В медицине небулайзер ( американский английский ) [1] или небулайзер ( британский английский ) [2] — это устройство для доставки лекарств, используемое для введения лекарств в виде вдыхаемого тумана в легкие. Небулайзеры обычно используются для лечения астмы , муковисцидоза , ХОБЛ и других респираторных заболеваний или расстройств. Они используют кислород , сжатый воздух или ультразвук для разрушения растворов и суспензий на мелкие капли аэрозоля , которые вдыхаются через мундштук устройства. Аэрозоль представляет собой смесь газа и твердых или жидких частиц.
В различных руководствах по астме, таких как Рекомендации Глобальной инициативы по астме [GINA], Британские рекомендации по ведению астмы, Канадские консенсусные рекомендации по детской астме и Рекомендации США по диагностике и лечению астмы, каждое из них рекомендует использовать дозированные ингаляторы вместо небулайзерная терапия. [3] Европейское респираторное общество признает, что, хотя небулайзеры используются в больницах и дома, они предполагают, что большая часть такого использования может не иметь доказательной базы. [4]
Последние данные показывают, что небулайзеры не более эффективны, чем дозированные ингаляторы (ДИ) со спейсерами. [5] ДИ со спейсером может быть полезен детям с острой астмой. [3] [6] [5] Эти результаты относятся конкретно к лечению астмы, а не к эффективности небулайзеров в целом, как, например, при ХОБЛ. [5] Для ХОБЛ, особенно при оценке обострений или приступов легких, нет никаких доказательств того, что лекарство, доставляемое MDI (со спейсером), более эффективно, чем введение того же лекарства с помощью небулайзера. [7]
Европейское респираторное общество подчеркнуло риск, связанный с воспроизводимостью размера капель, вызванный продажей небулайзеров отдельно от распыляемого раствора. Они обнаружили, что эта практика может изменить размер капель в 10 и более раз, заменив неэффективную систему распыления на высокоэффективную. [4] [5] Двумя преимуществами небулайзеров по сравнению с ДАИ со спейсерами (ингаляторами) являются их способность доставлять большие дозы с большей скоростью, особенно при острой астме; однако недавние данные свидетельствуют о том, что фактические скорости отложения в легких такие же. Кроме того, другое исследование показало, что MDI (со спейсером) имеет более низкую дозу, необходимую для достижения клинического результата, по сравнению с небулайзером. [3]
Помимо использования при хронических заболеваниях легких, небулайзеры также можно использовать для лечения острых проблем, таких как вдыхание токсичных веществ. Одним из таких примеров является лечение вдыхания токсичных паров плавиковой кислоты (HF). [8] Глюконат кальция является препаратом первой линии при воздействии высокочастотных воздействий на кожу. С помощью небулайзера глюконат кальция доставляется в легкие в виде аэрозоля для противодействия токсичности вдыхаемых паров HF.
Характеристики осаждения в легких и эффективность аэрозоля во многом зависят от размера частиц или капель. Как правило, чем меньше частица, тем больше у нее шансов на периферическое проникновение и удержание. Однако для очень мелких частиц диаметром менее 0,5 мкм существует вероятность вообще избежать осаждения и выдыхания. В 1966 году Рабочая группа по динамике легких, занимавшаяся главным образом опасностями вдыхания токсинов из окружающей среды, предложила модель отложения частиц в легких. Это позволяет предположить, что частицы диаметром более 10 мкм чаще всего оседают во рту и горле, для частиц диаметром 5–10 мкм происходит переход от осаждения изо рта в дыхательные пути, а частицы диаметром менее 5 мкм откладываются чаще. в нижних дыхательных путях и подходят для фармацевтических аэрозолей. [9] Процессы распыления были смоделированы с использованием вычислительной гидродинамики . [10]
Наиболее часто используемые небулайзеры — это струйные небулайзеры, которые еще называют «атомайзерами». [11] Струйные небулайзеры подключаются через трубку к источнику сжатого газа, обычно сжатого воздуха или кислорода , который проходит с высокой скоростью через жидкое лекарство и превращает его в аэрозоль , который вдыхает пациент. В настоящее время среди врачей, похоже, наблюдается тенденция отдавать предпочтение дозированному ингалятору под давлением (pMDI) для своих пациентов вместо струйного небулайзера, который создает гораздо больше шума (часто 60 дБ во время использования) и менее портативен из-за больший вес. Однако струйные небулайзеры обычно используются в больницах для пациентов, испытывающих трудности с использованием ингаляторов, например, в серьезных случаях респираторных заболеваний или тяжелых приступов астмы. [12] Основное преимущество струйного небулайзера связано с его низкой стоимостью эксплуатации. Если пациенту необходимо ежедневно вдыхать лекарство, использование pMDI может быть довольно дорогим. Сегодня нескольким производителям также удалось снизить вес струйного небулайзера до чуть более полукилограмма (чуть менее полутора фунтов) и поэтому они начали маркировать его как портативное устройство. По сравнению со всеми конкурирующими ингаляторами и небулайзерами шум и большой вес по-прежнему являются самым большим недостатком струйного небулайзера. [13]
