Ультразвуковые ингаляторы для создания аэрозоля используют механические колебания, создаваемые пьезоэлементом (пьезокерамической пластинкой) и передаваемые лекарственному раствору. Можно выделить следующие типы таких ингаляторов:
Высокочастотные ультразвуковые ингаляторы (традиционные и сфокусированные),
Низкочастотные ультразвуковые ингаляторы (другие названия сетчатые, мембранные или меш- небулайзеры).
1. Высокочастотные ультразвуковые ингаляторы (небулайзеры).
Традиционный высокочастотный ультразвуковой ингалятор состоит из распылительной камеры, на дне которой находится пьезоэлемент, высокочастотного генератора, а также загубника или маски, присоединяемых к камере. На пьезоэлемент от высокочастотного генератора подается непрерывное синусоидальное напряжение с фиксированной частотой, в пределах от 0,8 до 3 МГц. Переменное напряжение возбуждает пьезоэлемент, вынуждая его совершать механические колебания с той же частотой. Вследствие того, что поверхность пьезоэлемента контактирует с жидким раствором лекарственного препарата (как правило, через промежуточную водную среду) 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. 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.
Этот тип ультразвукового ингалятора имеет то достоинство, что позволяет сократить потери аэрозоля лекарственного препарата во время фазы выдоха, если пациент на это время отрывается от загубника и совершает выдох в окружающий воздух. Однако режим втягивания ртом аэрозоля не всегда возможен, особенно для тяжелобольных. По этой причине чаще используются ингаляторы с принудительной подачей аэрозоля пациенту с помощью встроенного микровентилятора.
В ультразвуковых ингаляторах обычно 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 лекарства предназначена для выполнения двух функций: ее применение позволяет предохранять поверхность пьезоэлемента от воздействия некоторых «агрессивных» лекарственных препаратов и, она позволяет точно дозировать лекарство. В качестве промежуточной водной среды обычно используется дегазированная вода (дегазирование обеспечивается обычным кипячением). В противном случае наличие газовых пузырьков приводит к затуханию ультразвука в воде и резко снижает эффективность работы ингалятора.
Части камеры, контактирующие с лекарством: чашка, крышка камеры и загубникили маска - являются съемными и легко дезинфицируются или стерилизуются.
С целью уменьшения потерь лекарственного препарата в современных моделях имеется возможность прерывать подачу аэрозоля на фазе выдоха, для чего используется кнопка отключения общего электрического питания прибора или отключения питания вентилятора. Этой кнопкой должен манипулировать пациент, что требует от него определенного навыка.
Некоторые модели высокочастотных ингаляторов (небулайзеров), используют фокусированный ультразвук. В таких ультразвуковых ингаляторах, применяются пьезоэлементы специальной сферической формы.
Сфокусированный ультразвук создает на границе лекарственного раствора и воздуха в распылительной камере более узкий фонтанчик с высокой скоростью движения струи, а вокруг фонтанчика создается облако аэрозоля.. В области фонтанчика образуется разрежение, и более высокое давление наружного воздуха ''выталкивает'' аэрозоль через загубник или маску к пациенту. В этих ингаляторах отсутствует вентилятор.
В известных конструкциях такого типа реализуется возможность управлять подачей аэрозоля, обеспечивая его выход только на фазе вдоха. Режим управления обеспечивается включением или выключения подачи электрического напряжения на пьезоэлемент или перекрыванием специального отверстия в камере.
В этих ингаляторах также используются чашки для лекарств.
На рынке имеются высокочастотные ультразвуковые ингаляторы с подогревом для обеспечения режима теплого аэрозоля. Строго говоря, режим подогрева в ультразвуковых высокочастотных ингаляторах (небулайзерах) не требуется, т.к. они не охлаждают аэрозоль в отличие от компрессорных небулайзеров.
