AEROZOLOTERAPIA.PL
Felix, qui potuit rerum cognoscere causas
Menu
Nie ryzykując istotnego błędu można stwierdzić, że nebulizatory pneumatyczne o pracy ciągłej („klasyczne”) są najbardziej rozpowszechnionym narzędziem do prowadzenia nebulizacji nie tylko w warunkach domowy, lecz również w poradniach i klinikach. Istota ich działania polega na wykorzystaniu zjawisk fizycznych w obszarze szybko poruszającego się strumienia płynu*), w tym przypadku powietrza. Ilustracja omawianych zagadnień jest treścią ryc. 1.
Ryc. 1. Schemat i zasada działania inhalatora pneumatycznego.
Inhalator jest naczyniem A o małej [SVN] lub o dużej objętości [LVN], zdolnej do pomieszczenia płynu C, który jest substancją przebaczoną do wykorzystania w inhalacji. Po napełnieniu zbiornika zamykany jest on pokrywą J, w której zależnie od typu urządzenia i szczegółów konstrukcyjnych mogą znajdować się dodatkowe otwory K. Pacjent dokonuje wdechów przez ustnik lub króciec i maseczkę B szczelnie połączoną z obudową lub pokrywą nebulizatora. Sprężone powietrze dociera kanałem D do specjalnie ukształtowanej jako pojedynczy element dyszy F (rzadko) lub (najczęściej) dyszy skonstruowanej jako przedłużenie kanału sprężonego powietrza D, na który nałożony jest drugi element w formie specjalnie ukształtowanej nasadki. Na skutek spadku ciśnienia statystyczno w dyszy F miedzy nią a nasadką zasysana jest ciecz E i następnie wyrzucana ku górze wraz ze strumieniem sprężonego powietrza. Jest to pierwsza faza generowania aerozolu i tak powstaje aerozol pierwotny o dużej kroplistości. Przykładem inhalatora generującego grubokroplisty aerozol może być nebulizator PARI XLent, pozbawiony elementów dodatkowych. W celu uzyskania drobniejszego aerozolu stosowany jest impaktor H, na którym dochodzi do drugiej fazy rozpraszania drobin cieczy w mechanizmie inercyjnego zderzenia kropli z ciałem stałym. Część drobin ulegających koalescencji powraca do zasobnika cieczy C, natomiast najdrobniejsze krople roztworu tworzą aerozol właściwy I.
Nebulizatory pneumatyczne asystujące oddechowi (pulsacyjne) zawierają dodatkowe elementy konstrukcyjne w obrębie zaworów wlotowych K a nebulizatory pneumatyczne aktywowane wdechem zawierają dodatkowe elementy konstrukcyjne ograniczające lub odcinające mechanicznie przepływ powietrza w układzie dyszy F.
Nebulizatory pneumatyczne dozymetryczne (pneumodozymetryczne) sterowane są elektronicznie. W ogólnym zarysie niemal wszystkie rozwiązania patentowe sprowadzają się do mechanizmu tzw. „adaptacji do wzorca oddechowego”.
Bez względu na ich rozmiary, urządzenia tej konstrukcji działają na podobnej zasadzie zilustrowanej na ryc. 2.
Ryc. 2. Schemat i zasada działania inhalatora ultradźwiękowego.
Różne kształty obudowy A mają za zadanie uszczelnienie konstrukcji w celu szczelności komory dla płynu transmisyjnego D oraz poprawne zmocowanie zasobnika leku F. Podobnie zróżnicowane są rozwiązania konstrukcyjne w zakresie rozmieszczenia źródła zasilania B i usytuowania kryształu piezoelektrycznego C, który jest źródłem fal akustycznych E w płynie transmisyjnym D. Kiedy fale akustyczne uderzają w dno zasobnika F, ukształtowane w formie przekroju trójkątnego lub parabolicznego, przenoszą się dalej na roztwór leku G. Kształt dna zasobnika sprawia, że fale akustyczne uleją załamaniu tworząc w roztworze leku wtórną falę kumulacyjną H obserwowaną pod postacią tzw. „fontanny”. Zwiększenie częstotliwości fal odpowiada za zmniejszenie rozmiaru odrywanych ze szczytu fontanny drobin, natomiast zwiększenie ich amplitudy odpowiada za zwiększenie wydajności procesu emisji cząstek cieczy. Mieszające się ze strumieniem powietrza J cząstki cieczy tworzą aerozol wdychany następnie przez pacjenta.
Nowatorskim rozwiązaniem technicznym było wprowadzenie wibrującej siatki (membrany). Idea rozwiązania zobrazowana jest na ryc. 3.
Ryc. 3. Schemat i zasada działania inhalatora siateczkowego (mesh).
Układ dostarczania energii jest nieco podobny do inhalatora ultradźwiękowego, bowiem zasilacz A wprawia w drgania kryształ piezoelektryczny B. Na tym jednak kończą się podobieństwa. Kryształ piezoelektryczny bowiem nie przekazuje drgań do płynu transmisyjnego ale wprawia w ruch specjalną membranę (siatkę) D, pod którą zawarty jest roztwór leku C. Po stronie prawej ryciny przedstawiono szczegóły procesu generowania aerozolu. Przed włączeniem zasilania, w sytuacji F, napięcie powierzchniowe roztworu nie pozwala na jego przenikanie przez bardzo drobne, średnicy 2µm otwory. Po rozpoczęciu pracy urządzenia energia kryształu przenoszona jest na siatkę. Ta z kolei, ulegając odkształceniu G pokonuje siły napięcia powierzchniowego płynu pozwalając na przeciskanie się drobin cieczy przez otwory siatki. W kolejnej fazie cyklu wibracji siatki H „strzepuje” ona krople cieczy nadając im jednocześnie pewną energię kinetyczną, pozwalającą na oddalanie się aerozolu od siatki. Aerozol E ma cechy aerozolu monodyspersyjnego a do jego wytworzenia nie było konieczne wykorzystanie sprężonego powietrza. Z uwagi na częstotliwość drgań kryształu wykraczającą poza zakres percepcji ucha ludzkiego personel i pacjent odnoszą wrażenie, że emisja aerozolu odbywa się bezgłośnie.