Медицинская компания Boehringer Ingelheim также изобрела устройство под названием Respimat Soft Mist Inhaler в 1997 году. Эта новая технология обеспечивает дозированную дозу пользователю, поскольку жидкое дно ингалятора вручную поворачивается по часовой стрелке на 180 градусов, создавая натяжение пружины. вокруг гибкого контейнера для жидкости. Когда пользователь активирует нижнюю часть ингалятора, энергия пружины высвобождается и оказывает давление на гибкий контейнер с жидкостью, в результате чего жидкость выплескивается из двух сопел, образуя мягкий туман для вдыхания. Устройство не содержит газового топлива и не нуждается в аккумуляторе/электропитании для работы. Средний размер капель в тумане составил 5,8 микрометра, что может указывать на некоторые потенциальные проблемы с эффективностью попадания вдыхаемого лекарства в легкие. Последующие судебные разбирательства доказали, что это не так. Из-за очень низкой скорости тумана ингалятор Soft Mist Inhaler фактически имеет более высокую эффективность по сравнению с обычным pMDI. [14] В 2000 году Европейскому респираторному обществу (ERS) были выдвинуты аргументы в пользу уточнения/расширения их определения небулайзера, поскольку новый ингалятор мягкого тумана с технической точки зрения можно классифицировать как «небулайзер с ручным приводом» и «распылитель с ручным приводом». pMDI с ручным управлением». [15]
Ультразвуковые небулайзеры были изобретены в 1965 году [16] как новый тип портативных небулайзеров. Технология ультразвукового распылителя заключается в том, что электронный генератор генерирует высокочастотную ультразвуковую волну , которая вызывает механическую вибрацию пьезоэлектрического элемента. Этот вибрирующий элемент находится в контакте с резервуаром с жидкостью, и его высокочастотная вибрация достаточна для образования парового тумана. [17] Поскольку они создают аэрозоли с помощью ультразвуковой вибрации вместо использования тяжелого воздушного компрессора, их вес составляет всего около 170 граммов (6,0 унций). Еще одним преимуществом является то, что ультразвуковая вибрация практически бесшумна. Примерами таких более современных небулайзеров являются: Omron NE-U17 и Beurer Nebulizer IH30. [18]
Примерно в 2005 году на рынке небулайзеров появилась новая значительная инновация: была создана ультразвуковая технология вибрирующей сетки (VMT). При использовании этой технологии сетка/мембрана с 1000–7000 просверленными лазером отверстиями вибрирует в верхней части резервуара с жидкостью и тем самым выдавливает туман из очень мелких капель через отверстия. Эта технология более эффективна, чем установка вибрирующего пьезоэлектрического элемента на дне резервуара с жидкостью, и, таким образом, также достигается более короткое время обработки. Старые проблемы ультразвуковых распылителей, связанные со слишком большим количеством жидких отходов и нежелательным нагревом медицинской жидкости, также были решены с помощью новых распылителей с вибрирующей сеткой. Доступные небулайзеры VMT включают: Pari eFlow, [19] Respironics i-Neb, [20] Beurer Nebulizer IH50, [21] и Aerogen Aeroneb. [22] Поскольку цена ультразвуковых небулайзеров VMT выше, чем у моделей, использующих предыдущие технологии, большинство производителей продолжают также продавать классические струйные небулайзеры. [23]
Небулайзеры принимают свое лекарство в виде жидкого раствора, который часто загружают в аппарат при использовании. Часто используются кортикостероиды и бронходилятаторы , такие как сальбутамол ( альбутерол USAN ), а иногда и в сочетании с ипратропием . Причина, по которой эти фармацевтические препараты вдыхаются, а не проглатываются, заключается в том, чтобы направить их воздействие на дыхательные пути , что ускоряет начало действия лекарства и уменьшает побочные эффекты по сравнению с другими альтернативными путями приема. [12]
Обычно лекарство в форме аэрозоля вдыхают через трубчатый мундштук, похожий на мундштук ингалятора . Однако мундштук иногда заменяют маской для лица, аналогичной той, которая используется для ингаляционной анестезии , для удобства использования с маленькими детьми или пожилыми людьми. Детские маски часто имеют форму животных, таких как рыбы, собаки или драконы, чтобы сделать детей менее устойчивыми к лечению небулайзером. Многие производители небулайзеров также предлагают насадки для пустышек для младенцев и детей ясельного возраста. Но мундштуки предпочтительнее, если пациенты могут их использовать, поскольку маски для лица приводят к снижению доставки в легкие из-за потерь аэрозоля в носу. [11]
После применения кортикостероидов у пациентов теоретически возможно развитие дрожжевой инфекции во рту ( молочница ) или осиплость голоса ( дисфония ), хотя клинически эти состояния встречаются очень редко. Чтобы избежать этих побочных эффектов, некоторые врачи предлагают человеку, использовавшему небулайзер, прополоскать рот. Это не относится к бронхолитикам; однако пациенты все равно могут захотеть прополоскать рот из-за неприятного вкуса некоторых бронхолитических препаратов.
