Съвременно аерозолно оборудване и техники за производство на аерозол, Наръчник на лекаря

Аерозолите се приготвят веднага след употреба. Механизмът на пръскане на течности е, че под действието на хидравлично налягане, центробежна или аеродинамична сила, течността се изтегля в тесни потоци (нишки) или филми, които след това се разпадат на малки капки под действието на силите на повърхностното напрежение.

Основният компонент на всяко устройство за получаване на диспергиращи аерозоли е дюза, съдържаща ъгъл на пръскане на Bergson. Краят на едната тръба се потапя в течността, а през втората тръба се подава въздух под налягане. Струята газ, излизаща от дюзата, създава вакуум в първата тръба, увлича течността и я раздробява на малки частици под формата на аерозол.

При механичните пулверизатори течната струя се раздробява под действието на центробежни сили, възникващи от въртенето на струята или на самия пулверизатор. В хидравличните дюзи пулверизирането се постига благодарение на силите на триене, които възникват на границата течност-газ в резултат на високата скорост на движение (изход) на газа.

Има два начина за пръскане:

1) течността изтича с висока скорост в неподвижна газова среда и, удряйки сепаратора, се раздробява на малки частици;
2) течността изтича с ниска скорост в движещия се газов поток и също се разпада на малки капчици.

Аерозолните генератори са разделени на два вида: диспергиращи (смилане, пръскане) течни или твърди тела в малки частици и кондензиращи или коагулиращи частици от молекулярно диспергирана (газообразна) среда.

Класификация на аерозолни генератори :

I. Според метода на генериране на аерозоли:

1) механични(центрофуга);
2) пневматичен (дюза) - източникът на пръскане е сгъстен газ от компресор, цилиндър или круша, налягане на парата;
3) ултразвукова.

II. За мобилност:

1) стационарен;
2) преносим (преносим).

III. Според броя на обслужените пациенти:

1) камера (група);
2) индивидуални (за 1 или 2-3 пациенти).

IV. С предварително записване:

1) вдишване на водни разтвори на лекарствени продукти;
2) вдишване на прах;
3) вдишване на масла;
4) вдишване на летливи фракции;
5) парни инхалации.

Механичните аерозолни устройства включват центробежни и пулверизатори с директно действие. Принципът на действие на центробежен генератор е следният. Пръсканата течност се върти с висока скорост в канала и се издига по стените на смукателния конус, задвижван от електродвигател, и се насочва покрай дисковете. Когато частици и капчици, движещи се по инерция, ударят плочите на дезинтегратора, капките се раздробяват допълнително и най-големите капчици се връщат обратно в резервоара с напръсканата течност. С увеличаване на честотата на въртене на дисковете, скоростта на течността на изхода на дюзата се увеличава, производителността на пулверизатора се увеличава и размерът на генерираните частици намалява. В рамките на 1 час устройството изпръсква до 150 ml течност. Недостатъкът на генератора е широка гама от аерозолни частици.

Пулверизаторите с директно действие се основават на изтласкване на невихрова струя течност от дюза с висока линейна скорост. Налягането в този случай може да достигне 1000 kg/cm 2 . Механичните пулверизатори изискват високо налягане върху впръскваната течност и следователно не са подходящи за медицински цели, по-често теизползване за овлажнен въздух и в практиката на дезинфекция.

Широко използвани са пневматичните (дюзови) генератори, при които течността се разпръсква от въздушен поток, образуван от мембранни или бутални компресори, или от сгъстен кислород от цилиндър. Налягането на газа пред дюзата е от 0,5 до 2 kg/cm 2 .

Принципът на действие на пневматичния генератор (фиг. 2) е следният. Сгъстеният въздух или кислородът влизат във въздушната дюза и излизат с висока скорост. Под действието на полученото разреждане атомизираната течност се издига през тръбата и се смесва с въздушния поток. Струята течност, вливаща се в газовата среда, се разпада на малки капчици, които се отвеждат от въздушното течение по инерция и попадат върху сепаратора, където се раздробяват още по-фино, в резултат на което се образува аерозол, по-големите частици се отлагат и текат обратно, смесвайки се с разпръскваната течност. При използване на пневматичен генератор дозировката е по-малко прецизна, размерите на частиците зависят от диаметъра на дюзата и скоростта на въздушния поток.