В медицинских учреждениях иногда используются ультразвуковые стационарные и полустационарные ингаляторы с большой распылительной камерой и длинной гофрированной трубкой, через которую аэрозоль подается пациенту. Этот тип нгаляторов постепенно исчезает из практики, т.к. в таких ингаляторах невозможно обеспечить дозирование подачи аэрозоля из-за неконтролируемого процесса осаждения частиц аэрозоля в длинной гофрированной трубке, а также из-за трудностей с дезинфекцией трубки. Замена лекарственного препарата или смена пациента приводит к необходимости менять трубку или снимать и дезинфицировать её, что на практике обычно не делается.
Область применения стационарных ультразвуковых ингаляторов – создание аэрозольного облака лекарственного вещества для вдыхания без использования загубника, когда не требуется контролировать дозирование вдыхаемого препарата и используется один и тот же препарат для различных пациентов.
Достоинства высокочастотных ультразвуковых ингаляторов (небулайзеров):
- Меньший вес и габариты по сравнению с компрессорными ингаляторами.
- Большой объем лекарственного препарата, заливаемого в распылительную камеру.
- Высокая производительность подачи аэрозоля пациенту - более высокая, чем у других ингаляторов. В переносных высокочастотных ультразвуковых ингаляторах (небулайзерах) производительность (или скорость) подачи аэрозоля составляет от 1 до 2 мл/мин. что позволяет сократить время ингаляционной процедуры.
- Возможность использования отфильтрованных травяных настоев и некоторых типов БАД,
- Отсутствие эффекта охлаждения аэрозоля. Это важное преимущество ультразвуковых небулайзеров перед компрессорными небулайзерами.
- Возможность регулировки производительности (расхода аэрозоля).
- Бесшумность при работе.
- Возможность некоторых моделей работать от аккумулятора.
Недостатки высокочастотных ультразвуковых ингаляторов (небулайзеров):
- Невозможность использования некоторых вязких лекарственных растворов (суспензий).
2. Низкочастотные (сетчатые) ингаляторы или меш-небулайзеры.
Технология Mesh (сетка) или Vibrating Mesh (вибрирующая сетка) - новая технология, претендующая на то, чтобы преодолеть ряд недостатков, свойственных другим ингаляторам.
В ингаляторах этого типа так же, как в других ультразвуковых ингаляторах с помощью пьезопреобразователя создаются механические колебания, передаваемые лекарственному раствору через тонкую пластину (мембрану). Пластина (сетка) содержит большое количество (от 1000 до 6000) отверстий малого диаметра (порядка 3-4 мкм). Вследствие вибрации пьезопреобразователя, соединенного с сеткой, лекарственный раствор «проталкивается» через мелкие отверстия сетки, в результате чего образуется аэрозоль с размером частиц, определяемым диаметром отверстий. В отличие от высокочастотных ультразвуковых ингаляторов в меш-небулайзерах используются низкая рабочая частота порядка 110-180 кГц.
Достоинства сетчатых или меш- небулайзеров
- Меньший вес и габариты по сравнению с компрессорными ингаляторами и высокочастотными ультразвуковыми ингаляторами.
- Возможность работать от батареек и аккумуляторов.
- Монодисперсность аэрозоля или, иными словами, относительно высокая концентрация частиц одного диаметра (например, 3-4 мкм).
Недостатки сетчатых или меш- небулайзеров:
- Невозможность использования вязких лекарственных растворов (суспензий).
- Охлаждение аэрозоля (его температура снижена на 3-5 град. Цельсия относительно окружающей температуры), что может представлять проблемы для холодочувствительных пациентов.
- Трудность получения размера частиц размером менее 3 мкм и невозможность изменять размер частиц аэрозоля без смены сетки.
- Сложность обслуживания, - прежде всего, особые требования к очистке и промывке сетки после каждой процедуры ингаляции, что сводит на нет преимущества, связанные с компактностью, портативностью и возможностью автономной работы в поездках.
- Короткий срок службы сетки вследствие засорения сетки остатками лекарственного раствора и трудности ее эффективной очистки. Это очень серьезный недостаток меш-небулайзеров, из-за которого некоторые медицинские специалисты называют меш-небулайзеры одноразовыми.
Желающих написать комментарии и задать вопросы, на которые мы подготовим ответы, просим подписаться на наш канал.
Более подробные сведения о небулайзерах можно получить на сайте www.izomedpkf.ru.