RU199823U1 - DEVICE FOR TREATMENT OF BRONCHOPULMONARY DISEASES - Google Patents

Abstract

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.Предлагается устройство для лечения заболеваний бронхолегочной системы, содержащее баллон с кислородо-гелиевой смесью, снабженный редуктором, и маску, связанные между собой соединительной трубкой, которое содержит дополнительно нагревательный элемент, способный обеспечивать нагрев газовой смеси до 120°С, небулайзер с вибрирующей пористой пластиной, обеспечивающей прохождение через нее частиц с размером менее 5 мкм, и блок дезинфекции.Применение устройства под наименованием «Термогеликс» 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.The utility model relates to medicine, namely to devices used for the treatment of diseases of the bronchopulmonary system, namely for the treatment of viral diseases caused by coronavirus (COVID-19) by introducing a medicinal aerosol into the patient's body. A device for treating diseases of the bronchopulmonary system containing a balloon is proposed. with an oxygen-helium mixture, equipped with a reducer, and a mask connected to each other by a connecting tube, which additionally contains a heating element capable of heating the gas mixture to 120 ° C, a nebulizer with a vibrating porous plate allowing particles with a size less than 5 microns to pass through it , and a disinfection unit. The use of a device called "Thermogelix" for the treatment of patients with COVID-19 improves gas exchange in hard-to-reach areas of the lungs and the delivery of inhaled drugs to target cells, triggers the release of protective proteins of cellular stress - heat shock proteins (HSP70) from the lung epithelium cells , which prevent the development of lung damage and trigger the synthesis of an antiviral protein - interferon, which is especially effective in severe cases of damage, reducing the severity of the patient's course, preventing the need to transfer the patient to mechanical ventilation and accelerating the elimination of viruses from the body.

Description

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.The utility model relates to medicine, namely to devices used to treat diseases of the bronchopulmonary system, namely, to treat viral diseases caused by coronavirus (COVID-19) by introducing a medicinal aerosol into the patient's body.

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].Currently, nebulizers are widely used for the treatment of a wide range of bronchopulmonary diseases, such as pneumonia, asthma, etc., as well as for artificial ventilation by introducing aerosols into the bronchopulmonary system (BPS) of a patient. A nebulizer is a device for spraying water, saline solution, drugs used to treat bronchial diseases, and the like. and other similar liquids to create an aerosol, which, in turn, is ingested orally and / or nasally by the user. [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).The most common type of medical inhaler for aerosol therapy is compressor inhaler, which consists of a compressor and a nebulizer (spray chamber).

Компрессор используют для сжатия газа, а в небулайзер заливают лекарственный раствор, предназначенный для преобразования его в аэрозоль.The compressor is used to compress the gas, and a medicinal solution is poured into the nebulizer to convert it into an aerosol.

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].To create an aerosol, compressed gas flows from a compressor into a spray chamber, which consists of a closed cup, a fitting with a nozzle, a cap, a reflector and a mouthpiece. Compressed gas (most often air), which enters the nozzle under pressure, comes out into the nozzle of the nozzle. As a result, at the outlet of the nozzle, the speed of air outflow increases sharply, which leads to a local drop in air pressure. Under the influence of a vacuum, the liquid medicinal solution through narrow supply channels formed between the outer surface of the nozzle and the cap put on the nozzle enters the nozzle outlet, where it mixes with the air flow and breaks down into individual particles, which through the mouthpiece, mask and / or similar element, attached to the mouthpiece as a component supporting oral and / or nasal aspiration [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.The disadvantage of these devices is the lack of efficiency when used to treat patients with coronavirus (COVID-19), as well as the lack of protection of others from possible infection with the exhaled air containing the virus.

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].One of the promising areas in the treatment of diseases of the bronchopulmonary system is the use of helium-oxygen mixtures for these purposes [RU 2011121520, 2012; RU 2291718, 2007, etc.]. In particular, for these purposes it is proposed to use a device containing gas cylinders, a mixer, gas flow rate control devices (rotameter) and a face mask [Chervinskaya AV, Ponomarenko GN, Orlov AV. The use of inhalation therapy in the complex treatment and rehabilitation of patients with respiratory diseases: A guide for physicians. - S-Pb. - 2000].