За получаване на прахообразни аерозоли се използват пневматични центробежни (вихрови) пулверизатори. Сгъстен въздух или кислород от цилиндър навлиза в камерата за пръскане през канал, в тялото на който има предварително смлян прах. Когато газовият поток излезе от канала, насочен тангенциално към цилиндричната камера, се образува вихър, който откъсва частиците от повърхността на праха и ги извежда през изхода. По този начин има "повърхностно" разпръскване на праха, чието ниво е под входа на газа в камерата. Тъй като частиците се отвеждат от турбулентния газов поток, праховият слой се уплътнява и следователно образуването на аерозол намалява и след това спира. Приувеличаване на скоростта на въздушния поток, пръскането се възобновява.

Прахообразните медицински аерозоли не се използват широко за медицински цели. Понякога се използват за бронхография с метален прах (тантал).

Когато течността се диспергира върху аерозолни частици, възниква електрически заряд от порядъка на 1 до 30 единици (1 единица заряд е равна на 1,6: 10-8 Кулон). Това явление на аерозолно наелектризиране се нарича ефект Ленардо. Тези "случайни" заряди са твърде малки, електроните по повърхността на аерозолните частици са разпределени по такъв начин, че не се създава нито излишък, нито недостиг от тях, поради което такъв аерозол се нарича неутрален или прост.

На частиците от обикновен аерозол може съзнателно да се придаде отрицателен или положителен електрически заряд. Ако всички агрегатни частици на такъв аерозол имат излишък от електрони на повърхността си, той се нарича униполярен отрицателен. При липса на електрони на повърхността на всички частици аерозолът се нарича еднополюсен положителен. Големината на заряда на медицинските електроаерозоли се измерва със специален брояч на хидро- и аероини.

Един вид пневматична пръскачка е електрически аерозолен генератор. Сгъстеният газ навлиза в дюзата за въздух и пулверизираната течност се засмуква през дюзата за течност. Разделителят е топка. Към въздушната дюза се прилага положителен потенциал, а към дюзата и сепаратора за течност се прилага отрицателен потенциал. Струята течност, изтичаща от дюзата, се разпада на частици, които поради електростатична индукция придобиват отрицателен заряд (ако промените полюсите на електродите, частиците получават положителен заряд). Описаният метод за електрификация на частиците е в основата на работата на медицинско аерозолно оборудване.

електрически заредени частици, въведени вдихателните пътища, по-пълно се установяват в тях поради електростатично разсейване. Отрицателният заряд на аерозолните частици има благоприятен ефект върху функциите на ресничестия епител и външното дишане.

Ултразвуковият инхалатор се състои от електрическа част и разпръскващ блок. Принципът на неговото действие е, че напрежението от генератора на електрически трептения с ултразвукова честота (от 0,8 до 2,5 MHz) се подава към пиезоелектричния преобразувател. Ултразвуковият лъч преминава през контактна вода и звукопропусклива мембрана, която разделя лекарственото вещество и контактната вода, и се фокусира върху повърхността на напръскания разтвор, като непрекъснато откъсва капчици, които образуват аерозол.

Предимството на ултразвуковия метод за генериране на аерозол е сравнително тесен диапазон от размери на частиците (0,5–5 μm), което определя високата стабилност и плътност на аерозола, тъй като няма разреждане с въздух.

Ултразвуковите генератори (фиг. 4) имат по-висока (10 пъти) производителност в сравнение с пневматичните, а аерозолът, получен с тяхна помощ, има тесен диапазон от частици. В този случай, с увеличаване на честотата на трептене, средният радиус на частиците намалява. Производителността на генератора се регулира от интензитета (амплитудата) на ултразвуковите вибрации. Аерозолните частици са хомогенни по размер и могат да проникнат до алвеолите. Ултразвуковият аерозол има висока плътност на частици в определен обем. Колкото по-дълъг е пътят от източника на пулверизатора, толкова по-ниска е плътността на аерозола, тъй като частиците се кондензират. Затова дихателните маркучи трябва да са къси. Недостатъкът на ултразвуковия инхалатор е трудността при пръскане на вискозни вещества (масла). Това стеснява обхвата на такива устройства за аерозолна терапия.Поради високата плътност на аерозола по време на вдишване, пациентът може да почувства дискомфорт. Във вдишания аерозол се създава ниска концентрация на кислород, което има отрицателен ефект върху функцията на ресничестия епител и освен това се увеличава съпротивлението на движението на въздуха в бронхите поради увеличаване на плътността и вискозитета на вдишания газ. Тези фактори трябва да се имат предвид при използване на ултразвукови инхалатори.

