УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БРОНХОЛЕГОЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Полезная модель относится к медицине, а именно к устройствам, используемым для лечения заболеваний бронхолегочной системы, а именно для лечения вирусных заболеваний, вызываемых коронавирусом (COVID-19) путем введения в организм больного лекарственного аэрозоля.
В настоящее время для лечения широкого круга бронхолегочных заболеваний, таких как пневмония, астма и т.д., а также для искусственной вентиляции легких путем введения в бронхолегочную систему (БЛС) больного аэрозолей широко используются небулайзеры. Небулайзер является устройством для распыления воды, солевого раствора, лекарственных препаратов, которые используют для лечения бронхиальных заболеваний и т.п. и других подобных жидкостей, чтобы создать аэрозоль, который, в свою очередь, принимается внутрь пользователем перорально и/или назально. [RU 2551311, 2014; RU 2370287, 2009; RU 2466748, 2012; RU 2305555, 2007].
Наиболее распространенным типом медицинских ингаляторов, предназначенных для аэрозольтерапии, являются компрессорные ингаляторы, которые состоят из компрессора и небулайзера (распылительной камеры).
Компрессор используют для сжатия газа, а в небулайзер заливают лекарственный раствор, предназначенный для преобразования его в аэрозоль.
Для создания аэрозоля сжатый газ поступает от компрессора в распылительную камеру, состоящую из закрытого стаканчика, штуцера с соплом, колпачка, отражателя и загубника. Сжатый газ (чаще всего воздух), под давлением поступающий в штуцер, выходит в сопло штуцера. В результате на выходе сопла скорость истечения воздуха резко возрастает, что приводит к локальному падению давления воздуха. Под воздействием разрежения жидкий лекарственный раствор по узким подводящим каналам, образующимся между наружной поверхностью штуцера и колпачком, надетым на штуцер, поступает к выходу сопла, где смешивается с воздушным потоком и распадается на отдельные частицы, которые через мундштук, маску и/или подобный элемент, прикрепленный к мундштуку, в качестве компонента, поддерживающего пероральную и/или назальную аспирацию [JP 06-285168].
Недостатком данных приборов является недостаточная эффективность при использовании для лечения больных коронавирусом (COVID-19), а также отсутствие защиты окружающих от возможного заражения выдыхаемым воздухом, содержащим вирус.
Одним из перспективных направлений лечения заболеваний бронхолегочной системы является использование для этих целей гелий-кислородных смесей [RU 2011121520, 2012; RU 2291718, 2007 и др.]. В частности, для этих целей предлагается использовать прибор, содержащий газовые баллоны, смеситель, устройства контроля скорости газового потока (ротаметр) и лицевую маску [Червинская А.В., Пономаренко Г.Н., Орлов А.В. Применение ингаляционной терапии в комплексном лечении и реабилитации больных с заболеваниями органов дыхания: Пособие для врачей. - С-Пб. - 2000].
Недостатком устройства является трудность регулирования потоков для образования смеси требуемого состава и недостаточная эффективность при его использовании для лечения вирусных поражений бронхолегочной системы.
Усовершенствованное устройство [RU 63680, 2007], состоящее из баллона с кислородно-гелиевой смесью, средств регулировки и контроля скорости газового потока, патрубка и маски, является наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению.
Недостатком устройства является недостаточная эффективность при его использовании для лечения вирусных поражений бронхолегочной системы, которые, как показали проведенные исследования, требуют использование наряду с противовирусным воздействием кислородно-гелиевой смеси применять аэрозоли лекарственных препаратов с определенными характеристиками, в частности, имеющими размеры частиц менее 5 мкм при температуре вдыхаемой смеси 80-120°С. Использование таких смесей обеспечивает глубокое проникновение аэрозоля в ткани легких, равномерную и высокую отдачу тепла в проводящих путях и легочной ткани, запуск механизма клеточного стресса и мобилизацию эндогенных защитных белков теплового шока, оказывающих стимулирующее воздействие на иммунную систему организма.
Задачей, решаемой авторами, являлось создание более эффективного и безопасного устройства для лечения тяжелых форм поражения легких у больных COVID-19.
Технический результат достигался созданием устройства, получившего условное наименование «ТЕРМОГЕЛИКС», состоящего из баллона с кислородно-гелиевой смесью, снабженного устройством, регулирующим скорость потока газа, связанного соединительной трубкой последовательно с нагревательным элементом, способным обеспечивать нагрев газовой смеси до 120°С, небулайзером с вибрирующей пористой пластиной, обеспечивающей прохождение через нее частиц с размером менее 5 мкм, клапанами, лицевой маской и блоком дезинфекции.
Неболайзер, как правило, содержит лекарственный препарат, оказывающий оздоравливающее воздействие на организм больного, например, гепарин, интерферон, ацетилцистеин, сурфактант, гипосульфит натрия и т.п.
