雾化器
雾化吸入装置
雾化器(nebulizer)是在动力的作用下将试液细分散为气溶胶的溶液进样装置。主要功能就是雾化吸入治疗。而雾化吸入治疗是将雾化药物或生理盐水经雾化器分散成悬浮于气体的液体或固体微粒(即气溶胶形式),通过患者吸入的方式,使药物沉积于呼吸道或肺部,从而达到局部和全身治疗的作用。通过雾化吸入,可以达到缓解小气道肌肉痉挛、稀化痰液、治疗和预防呼吸道感染的作用。雾化吸入可以有效治疗包括:哮喘、慢性阻塞性肺病慢性支气管炎肺气肿支气管扩张、肺纤维化、肺心病、急性喉阻塞、各种急慢性咳嗽、变应性鼻炎、咽喉部炎症及水肿等非特异性炎性疾病、吸入性气道损伤、肺部感染等疾病。
常用的雾化器主要有喷射雾化器、超声雾化器、振动筛孔雾化器三种。雾化器将药物转变为气溶胶的工作原理各不相同。喷射雾化器是利用压缩空气或氧气经过小孔喷射时的高速气流将药液冲击形成雾状;超声雾化器是应用超声波振荡声能使药液表面微粒脱落液体表面变成细微的气雾;振动筛孔雾化器采用超声振动薄膜运动使药物通过膜上的纳米小孔挤出形成雾化颗粒。气溶胶颗粒随着吸入气流运动进入呼吸道,有效沉积在气道黏膜的药物颗粒方可发挥治疗作用。不同类型的雾化吸入装置,其产生的气溶胶颗粒大小的均值和范围有一定区别。雾化器推荐一次性装置。雾化吸入疗法建议指导患者采用正确的呼吸方式,治疗前若患者涂有油性面膏需清除,并嘱患者勿让药液或气溶胶进入眼中以减少刺激。治疗后漱口及口腔护理可显著降低声嘶、感染等不良反应的发生率。呼吸机的呼气端膜片需定期清洗、检测和更换,以免因呼吸机内部精密部件损坏而影响使用。
1778年,英国医生约翰·穆奇(John Mudge)发明了杯子状的“马奇吸入器”用来吸入阿片蒸汽治疗卡他性咳嗽,并首次使用了吸入器“inhaler”一词。肺活计(Pneumostat)是较早出现的一款电驱动的现代化喷射雾化器。随着技术的不断发展,雾化器也越来越小巧便捷,此外呼吸道疾病的患者增多使得家庭雾化的应用越来越广泛。
分类
常用的雾化器主要有喷射雾化器、超声雾化器、振动筛孔雾化器三种。
喷射雾化器
喷射雾化器(jet nebulizer)也称射流雾化器、压缩气体雾化器,喷射雾化器主要由压缩气源和雾化器两部分组成。压缩气源可采用瓶装压缩气体(如高压氧或压缩空气),也可采用电动压缩泵。喷射雾化器利用文丘里(Venturi)原理将药液冲撞成气雾微粒进行吸入治疗。
超声雾化器
超声雾化器(ultrasonic nebulizer)是一种利用超声波的振动引起液体内部压力变化,使液体表面形成微粒并克服液体表面张力的作用,形成雾化颗粒的方法。超声雾化器由超声波发生器和雾化缸两部分组成。
振动筛孔雾化器
振动筛孔雾化器(vibrating mesh nebulizer)是利用压电陶瓷片的高频振动的能量使药液从膜上的筛孔溢出产生气溶胶的装置。根据内部结构差异,可分为主动型振动筛孔雾化器(active vibratingmesh nebulizer)和被动型振动筛孔雾化器(passive vibrating mesh nebulizer)。
医疗用途
雾化器作用
雾化器主要功能就是雾化吸入治疗。而雾化吸入治疗是将雾化药物或生理盐水经雾化器分散成悬浮于气体的液体或固体微粒(即气溶胶形式),通过患者吸入的方式,使药物沉积于呼吸道或肺部,从而达到呼吸道局部治疗的作用。通过雾化吸入,可以达到缓解小气道肌肉痉挛、稀化痰液、治疗和预防呼吸道感染的作用。
使用指证
