Предисловие.
В подготовке этой статьи принял участие Сергей Николаевич Авдеев,
Профессор, доктор медицинских наук, Главный внештатный пульмонолог Минздрава России, академик РАН, зав кафедрой пульмонологии Сеченовского университета.
В статье рассматриваются небулайзеры с подогревом (компрессорные и ультразвуковые), которые, в отличие е от паровых (паровлажных) ингаляторов, не перегревают лекарственный препарат и делают ингаляционную процедуру комфортной и эффективной. Оценивается влияние низкой температуры аэрозоля и охлаждения аэрозоля на эффективность небулайзерной терапии, обосновываются рекомендации по применению ингаляторов (небулайзеров), использующих подогрев аэрозоля (heated nebulizers) и обосновываются температурные ограничения при подогреве, которые необходимо соблюдать для сохранения стабильности лекарственных препаратов и обеспечения эффективности ингаляционных процедур.
Ингаляционная (небулайзерная) терапия является одним из основных методов профилактики и лечения заболеваний органов дыхания и легких у взрослых и детей. Это связано с оптимальной возможностью доставки необходимых препаратов непосредственно в дыхательные пути. Небулайзерная терапия широко используется в профилактике и лечении, применяется в неотложной помощи, в стационарах и в домашних условиях.
Для небулайзерной терапии используются ультразвуковые и компрессорные ингаляторы, которые формируют лекарственные аэрозоли из растворов лекарственных препаратов.
Каждому виду ингаляторов, компрессорных или ультразвуковых, свойственны свои достоинства, а также недостатки, которые достаточно подробно рассмотрены в статьях:
- Виды ингаляторов (небулайзеров). Классификация от проф. Осипова Л.В.
- Компрессорные ингаляторы (небулайзеры). Достоинства и недостатки, особенности применения
- Ультразвуковые ингаляторы (небулайзеры)
Залогом успешной ингаляционной терапии является не только правильный выбор препарата и такие факторы, как профессионализм врача и обучение пациента ингаляционной технике, но также выбор оптимальной системы доставки препарата. Идеальное устройство доставки должно обеспечивать достаточно высокую депозицию (оседание) препарата в дыхательных путях и легких, быть надежным и достаточно простым в использовании, быть комфортным и доступным для применения в любом возрасте и при тяжелых стадиях заболевания.
Следует подробно остановиться на одной особенности абсолютного большинства представленных на российском рынке сотен моделей небулайзеров, - все они, за исключением порядка десятка моделей, в лучшем случае, поддерживают комнатную температуру аэрозоля на выходе аппарата, а во многих случаев охлаждают аэрозоль.
Поэтому заслуживают отдельного рассмотрения ингаляторы (небулайзеры), использующие подогрев аэрозоля (heated nebulizers) или «теплые небулайзеры».
Ультразвуковые высокочастотные ингаляторы, как правило, не влияют на температуру аэрозоля, но в некоторых моделях его температура может увеличиваться на несколько градусов за счет нагрева пьезопреобразователя, контактирующего с водной средой, в которую помещается чашка с лекарственным раствором.
Низкочастотные ультразвуковые сетчатые ингаляторы (меш-небулайзеры) охлаждают аэрозоль на 3–5 °С относительно окружающей температуры за счет физических эффектов, связанных с механизмом сжатия лекарственного раствора при продавливании его через сетку и последующего снижения давления на частицы аэрозоля на выходе сетки.
Особенностью компрессорных ингаляторов является то, что в них происходит охлаждение образуемого аэрозоля за счет эффекта резкого падения давления сжатого воздуха на выходе из сопла распылительной камеры. Вследствие этого в компрессорных ингаляторах существенно уменьшается температура аэрозоля – на 7–10 °С по сравнению с окружающей температурой. Например, при окружающей температуре 21 °С температура аэрозоля в компрессорном ингаляторе может снижаться до величин 13–15 °С. Даже в том случае, когда в камеру компрессорного ингалятора заливается теплый раствор, положительный эффект от предварительного подогрева раствора проявляется лишь в начале процедуры, а уже через 1–2 минуты температура аэрозоля опять снижается до тех же малых температур в силу упомянутого выше физического эффекта.
Пониженная температура аэрозоля влияет на эффективность ингаляционной процедуры. Очень часто пациент при вдыхании охлажденного аэрозоля испытывает дискомфорт и во многих случаях у него может появляться кашель. Естественно, при этом нарушается точность дозирования, т.к. часть лекарственного препарата «выкашливается». Для гиперчувствительных пациентов (с повышенной чувствительностью к холодовым раздражителям) процедура просто становится невозможной вследствие низкой температуры аэрозоля.
Холодная струя аэрозоля вызывает рефлекторное раздражение нервных окончаний дыхательных путей, что может приводить к сужению просвета голосовой щели и вызвать бронхоспазм у пациента, особенно при продолжительной и интенсивной ингаляции.
При локальном охлаждении дыхательных путей человек может «самоинфицироваться», если в организме уже присутствует источник инфекции, но иммунная система сдерживает его и не допускает развития болезни. Локальное охлаждение может приводить к ослаблению иммунитета, в результате инфекция выходит из-под контроля, что приводит к началу болезни. Снижение активности иммунной системы является одной из главных причин ОРВИ (ОРЗ).
Больные, перенесшие трахеотомию, в принципе не могут принимать ингаляционные процедуры с применением обычных компрессорных ингаляторах, охлаждающих аэрозоль.
Для устранения проблем, вызванных охлаждением аэрозоля, применяются небулайзеры (системы ингаляционной терапии) с подогревом, обеспечивающие поступление в дыхательные пути пациента теплого аэрозоля. Заметим, что способы теплой небулайзерной терапии не следует путать с тепловлажными ингаляциями с применением пара, которые в настоящее время имеют ограниченное применение из-за отрицательного воздействия температуры пара на лекарственные препараты и опасности обжигающего действия высокой температуры на дыхательные пути.
Достоинства применения «теплой» небулайзерной терапии.
- Теплый аэрозоль обеспечивает комфортные условия проведения ингаляционной процедуры, если его температура приближается к температуре человеческого тела, не превышая её.
- Применение теплого аэрозоля позволяют исключить рефлекторный кашель, провоцируемый холодным аэрозолем с температурой, которая ниже окружающей (комнатной) температуры, и тем самым обеспечивает не только комфортность процедуры, но и более высокую точность дозирования лекарственного препарата, поступающего к пациенту.
- Подогретый аэрозоль эффективен для снятия обострения хронической обструктивной болезни легких.
- Комфортная температура аэрозоля необходима для пациентов с гиперчувствительностью к холодному влажному воздуху .
- Больные, перенесшие трахеотомию в принципе должны использовать небулайзеры с подогревом аэрозоля.
Ряд исследований показал, что увеличение температуры аэрозоля до температур, близких к температуре человеческого тела, способствовало повышению эффективности мукоцилиарного клиренса (механизма, осуществляющего местную защиту слизистой оболочки органов дыхания от внешних воздействий, включая инфекцию), в то время как снижение температуры ослабляло защитные возможности дыхательных путей.
Сравнительные исследования методов ингаляции: с подачей кислорода и подогревом аэрозоля для купирования обострения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) показали явные преимущества ингаляции с подогревом. Так, время начала отхождения мокроты было короче, а её объем был заметно больше.
Температура лекарственного раствора, помещаемого в распылительную камеру, оказывает определенное влияние на характер процедуры аэрозольтерапии. При повышении температуры раствора увеличивается производительность ингалятора и несколько увеличиваются размеры основной массы частиц. Это происходит за счет уменьшения коэффициента поверхностного натяжения в теплом лекарственном растворе. Таким образом, подогретый или обеспечивая его подогрев лекарственного раствора, можно повлиять на размер частиц и на эффективность процедуры.
Если лекарственный препарат, используемый для небулайзерной терапии, в процессе формирования аэрозоля подвергается кратковременному подогреву до температур, не превышающих температуру человеческого тела, его лекарственные свойства не изменяются и, при попадании в дыхательные пути человека, препарат оказывает терапевтическое воздействие.
Однако, в ряде известных моделей небулайзеров с подогревом аэрозоля, температура лекарственного препарата в камере или температура аэрозоля (в зависимости от способа подогрева) может существенно превышать температуру человеческого тела. Если эта температура выше температуры денатурации белков, то применение подогрева с такой температурой неприемлемо для использования лекарственных препаратов, содержащих белки. Напомним, что необратимая денатурация большинства белков организма человека, при которой они теряют свою активность, происходит при температуре выше 50 °С.
В работе [1] приведены результаты проверки стабильности свойств ряда лекарств, используемых в небулайзерной терапии, и подвергавшихся нагреву до 50 °C. Химическая стабильность лекарств оценивалась путем сравнения хромотограмм до и после воздействия высокой температуры. Такие лекарства, как эпинефрин, левальбутерол, тобрамицин, колистин, будесонид и сальбутамол сохранили свои свойства после ограниченного нагрева до температуры не более 50 °C.
Вышеприведенные факты позволяют рекомендовать для применения в медицинских учреждениях и на дому только те модели небулайзеров с подогревом аэрозоля, которые не подвергают лекарственный препарат нагреву до температур выше 40–42 °C, что гарантированно сохраняет стабильность свойств препарата.
Для получения теплого аэрозоля во время проведения процедуры в ингаляторах (небулайзерах) используются различные технологии подогрева. В большинстве известных моделей небулайзеров с подогревом применяемые способы подогрева приводят к перегреву лекарственного препарата, что может нарушить стабильность его свойств.
В некоторых моделях ингаляторов применяется подогрев аэрозоля с помощью специальных нагревательных элементов, устанавливаемых на выходе загубника или на гофрированной трубке, соединяющей распылительную камеру с загубником (маской). Такой способ подогрева имеет принципиальный недостаток, связанный с нагревом потока аэрозоля через воздух, который является плохим проводником тепла. Поэтому температура внутренней поверхности нагревателя (трубки) должна быть существенно большей, чем температура 50°С, что может приводить к нарушению лекарственных свойств препаратов, содержащих белки, вследствие их денатурации в частицах аэрозоля, контактирующих с поверхностью нагревателя. Дополнительным недостатком такого способа нагрева является невозможность или трудность стерилизации и дезинфекции трубки с подогревом. Кроме того, использование трубки делает невозможным точное дозирование лекарственного препарата, доставляемого пациенту, вследствие неконтролируемого осаждения аэрозоля на стенках трубки.
Другой способ подогрева основан на смешивании аэрозоля с нагретым паром для получения тепловлажной ингаляции. Недостаток этого способа – невозможность использования препаратов, у которых воздействие пара приводит к изменению их лекарственных свойств.
Исследования, проведенные отечественными специалистами [2], позволили разработать методы подогрева лекарственного раствора в компрессорном небулайзере с помощью нагревателя в распылительной камере. Необходимый уровень температуры лекарственного раствора в камере обеспечивается таким, чтобы его температура не превышала 40 °С. При этом температура аэрозоля на выходе также не превышает 40 °С.
В отечественном компрессорном ингаляторе «ЭлНеб-Т» и распылительной камере ЭлНеб-Термо контролируемый по температуре нагрев осуществляется в тонком слое лекарственного раствора, поступающего к соплу распылительной камеры. Контроль и регулировка нагрева осуществляется таким образом, чтобы температура лекарственного раствора не превышала величины 40 °С. Температура аэрозоля на выходе небулайзера составляет 28-32 °С.
Специально для использования на дому, особенно для детей, а также для поездок и скорой медицинской помощи разработана модель портативного небулайзера Элнеб-Т-Мини.
Литература.
1. H. Saeed, James B Fink, Mohamed Abdelrahim. Stability of commonly nebulized drugs in heated and humid condition, doi: 10.5455/medscience.2017.06.8737.
2. Осипов Л.В., Жилин Ю.Н., Авдеев С.Н., Мизерницкий Ю.Л. Применение ультразвуковых и компрессорных ингаляторов (небулайзеров) для лечения заболеваний дыхательных путей и легких/ ред. Осипов Л.В. – М.: 2014.
Подробная информация об отечественных небулайзерах с подогревом приведена на сайте www.izomedpkf.ru