Блок дезинфекции содержит либо устройство на основе «холодной плазмы», либо устройство, содержащее светодиоды, излучающие ультрафиолетовое излучение, либо нанофильтрационный модуль или иное известное устройство, способное дезинтегрировать или задержать вирусные частицы.
Общий вид устройства приведен на фиг. 1, где используются следующие обозначения: 1 - баллон; 2 - маска; 3 - соединительная трубка; 4 - нагревательный элемент; 5 - небулайзер; 6 - блок управления; 7 - редуктор; 8 - пористая вибрирующая пластина; 9 - редуктор; 10 - выходной клапан; 11 - сетевой кабель небулайзера; 12 - блок дезинфекции; 13 - сетевой кабель нагревательного элемента; 14 - сетевой кабель блока дезинфекции.
Устройство включает в себя баллон с кислородно-гелиевой смесью 1, соединенный с маской 2 соединительной трубкой 3 через нагревательный элемент 4, снабженный защитным кожухом и способный обеспечить температуру газового потока до 120°С и небулайзер 5. Баллон 1 размешен на блоке управления 6 и снабжен редуктором 7. Небулайзер 5, содержащий лекарственное вещество, через пористую вибрирующую пластину 8 с порами, обеспечивающими прохождение частиц аэрозоля размером менее 5 мкм, связан с входящим клапаном 10, размещенным на маске 2 и с помощью сетевого кабеля небулайзера 11 связан с блоком управления небулайзера 12. Маска 2 через выходной клапан 10 соединена трубкой 11 с блоком стерилизации 12. Блок дезинфекции 13 содержит либо устройство, содержащее светодиоды, излучающие ультрафиолетовое излучение, либо устройство на основе «холодной плазмы», либо нанофильтрационную мембрану. Блок управления 6 связан сетевыми кабелем 14 с нагревательным элементом 4 и с блоком дефинфекции 12 кабелем 15.
Устройство работает следующим образом. Сетевым кабелем 16 включают блок управления 6 и через блок управления небулайзера 12 и сетевой кабель небулайзера 11 включают в сеть небулайзер 5. Газовая смесь из баллона 1 подогревается в нагревательном элементе 4 до 80-120°С и поступает через небулайзер 5 и вибрирующую пористую пластину 8 во входящий клапан 9 маски 2 и далее в бронхолегочную систему больного. Скорость подачи газа регулируется редуктором 7 на баллоне и контролируется манометром. Вибрирующая пористая пластина 8 при этом действует как микронасос (микропомпа), вытягивая жидкость через отверстия, производя аэрозоль низкой скорости с заданным размером частиц, оптимизированный для целевой доставки лекарственных средств в легкие. При выдохе воздух через маску 2 и выходящий клапан 10 поступает в блок дезинфекции 13, где вирусные частицы дезинтегрируются под действием ультрафиолета или холодной плазмы, после чего обеззараженный воздух выходит в помещение.
В результате проведенных испытаний заявляемого устройства, получившего наименование «Термогеликс», было показано, что оно показывает высокую эффективность при целом ряде патологий, связанных с дыхательной недостаточностью таких, как астма, ХОБЛ, состояния после инфарктов и инсультов, ряд патологий беременности, когда развивается дыхательная недостаточность матери и плода.
Его применение для лечения больных COVID-19 улучшает газообмен в труднодоступных отделах легких и доставку ингаляционных препаратов в клетки-мишени, запускает выход из клеток легочного эпителия защитных белков клеточного стресса - белков теплового шока (БТШ70), которые препятствуют развитию поражения легких и запускают синтез противовирусного белка - интерферона, что особенно эффективно при тяжелых случаях поражения, уменьшая тяжесть течения больного, предотвращая необходимость перевода больного на ИВЛ и ускоряя элиминацию вирусов из организма.
Используемые при его применении подогретые дыхательные смеси также обладают прямым противовирусным действием из-за термической нестабильности коронавирусов, а при комбинации горячих гелий-кислородных смесей с небулайзерным введением лекарственных препаратов их эффект взаимно усиливается (феномен синергии). Было показано, что ингаляционное введение гепарина и ацетилцистеина (флуимуцила) на платформе «Термогеликс» препятствует развитию коронавирусного микротромбоваскулита в легких, нарушает связь S-белка коронавирусов с рецепторами на поверхности клеток-мишеней, что препятствует их проникновению в эти клетки; ингаляции тиосульфата натрия препятствуют развитию «цитокиновой бури», способствуют разрешению коронавирусной пневмонии и блокирует репликацию вируса в клетках-мишенях.
Так, при лечении больных с коронавирусом с использованием в качестве лекарственного средства тиосульфата натрия и горячих гелий-кислородных смесей в республиканской больнице г. Сыктывкар исследования проводились на 50 пациентах, которые предполагалось подключить к аппарату ИВЛ. После использования заявляемого устройства подключение к аппарату ИВЛ потребовалось только одному больному с признаками начинающегося респираторного дистресс-синдрома и снижением сатурации кислорода ниже 90%. При этом было показано полное отсутствие следов вируса в выдыхаемом воздухе.