雾化吸入疗法不仅可用于急诊呼吸系统疾病的诊治和急危重症的抢救,还可预防性地用于需要进行气道管理的其他疾病患者,无绝对禁忌证。雾化吸人疗法在急诊的适应证主要包括:哮喘、慢性阻塞性肺病慢性支气管炎肺气肿支气管扩张、肺纤维化、肺心病、急性喉阻塞、各种急慢性咳嗽、变应性鼻炎、咽喉部炎症及水肿等非特异性炎性疾病、吸入性气道损伤、肺部感染、各种原因长期卧床、具有合并症、机械通气、人工气道建立、外科手术、喉镜、支气管镜检查等。此外,雾化吸人疗法还可用于一些检查项目,如支气管舒张/激发试验、痰标本采集等。
吸入治疗的常用药物及临床应用
支气管扩张药
支气管舒张药能够通过松弛呼吸道平滑肌、减少气道炎症细胞释放介质、降低血管通透性等作用,最终达到扩张支气管管腔,改善症状的目的。常用于慢性阻塞性肺病(COPD)、支气管哮喘,其他具有喘证、气道阻塞性疾病也可选用。常用的支气管舒张药包括:β2-受体激动药、抗胆碱能药等。
β2-受体激动药 它可以选择性作用于β2盐酸肾上腺素能受体,激活腺酸环化酶从而使细胞内环磷酸腺苷(cAMP)浓度增加,引起细胞内的蛋白激酶A脱磷酸化,并抑制肌球蛋白的磷酸化,引起细胞内的Ca2+泵和气道平滑肌上的K4通道激活,从而使细胞内的Ca2+排出细胞外,细胞内Ca2+浓度下降,造成细胞内粗细丝微细结构发生改变、肌节延长,达到支气管扩张的目的。根据药物种类,药物的起效时间和作用时间不同,分为短效和长效的β2-受体激动药。
抗胆碱能药物 是治疗COPD最有效的支气管扩张药物。抗胆碱能药物主要作用于气道平滑肌和黏膜下腺体的胆碱能受体,抑制细胞内环磷酸鸟苷(cGMP)的合成,降低迷走神经张力,抑制胆碱能神经对支气管平滑肌和黏液腺的兴奋,使支气管平滑肌松弛、黏液分泌减少,由于M3受体主要分布在大气道,故胆碱能药物对大气道的作用优于周围支气管。抗胆碱能药物的起效时间较β2-受体激动药慢,作用时间因药物种类而异。常用药物有异丙托溴铵噻托溴铵
糖皮质激素 是最有效的控制气道炎症的药物。多用于气道炎症性疾病,主要有过敏性鼻炎慢性阻塞性肺病及支气管哮喘等。品种有二丙酸倍氯米松、布地奈德、丙酸倍氯米松等。常用的剂型有定量雾化吸人、干粉吸人与雾化溶液吸人。雾化溶液是布地奈德,用于哮喘急性发作和COPD急性加重,儿童和老人不能配合MDI吸人时,也可应用。吸人治疗药物直接作用于呼吸道,所需剂量小,副作用小。吸人后应及时用清水漱口,减少或避免声音嘶哑、咽部不适和念珠菌病感染。
联合制剂 联合用药较单独用药效果要好,在我国常用的联合制剂有激素/LAB A、异丙托溴铵/沙丁胺醇。激素和LABA两者具有抗炎药和平喘协同作用。联合应用效果更好。
基本原理
喷射雾化器
喷射雾化器是利用压缩空气或经过小孔喷射时的高速气流将药液冲击形成雾状,喷射雾化器根据文丘里原理,高压气体在加速喷出时,喷嘴附件产生负压,通过虹吸作用将储药槽里的药液经过吸水管引至喷嘴处与高速气流混合,共同冲撞隔板,产生气溶胶颗粒。通常在气溶胶输出通路上设计有转弯和隔片结构,截留大的药物颗粒返回储药池内,而细小的雾化药物微粒随气流输出。
喷射雾化器产生的气溶胶颗粒的直径和释雾量取决于雾化器的内部结构和设计,也受压缩气体的压力和流量影响。多数的喷射雾化器的驱动气压在1.2~1.5大气压之间,在此范围内,气压越高、气流越大,喷射雾化器产生的气溶胶颗粒直径就越小,释雾量就越大。但超出标准的高压有可能导致连接管脱落或雾化器破裂。多数的压缩泵输出的气体压力和流量较恒定,治疗效果的同质化和可比性较好,易于进行质量控制和雾化吸入临床效果的比较。