Апаратите, използвани за производство на аерозоли от биологично активни вещества, се наричат аерозолни инхалатори. Те се делят на камерни (отворен тип) и индивидуални (затворен тип). Камерните инхалатори създават аерозолен облак и пациентите в лечебната зала вдишват аерозол от лекарствени вещества. Камерните инхалатори се използват за пръскане на лекарства, както и физиологични или алкални разтвори, минерални води. Стаята след всяко пръскане трябва да бъде добре проветрена.

При използване на индивидуални инхалатори аерозолът навлиза в дихателните пътища директно от устройството. В същото време, колко течност се пръска, толкова се вдишва. Плътността на мъглата е особено висока.

За нагряване на аерозола се използват електрически нагреватели, вградени в апарата, но са възможни и други източници на топлина, по-специално водна пара, която също може да бъде разпръскващ агент.

Групата на инхалаторите включва джобни инхалатори, които работят от ръката на човек. Инхалаторът има еластичен гумен балон, снабден с клапа за впръскване на въздух. Инхалаторният разтвор (1-2 ml) се излива в пулверизатора, изходът на пулверизатора се затваря с тапа, а самият инхалатор се поставя в джоб или чанта (оттук и името на инхалатора). Джобно изпълнениемалък инхалатор. За да превърнете 1 ml разтвор в аерозол, трябва да направите до 700 щраквания върху балона. Необходимостта от джобни инхалатори възникна главно във връзка с облекчаването на пристъп на бронхиална астма.

Джобните инхалатори имат предимството, че самите пациенти могат да ги използват. Спектърът на частиците е по-широк отколкото при пневматичните и ултразвуковите инхалатори. Диаметърът на капката варира от 2 до 15 микрона и повече, в зависимост от настройката на дюзата (дюзата). Пръска всякакви течности, дори масла.

Разнообразие от джобни инхалатори са пулверизаторите "Ingacamf" и "Ingafen", които работят без принудително подаване на въздух. При използването им горната уплътнителна капачка се развива и дюзата на вътрешната капачка се притиска към едната ноздра. Втората ноздра се затваря с пръст и се вкарва въздух, който, преминавайки през слой филц, импрегниран с лекарствено вещество, се превръща в аерозол. На същия принцип работи и джобният инхалатор Махолд, произвеждан в ГДР, изработен е изцяло от стъкло, по форма наподобява тюрингска лула.

Камерните (груповите) инхалатори включват: GEK-1 - камерен електрически аерозолен генератор, GEK-2 - групов електрически аерозолен генератор (и двата вносни), TUR USI - ултразвуков стаен аерозолен апарат.

Индивидуалните инхалатори включват: AI-1 - аерозолен инхалатор, PAI-1 и PAI-2 - преносим инхалатор, UP-2 - универсален инхалатор, IP-2 - парен инхалатор с електрическо нагряване, "Аерозол U-1" - универсален аерозолен инхалатор, "Electrosol-1" - ръчен аерозолен генератор, "Electro-sol-2" - индивидуален електрически аерозолен инхалатор.

GEI-1 е индивидуален електрически аерозолен генератор. "Аерозол P-1" - аерозолен инхалаторпреносим, "Аерозол Р-2" - преносим аерозолен инхалатор, AIIP-1 - аерозолен инхалатор за индивидуална употреба.

Джобни инхалатори: ИКП-М, ИКП-М-2, ИКП-М-3. "Ингакамф", "Ингафен", Махолда.

Ултразвукови инхалатори: TUR USI-50, TUR USI-60,. ТУР УСИ-70.