способ ингаляции лекарственных препаратов на фоне гиперкапнической гипоксии

Формула изобретения

Способ ингаляции лекарственных препаратов на фоне гиперкапнической гипоксии, отличающийся тем, что перевод жидкой формы лекарственного препарата в мелкодисперсную среду осуществляют за счет ультразвуковых колебаний, которые проводят на фоне вдыхания воздуха с концентрацией углекислого газа более 5% и дефицитом кислорода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, неврологии, пульмонологии, и может быть использовано для проведения ингаляции аэрозолями спирто- и водорастворимых лекарственных препаратов в сочетании с гиперкапнически-гипоксическими тренировками как в домашних условиях, так и в медицинских учреждениях.

Для лечения заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем широко применяются лекарственные формы в виде ингаляций аэрозолей. Преимущество ингаляционной терапии перед другими методами заключается в более быстром всасывании лекарственных препаратов, увеличении активной поверхности лекарственного вещества, Кроме того, минуя печень, лекарственные вещества в неизмененном виде действуют при заболеваниях верхних дыхательных путей и легких более эффективно, чем при их пероральном применении.

Одним из вариантов увеличения эффективности ингаляционной терапии является расширение бронхиального дерева и увеличение его кровоснабжения на фоне ингаляционной терапии. Наиболее близкой по достигаемому эффекту является гиперкапническая гипоксия - вдыхание воздушной газовой смеси с высокой концентрацией углекислого газа и низким содержанием кислорода.

Известен способ аэрозольных ингаляций лекарственных препаратов (патент РФ № 2039576), основанный на использовании устройства, включающего резервуар (распылительная камера) для жидкого лекарства и концентрации его аэрозоля, содержащий генератор ультразвуковых колебаний, основным назначением которого является образование мелкодисперсной газовой среды, путем возбуждения ультразвуковых колебаний в жидкости. Для вдоха аэрозольного облака в верхней части распылительной камеры расположен воздуховод в виде вихревой трубы. Для подсоса воздуха в распылительной камере имеется щелевая прорезь.

Недостатком известного способа является невозможность осуществления ингаляции аэрозоля лекарственного препарата на фоне гиперкапнической гипоксии.

Известен способ ингаляции лекарственных препаратов на фоне гиперкапнической гипоксии (патент РФ № 42428), основанный на использовании устройства, включающего дыхательную трубку с мундштуком, две цилиндрические, входящие одна в другую и заливаемые жидкостью камеры, непосредственно соединенные с дыхательной трубкой, сетчатую и донную насадки. Для создания гиперкапнической гипоксии производится задержка дыхания на вдохе, после чего осуществляется выдох небольшими порциями.

Недостатки способа

1. Невозможность создания концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе более 5%, что недостаточно для проявления минимальных эффектов гиперкапнии.

2. При прохождении вдыхаемого воздуха через лекарственное вещество образуется крупнодисперсная газовая среда, т.е. размеры образующихся частиц вдыхаемого аэрозоля составляют в среднем 10-20 мкм, что не позволяет аэрозолю лекарственного препарата проникать во все отделы бронхиального дерева, включая самые мелкие бронхи, и как следствие этого недостижение высокой терапевтической концентрации и непопадание лекарства в патологический очаг.

3. Обязательным условием эффективного использования данного способа является необходимость обладать навыками диафрагмального типа дыхания. Обучение пациента диафрагмальному дыханию значительно затрудняет проведение процедуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ создания гиперкапнической гипоксии (патент РФ № 2301081), основанный на использовании устройства для создания гиперкапнической гипоксии, включающего центральную трубку, корпус с емкостью "мертвого" пространства, разделенного на параллельно расположенные ячейки, соединенные между собой при помощи соединительного пространства.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности на фоне эффективной концентрации углекислого газа и дефицита кислорода осуществлять ингаляцию лекарственных препаратов в дыхательные пути и легкие.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности ингаляции за счет обогащения вдыхаемого воздуха с высокой концентрацией углекислого газа и дефицитом кислорода мелкодисперсной средой ингалируемого лекарственного препарата.

Технический результат достигается тем, что в соединительном пространстве прототипа предусматривается возможность подключения распылительной камеры специальной конусовидной формы, на дне которой располагается генератор ультразвуковых колебаний, основное назначение которого является возбуждение ультразвуковых колебаний в жидкости и перевод ее в мелкодисперсное состояние. Таким образом, соединительное пространство прототипа становится камерой обогащения гиперкапнически-гипоксической газовой смеси мелкодисперсными парами лекарственного вещества.

В результате на фоне высокой концентрации углекислого газа и дефицита кислорода во вдыхаемом воздухе происходит максимальное расширение бронхов, включая самые мелкие, а перевод жидкой формы лекарственного вещества за счет ультразвуковых колебаний в мелкодисперсную среду позволяет лекарственному препарату проникнуть во все отделы бронхиального дерева и достигать тем самым максимального терапевтического эффекта.