驱动气体的类型也会影响肺部沉积。例如,理论上讲,氦氧混合气(He:O2)导致更少的湍流,进而增加药物的输送;而湿润的空气与干燥的氧气输送相比,蒸发明显减少。临床上采用哪种气源输送主要取决于临床治疗情况而非药物输送效率本身的因素。在符合临床应用指征的情况下方可以高压氧气作为驱动气源。
超声雾化器
超声雾化器是应用超声波振荡声能使药液表面微粒脱落液体表面变成细微的气雾,超声波发生器产生的高频电流经过安装在雾化缸里的超声换能器使其将高频电流转换为相同频率的声波,通过雾化缸底部的超声薄膜,从而使超声波直接作用于雾化缸中的液体。当超声波从缸底经传导到达药液表面时,液-气界面即药液表面与空气交界处,在受到垂直于分界面的超声波的作用后(即能量作用),使药液表面形成张力波,当表面张力波能量达到一定值时,液体雾粒会克服表面张力的作用而飞出。在医用超声雾化器将药液分裂成微粒后,再由送风装置产生的气流将雾粒送出,形成药雾,药雾经送雾管输送给患者。超声雾化器释出的药物颗粒直径大小与超声频率呈负相关,频率越高,颗粒越小。释雾量则与超声波振幅(功率)呈正相关,强度越大,释雾量越大。
振动筛孔雾化器
振动筛孔雾化器采用超声振动薄膜运动使药物通过膜上的纳米小孔挤出形成雾化颗粒,振动筛孔雾化器(vibrating mesh nebulizer)是利用压电陶瓷片的高频振动的能量使药液从膜上的筛孔溢出产生气溶胶的装置。根据内部结构差异,可分为主动型振动筛孔雾化器(active vibratingmesh nebulizer)和被动型振动筛孔雾化器(passive vibrating mesh nebulizer)。
主动型振动筛孔雾化器由一个有1 000多个漏斗形微孔的圆形板(筛孔板)和围绕着筛孔板的压电陶瓷片组成。电力驱动压电陶瓷片以大约130kHz的频率振动,带动微孔板的振动,使微孔板在约1μm范围内上下移动,这种振动的能量使药液通过筛孔溢出形成雾化颗粒。产生的气雾通过管道输出。
被动型振动筛孔雾化器结合了超声雾化的特点,将压电换能器与超声振动片连接,但超声振动片因为药物的阻隔与筛孔板分离。超声振动膜剧烈振动,使药液通过固定直径的细小筛孔挤出,形成细小雾化颗粒释出。
振动筛孔雾化器产生的颗粒大小取决于筛孔的直径,雾粒直径稳定。筛孔越小,颗粒越小。该装置减少了超声波振动液体产热的影响,对吸入药物的影响较小。
安全风险
注意事项
1.雾化器、呼吸管道及雾化面罩等应专人专用,推荐一次性装置。
2.虽然雾化吸入疗法对患者的吸入技术和配合度要求低,仍建议指导患者采用正确的呼吸方式(双唇含住口含器,缓慢吸气,深吸气后屏气2~3秒,缓慢呼气,尽可能通过鼻腔呼出),以达到更好的治疗效果。
3.治疗前若患者涂有油性面膏需清除,并嘱患者勿让药液或气溶胶进入眼中以减少刺激。
4.治疗后漱口及口腔护理可显著降低声嘶、咽喉痛念珠菌病感染等不良反应的发生率。
5.应用于雾化吸入疗法的呼吸机的呼气端膜片需定期清洗、检测和更换,以免因呼吸机内部精密部件损坏而影响使用。
禁忌证
雾化吸入疗法虽无绝对禁忌证,但选择雾化吸入药物时应重视:①患者过敏史,禁止给有药物过敏史的患者雾化吸入同类药物,如曾有对任何种类及给药途径的糖皮质激素过敏的患者严禁雾化吸入吸入性糖皮质激素; ②药物的配伍禁忌,如少数患者同时接受沙丁胺醇异丙托溴铵雾化吸入治疗时有发生慢性闭角型青光眼的报道,故联合雾化上述及其同类药物时应慎重;③患者基础性疾病用药禁忌,如儿童、妊娠期妇女、老年、长期卧床及具有各种合并症的患者,应特别重视既往用药史与吸入药物的禁忌;④与其他治疗手段密切配合。