Недостатком устройства является трудность регулирования потоков для образования смеси требуемого состава и недостаточная эффективность при его использовании для лечения вирусных поражений бронхолегочной системы.The disadvantage of the device is the difficulty of regulating the flows for the formation of a mixture of the required composition and insufficient efficiency when using it for the treatment of viral lesions of the bronchopulmonary system.

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.An improved device [RU 63680, 2007], consisting of a cylinder with an oxygen-helium mixture, means for adjusting and controlling the gas flow rate, a pipe and a mask, is the closest in technical essence to the claimed solution.

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.The disadvantage of the device is the lack of efficiency in its use for the treatment of viral lesions of the bronchopulmonary system, which, as the studies have shown, require the use, along with the antiviral effect of an oxygen-helium mixture, to use aerosols of drugs with certain characteristics, in particular, with the temperature of the inhaled mixture is 80-120 ° C. The use of such mixtures provides deep penetration of aerosol into lung tissue, uniform and high heat transfer in the pathways and lung tissue, triggering the mechanism of cellular stress and mobilization of endogenous protective heat shock proteins, which stimulate the body's immune system.

Задачей, решаемой авторами, являлось создание более эффективного и безопасного устройства для лечения тяжелых форм поражения легких у больных COVID-19.The task solved by the authors was to create a more effective and safer device for the treatment of severe lung lesions in patients with 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.The technical result was achieved by creating a device that received the code name "TERMOGELIX", consisting of a cylinder with an oxygen-helium mixture, equipped with a device that regulates the gas flow rate connected by a connecting tube in series with a heating element capable of heating the gas mixture to 120 ° C, with a nebulizer a vibrating porous plate that allows particles with a size less than 5 microns to pass through it, valves, a face mask and a disinfection unit.

Неболайзер, как правило, содержит лекарственный препарат, оказывающий оздоравливающее воздействие на организм больного, например, гепарин, интерферон, ацетилцистеин, сурфактант, гипосульфит натрия и т.п.A nebolizer, as a rule, contains a drug that has a healing effect on the patient's body, for example, heparin, interferon, acetylcysteine, surfactant, sodium hyposulfite, etc.

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.The disinfection unit contains either a "cold plasma" device, or a device containing LEDs emitting ultraviolet radiation, or a nanofiltration module or other known device capable of disintegrating or retaining viral particles.

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.A general view of the device is shown in Fig. 1, where the following designations are used: 1 - balloon; 2 - mask; 3 - connecting tube; 4 - heating element; 5 - nebulizer; 6 - control unit; 7 - reducer; 8 - porous vibrating plate; 9 - reducer; 10 - outlet valve; 11 - network cable of the nebulizer; 12 - disinfection block; 13 - network cable of the heating element; 14 - mains cable of the disinfection unit.

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.The device includes a balloon with an oxygen-helium mixture 1, connected to the mask 2 with a connecting tube 3 through a heating element 4, equipped with a protective casing and capable of providing a gas flow temperature of up to 120 ° C and a nebulizer 5. The balloon 1 is placed on the control unit 6 and is equipped reducer 7. The nebulizer 5 containing the medicinal substance, through a porous vibrating plate 8 with pores allowing the passage of aerosol particles less than 5 microns in size, is connected to the inlet valve 10 located on the mask 2 and by means of a network cable of the nebulizer 11 is connected to the control unit of the nebulizer 12 The mask 2 is connected through the outlet valve 10 by a tube 11 to the sterilization unit 12. The disinfection unit 13 contains either a device containing LEDs emitting ultraviolet radiation, or a device based on "cold plasma", or a nanofiltration membrane. The control unit 6 is connected by a network cable 14 with a heating element 4 and with a definfection unit 12 by a cable 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.The device works as follows. The network cable 16 includes the control unit 6 and through the control unit of the nebulizer 12 and the network cable of the nebulizer 11 connect the nebulizer 5 to the network. The gas mixture from the cylinder 1 is heated in the heating element 4 to 80-120 ° C and enters through the nebulizer 5 and the vibrating porous plate 8 into the inlet valve 9 of the mask 2 and further into the patient's bronchopulmonary system. The gas flow rate is regulated by a reducer 7 on the cylinder and controlled by a pressure gauge. The vibrating porous plate 8 then acts as a micropump (micropump), pulling liquid through the holes, producing a low velocity aerosol with a given particle size, optimized for targeted delivery of drugs to the lungs. When you exhale, the air through the mask 2 and the outlet valve 10 enters the disinfection unit 13, where the viral particles disintegrate under the influence of ultraviolet radiation or cold plasma, after which the disinfected air enters the room.