Первый «механический» ингалятор под давлением был изобретен во Франции компанией Sales-Girons в 1858 году. [24] В этом устройстве для распыления жидкого лекарства использовалось давление. Ручка насоса работает как велосипедный насос. Когда насос поднят, он всасывает жидкость из резервуара, и под действием руки пользователя жидкость подается под давлением через распылитель для распыления для вдыхания возле рта пользователя. [25]
В 1864 году в Германии был изобретен первый паровой распылитель. В этом ингаляторе, известном как «ингалятор с паровым распылением Сигла», использовался принцип Вентури для распыления жидких лекарств, и это было самым началом небулайзерной терапии. Важность размера капель еще не была понята, поэтому эффективность этого первого устройства, к сожалению, была посредственной для многих медицинских соединений. Паровой ингалятор Siegle состоял из спиртовой горелки, которая превращала воду в резервуаре в пар, который затем мог течь через верхнюю часть в трубку, подвешенную в фармацевтическом растворе. Прохождение пара превращало лекарство в пар, и пациент вдыхал этот пар через стеклянный мундштук. [26]
Первый пневматический распылитель, питаемый от газового (воздушного) компрессора с электрическим приводом, был изобретен в 1930-х годах и назывался пневмостат. В этом устройстве используется медицинская жидкость (обычно хлорид адреналина , используемый в качестве бронхиального миорелаксанта для устранения сужения). [27] В качестве альтернативы дорогому электрическому небулайзеру многие люди в 1930-х годах продолжали использовать гораздо более простой и дешевый распылитель с ручным приводом, известный как Parke-Davis Glaseptic. [28]
В 1956 году компания Riker Laboratories ( 3M ) запустила технологию, конкурирующую с небулайзерами , в виде дозированных ингаляторов под давлением, двумя первыми продуктами которых были Medihaler-iso ( изопреналин ) и Medihaler-epi ( адреналин ). [29] В этих устройствах препарат заполняется в холодном состоянии и доставляется в точных дозах через специальные дозирующие клапаны, приводимые в действие газовой технологией (т.е. фреоном или менее экологически вредным HFA). [24]
В 1964 году был представлен новый тип электронного распылителя: «ультразвуковой волновой распылитель». [30] Сегодня небулайзерная технология используется не только в медицинских целях. Ультразвуковые распылители также используются в увлажнителях для распыления водных аэрозолей с целью увлажнения сухого воздуха в зданиях. [17]
Некоторые из первых моделей электронных сигарет имели ультразвуковой распылитель (имеющий вибрирующий пьезоэлектрический элемент, создающий высокочастотные ультразвуковые волны, вызывающий вибрацию и распыление жидкого никотина ) в сочетании с испарителем (построенным в виде распылительной насадки с электрическим нагревательный элемент ). [31] Однако в наиболее распространенных типах электронных сигарет, продаваемых в настоящее время, не используется ультразвуковой распылитель, поскольку он не оказался достаточно эффективным для такого типа устройств. Вместо этого в электронных сигаретах теперь используется электрический испаритель, либо находящийся в прямом контакте с абсорбирующим материалом в «пропитанном распылителе», либо в сочетании с технологией распыления, связанной с «распыляющим струйным распылителем» (в виде выбрасываемых капель жидкости). - распыляется высокоскоростным потоком воздуха, который проходит через несколько небольших инжекторных каналов Вентури, просверленных в материале, абсорбированном никотиновой жидкостью). [32]