Сущность заявляемого способа проиллюстрирована работой устройства (фиг.1 и 2А, Б). Пациента подключают к устройству для создания гиперкапнической гипоксии, состоящему из корпуса 1 (фиг.1) с центрально расположенной трубкой 2 с площадью поперечного сечения, близкой к площади поперечного сечения трахеи. Корпус 1 разделен на ячейки 3, расположенные параллельно друг другу. Ячейки 3 сообщаются с внешней средой посредством отверстия 4, а друг с другом и центральной трубкой 2 с помощью соединительного пространства 5. В соединительном пространстве 5 напротив выхода из центральной трубки 2 установлена специальная распылительная камера 6 со встроенным генератором ультразвуковых колебаний 7, предназначенным для образования паров ингалируемого лекарственного вещества.

Способ работает следующим образом.

В распылительную камеру 6 наливают раствор спирто- или водорастворимого лекарственного препарата и подсоединяют к соединительному пространству 5. Дыхание осуществляют через загубник, а носовое дыхание отключают. На фиг.2(А, Б) показана схема движения газовой смеси.

Выдыхаемый воздух заполняет центральную трубку 2 и попадает в соединительное пространство 5, далее направляется в ячейки 3, заполняющие корпус 1, и выводится в атмосферу через отверстие 4. В конце выдоха в ячейках 3 остается обогащенный углекислым газом и бедный кислородом альвеолярный воздух. Во время акта выдоха пары ингалируемого лекарственного препарата остаются и концентрируются в распылительной камере 6.

Движение воздуха во время акта вдоха осуществляется в обратном направлении по отношению к выдоху. При этом под действием создавшегося отрицательного давления пары лекарственного препарата поступают в соединительное пространство 5, где смешиваются с воздушной смесью, обогащенной углекислым газом и бедной кислородом, и далее поступают в дыхательные пути пациента.

Для доказательства эффективности заявляемого способа было проведено сравнительное тестирование, в котором приняло участие 30 здоровых мужчин в возрасте 19±2 года, не предъявляющих жалоб и не состоящих на диспансерном учете с патологией нервной, сердечно-сосудистой и других систем. Испытуемый были разделены на две равные группы.

Первая группа в течение 5 минут осуществляла ингаляцию аэрозоля лекарственного препарата с помощью стандартного ультразвукового ингалятора «Ротор» (сертификат соответствия № РОСС RU. АЮ66 ВО3843, выдан 18.08.2003). Испытуемые второй группы в течение 5 минут осуществляли дыхание воздушной газовой смесью с низким содержанием кислорода и избытком углекислого газа, обогащенной мелкодисперсными парами лекарственного вещества, в качестве которого использовался пантокрин (спиртово-водный экстракт, получаемый из пантов благородного марала, изюбра или пятнистых оленей), регистрационный номер 70/730/54, производитель: ОАО «Фармацевтическая фабрика Санкт-Петербурга». Как во время экспозиции, так и в течение следующих 5 минут периода восстановления у испытуемых обеих групп производилась регистрация артериального давления и линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии.

Во время дыхания как визуально, так и органолептически наблюдалось попадание аэрозоля раствора пантокрина в легкие. Газоанализ вдыхаемой воздушной смеси проводили на газоанализаторе Spirolyt-2 (Германия) и анализаторе кислорода АК - 01 (Россия).

Результаты проведенного тестирования продемонстрированы фиг.3-6.

Фиг.3. Динамика изменения артериального давления у испытуемых первой группы во время и после ультразвуковой ингаляции пантокрина.

Фиг.4. Динамика изменения артериального давления у испытуемых второй группы при дыхании гиперкапнически-гипоксической газовой смесью с ультразвуковой ингаляцией пантокрина.

Фиг.5. Динамика скоростных показателей мозгового кровотока у испытуемых первой группы во время и после ультразвуковой ингаляции пантокрина.

Фиг.6. Динамика скоростных показателей мозгового кровотока у испытуемых второй группы при дыхании гиперкапнически-гипоксической газовой смесью с ультразвуковой ингаляцией пантокрина.

При сравнительном анализе полученных результатов (График 1-4) было выявлено, что дыхание воздушной газовой смесью с низким содержанием кислорода и избытком углекислого газа, обогащенной мелкодисперсными парами лекарственного вещества с помощью ультразвукового генератора, сопровождается более выраженной ответной реакцией организма, что подтверждается динамикой изменения артериального давления и скоростных показателей мозгового кровотока по сравнению со стандартной ультразвуковой ингаляцией лекарственного препарата.

Преимущества заявляемого способа

1. Возможность осуществлять ингаляцию лекарственных препаратов в дыхательные пути и легкие на фоне эффективной концентрации углекислого газа и дефицита кислорода во вдыхаемом воздухе.

2. Мелкодисперсная форма позволяет лекарственному препарату проникать во все отделы бронхиального дерева, включая самые мелкие бронхи, и как следствие этого достигать максимального терапевтического эффекта.

3. Увеличение кровоснабжения легких вследствие эффекта гиперкапнической гипоксии позволяет мелкодисперсной форме ингалируемого лекарственного вещества максимально проникать в общий кровоток и достигать более высокой концентрации.

4. На фоне гиперкапнической гипоксии в сочетании с ингаляцией лекарственного препарата минимизируются потери ингалируемого препарата в окружающую среду вследствие увеличения частоты и глубины дыхания.