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.As a result of the tests of the claimed device, which received the name "Thermogelix", it was shown that it shows high efficiency in a number of pathologies associated with respiratory failure, such as asthma, COPD, conditions after heart attacks and strokes, a number of pregnancy pathologies when respiratory failure of the mother and fetus.

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.Its use for the treatment of patients with COVID-19 improves gas exchange in hard-to-reach areas of the lungs and the delivery of inhaled drugs to target cells, triggers the release of cellular stress protective proteins - heat shock proteins (HSP70) from the lung epithelium cells, which prevent the development of lung damage and trigger the synthesis of antiviral protein - interferon, which is especially effective in severe cases of damage, reducing the severity of the patient's course, preventing the need to transfer the patient to mechanical ventilation and accelerating the elimination of viruses from the body.

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.The heated breathing mixtures used in its application also have a direct antiviral effect due to the thermal instability of coronaviruses, and when hot helium-oxygen mixtures are combined with nebulizer administration of drugs, their effect is mutually enhanced (the phenomenon of synergy). It has been shown that inhalation of heparin and acetylcysteine (fluimucil) on the Thermogelix platform prevents the development of coronavirus microthrombovasculitis in the lungs, disrupts the connection of the S-protein of coronaviruses with receptors on the surface of target cells, which prevents their penetration into these cells; inhalation of sodium thiosulfate prevents the development of a "cytokine storm", helps to resolve coronavirus pneumonia and blocks virus replication in target cells.

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.So, in the treatment of patients with coronavirus using sodium thiosulfate and hot helium-oxygen mixtures as a medicine in the republican hospital in Syktyvkar, studies were carried out on 50 patients who were supposed to be connected to a ventilator. After using the proposed device, connection to the ventilator was required only for one patient with signs of incipient respiratory distress syndrome and a decrease in oxygen saturation below 90%. At the same time, the complete absence of traces of the virus in the exhaled air was shown.

Claims (3)

1. Устройство для лечения вирусных заболеваний, включающее в себя баллон с кислородо-гелиевой смесью, снабженный редуктором, соединенный с маской соединительной трубкой через нагревательный элемент, снабженный защитным кожухом и способный обеспечить температуру газового потока до 120°С и небулайзер, отличающееся тем, что небулайзер выполнен с вибрирующей пористой пластиной, обеспечивающей прохождение через нее частиц с размером менее 5 мкм, небулайзер связан с входящим клапаном, размещенным на маске, и с помощью сетевого кабеля связан с блоком управления небулайзера, а маска через выходной клапан соединена трубкой с блоком дезинфекции.1. A device for the treatment of viral diseases, including a balloon with an oxygen-helium mixture, equipped with a reducer, connected to the mask with a connecting tube through a heating element equipped with a protective casing and capable of providing a gas flow temperature of up to 120 ° C and a nebulizer, characterized in that The nebulizer is made with a vibrating porous plate that allows particles with a size of less than 5 microns to pass through it, the nebulizer is connected to the inlet valve located on the mask and is connected to the nebulizer control unit using a network cable, and the mask is connected to the disinfection unit by a tube through the outlet valve. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок дезинфекции содержит устройство на основе «холодной плазмы».2. The device according to claim. 1, characterized in that the disinfection unit contains a device based on "cold plasma". 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок дезинфекции содержит светодиоды, излучающие ультрафиолетовое излучение.3. The device according to claim. 1, characterized in that the disinfection unit contains LEDs emitting ultraviolet radiation.

Images