol la pacienții cu astm ușoară / moderată (medie FEV1 60%) atunci când se utilizează nebulizator Omron Microair NE-U22 și MDI cu Aerochamber distanțare [22]. Aproximativ același răspuns de la parametrii funcționali a fost obținută folosind doze cumulative de salbutamol de 0,625 mg la fiecare Omron Microair și 0,630 mg - DIA printr-un distanțier. Astfel, prezentul studiu confirmă datele anterioare obținute in vitro, în conformitate cu care depozitsiya formulările pulmonare în timpul inhalării prin membrana de nebulizare Omron Microair și DIA distanțierul este comparabil unul cu celălalt (adică peste 15%)

concluzie

O nouă generație de nebulizatoare - nebulizatoare cu membrană - poate depăși multe dintre dezavantajele asociate cu utilizarea de nebulizatoare tradiționale cu jet și ultrasunete. Nebulizatoarele cu membrană utilizează o cantitate mică de umplere, permit o depunere pulmonară ridicată a medicamentelor. Timpul de inhalare în timpul utilizării unei noi generații de nebulizatoare este mult mai scurt decât cel al nebulizatorilor tradiționali. Nebulizatoarele cu membrane sunt capabile să furnizeze nebulizarea soluțiilor și a suspensiilor, precum și inhalarea preparatelor de proteine, peptide, insulină și antibiotice.

Trimiteți-le prietenilor: