Факторы, определяющие эффективность использования небулайзеров
Условно все факторы, оказывающие влияние на продукцию аэрозоля, его качество и депозицию в дыхательных путях пациента, т.е. определяющие эффективность небулайзерной техники, можно разделить на три большие группы:
• факторы, связанные с ингаляционным устройством;
• факторы, связанные с пациентом;
• факторы, связанные с лекарственным препаратом.
Факторы, связанные с ингаляционным устройством
Задачей ингаляционной терапии при помощи небулайзера является продукция аэрозоля с высокой пропорцией (> 50 %) респирабельных частиц (менее 5 мкм) в течение довольно короткого временного интервала (обычно 10-15 мин). Эффективность продукции аэрозоля, свойства аэрозоля и его доставка в дыхательные пути зависят от типа небулайзера, его конструкционных особенностей, объема наполнения и остаточного объема, величины потока рабочего газа, “старения” небулайзера, сочетания системы компрессор-небулайзер и др.
Несмотря на сходный дизайн и конструкцию, небулайзеры различных моделей могут иметь значительные различия. При сравнении 17 типов струйных небулайзеров было показано, что различия в выходе аэрозоля достигали 2 раз (0,98-1,86 мл), в величине респирабельной фракции аэрозоля - 3,5 раз (22-72%), а в скорости доставки частиц респирабельной фракции препаратов - 9 раз (0,03-0,29 мл/мин). В другом исследовании средняя депозиция препарата в легких различалась в 5 раз, а средняя орофарингеальная депозиция - в 17 раз.
Основным фактором, определяющим депозицию частиц в дыхательных путях, является размер частиц аэрозоля. Условно распределение частиц аэрозоля в дыхательных путях в зависимости от их размера можно представить следующим образом:
• более 10 мкм - осаждение в ротоглотке;
• 5-10 мкм - осаждение в ротоглотке, гортани и трахее;
• 2-5 мкм - осаждение в нижних дыхательных путях;
• 0,5-2 мкм - осаждение в альвеолах;
• менее 0,5 мкм - не осаждаются в легких.
В целом, чем меньше размер частиц, тем более дистально происходит их депозиция: при размере частиц 10 мкм отложение аэрозоля в ротоглотке равно 60 %, а при 1 мкм - приближается к нулю. Частицы размерами 6-7 мкм осаждаются в центральных дыхательных путях, в то время как оптимальные размеры для депозиции в периферических дыхательных путях - 2-3 мкм.
Типы струйных небулайзеров:
• конвекционные с постоянным выходом аэрозоля;
• активируемые вдохом (Вентури);
• синхронизованные с дыханием (дозиметрические).
Конвекционный (обычный) небулайзер является наиболее распространенным. Такой небулайзер производит аэрозоль с постоянной скоростью, во время вдоха происходит вовлечение воздуха через Т-трубку и разведение аэрозоля. Аэрозоль поступает в дыхательные пути только во время вдоха, а во время выдоха происходит потеря большей его части (55-70%), что значительно повышает стоимость терапии и экспозицию лекарственного препарата у медицинского персонала. Обычные небулайзеры для достижения адекватного выхода аэрозоля требуют относительно высокие потоки рабочего газа (более 6 л/мин).
Небулайзеры, синхронизованные с дыханием (дозиметрические небулайзеры) производят аэрозоль только во время фазы вдоха. Генерация аэрозоля во время вдоха обеспечивается при помощи электронных сенсоров потока либо давления, и теоретически соотношение выхода аэрозоля во время вдоха и выдоха достигает 100 : 0. Основным достоинством дозиметрического небулайзера является снижение потери препарата во время выдоха. В практике, однако, может происходить потеря препарата в атмосферу во время выдоха, т.к. не весь препарат откладывается в легких. Дозиметрические небулайзеры имеют неоспоримые достоинства при ингаляции дорогих препаратов, т.к. снижают их потерю до минимума. Некоторые дозиметрические небулайзеры были созданы специально для доставки дорогих препаратов, например, небулайзер VISAN-9 предназначен для ингаляции препаратов сурфактанта. Недостатками таких систем являются более длительное время ингаляции и высокая стоимость.
Остаточный объем. Препарат нельзя использовать полностью, так как часть его остается в так называемом “мертвом” пространстве небулайзера, даже если камера почти полностью осушена. Остаточный объем зависит от конструкции небулайзера, и обычно находится в пределах от 0,5 до 1,5 мл. Остаточный объем не зависит от объема наполнения, однако на основе величины остаточного объема даются рекомендации о количестве раствора, добавляемого в камеру небулайзера. Большинство современных небулайзеров имеют остаточный объем менее 1 мл, для них объем наполнения должен быть не менее 2 мл. Остаточный объем может быть снижен путем легкого поколачивания камеры небулайзера к концу процедуры, при этом происходит возвращение крупных капель раствора со стенок камеры в рабочую зону, где они вновь подвергаются небулизации.
Объем наполнения также влияет на выход аэрозоля, например, при остаточном объеме 1 мл и объеме наполнения 2 мл может быть преобразовано в аэрозоль не более 50% препарата (1 мл раствора останется в камере), а при том же остаточном объеме и объеме наполнения 4 мл может быть доставлено в дыхательные пути до 75% препарата. Однако при остаточном объеме 0,5 мл повышение объема наполнения от 2,5 до 4 мл приводит к повышению выхода препарата лишь на 12%, а время ингаляции повышается на 70%. Чем выше выбранный исходный объем раствора, тем большая доля препарата может быть ингалирована. Однако при этом время небулизации также увеличивается, что может значительно снизить комплайенс больных к терапии. Кроме того, большинство лекарственных препаратов для небулизации расфасовано по 2 и 2,5 мл, поэтому повышение объема наполнения до 3-4 мл может потребовать дополнительных расходных материалов (шприцы, растворы), что увеличит стоимость терапии.
Поток рабочего газа для большинства современных небулайзеров находится в пределах 4–8 л/мин. Повышением потока приводит к линейному снижению размера частиц аэрозоля, а также к повышению выхода аэрозоля и снижению времени ингаляции. Небулайзер обладает известным сопротивлением потоку, поэтому, чтобы адекватно сравнивать компрессоры между собой, поток должен измеряться на выходе небулайзера. Этот “динамический” поток и является истинным параметром, определяющим размер частиц и время небулизации.
Время небулизации. Выход препарата отличается от выхода раствора вследствие испарения - к концу ингаляции раствор препарата в небулайзере концентрируется. Поэтому раннее прекращение ингаляции (например, в момент “разбрызгивания” или раньше) может значительно снизить величину доставки препарата. Существует несколько способов определения времени небулизации: “общее время небулизации” (время от начала ингаляции до полного осушения камеры небулайзера); “время разбрызгивания” (время до начала разбрызгивания, шипения небулайзера, т.е. точки, когда пузырьки воздуха начинают попадать в рабочую зону, и процесс образования аэрозоля становится прерывистым); “клиническое время небулизации” (время, среднее между “общим” и “временем разбрызгивания”, т.е. то время, в которое больной обычно прекращает ингаляцию). Слишком длительное время ингаляции (более 10 мин) может снизить комплайенс больного к терапии. Рационально рекомендовать пациенту проводить ингаляцию в течение фиксированного времени, исходя из вида небулайзера, компрессора, объема наполнения и вида лекарственного препарата.