管理类别
发展历史
最早的雾化治疗是被誉为“希波克拉底”的希波克拉底把醋和油浸泡过的草药和没药树,放在一个壶形装置内加热,壶盖中上一个开口放置芦苇竿,加热后产生的气雾从杆中冒出,而后由患者经口吸入,实现治疗。
1778年,英国医生John Mudge发明了杯子状的“马奇吸入器”用来吸入阿片蒸汽治疗卡他性咳嗽,并首次使用了“inhaler”一词。随后出现的玻璃蒸汽吸入器,在世界范围内得到了更广泛的使用。
1858年,法国医生萨莱斯(Sales-Girons)在温泉水流拍打坚硬表面产生水雾的基础上,研制出了便携式喷射雾化器。此后该雾化吸入装置几经改制,最后得以投放市场。1864年,Seigle蒸汽雾化器的问世是雾化器设计的重大改进,运用文氏原理,通过小型气炉形成气流,使液体药物雾化。该装置后来经改进和完善,在多个国家得到推广应用。
1912年,Ephraïm报道采用雾化吸入盐酸肾上腺素的方法治疗哮喘患者取得成功。随之而来的,手持雾化吸入肾上腺素成为治疗哮喘的标准疗法。同年,祖列格(Zuelzer)在Berliner Klinische Wochenschrift(柏林临床周刊)发表了一篇论文,报道使用压缩空气或氧气驱动的雾化器吸入肾上腺素。
Pneumostat是较早出现的一款电驱动的现代化喷射雾化器。1926年,Sachse更详细地描述了Spiess-Drager雾化器,并指出药物输出剂量和液滴大小是可以调节的。1949年,一种新型的电子喷雾装置——超声雾化器问世。之后,研究者陆续发明了测定雾化药物吸入剂量的方法以及持续雾化吸入技术,使得雾化吸入疗法不断完善,而且雾化器的体积也更加小巧,便于携带。2005年,振动筛孔雾化技术出现,其结合了超声雾化的特点,更加小巧轻便。2010年,一款基于智能网的I-neb自适应性气溶胶输送(AAD)设备问世,该设计主要用来适应患者的呼吸模式,代表了最新的以患者为中心的雾化吸入理念。随着技术的不断发展,雾化器也越来越小巧便捷,家庭雾化的应用越来越广泛。
发展方向
市场上所用医用雾化器大多采取微粒吸收的原理,把药液激化成为小颗粒使其附在人体的上、下呼吸道和肺部,使药液被充分吸收而达到最好的治疗效果,雾化治疗器作为微粒吸收的主要辅助设备越来越受人们的关注。雾化器产品种类较多,但比较普及的还是超声波雾化器和压缩空气式雾化器。超声波雾化器是利用电子高频震荡,通过陶瓷雾化片的高频谐振,将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾的,它不需加热或添加任何化学试剂,但只能输送蒸馏水蒸气和很少量的药物。
便携性和小型化
市场调研分析可知,患呼吸道疾病的主要人群是老人和小儿,而患者的年龄不同,对消费品的需求内容有很大差别,比如婴儿、儿童、青年、老人等,就形成了不同的设计市场。应结合医用雾化器在设计上的便携、防滑、操作按键的可感知度等人性化设计,相应地做出适应性人群变化。反观该类产品的色彩定位,主要是抓住色区别于质、形的感性化,强调其象征作用和对人们情感上的影响力。同时鉴于产品的使用多在呼吸道疾病频发的冬春两季,在产品本身的色彩设计上宜多考虑易接近人群心理特征的暖色调。
新型雾化器趋于人性化、小型化、便携化,雾化器产品的便携性和小型化为造型出发点,重点突出其人性化和可用性。其中产品的便携性是指产品使用时不受时间和空间的限制,因此,产品的重量、尺寸和使用方式成为其设计要点。
多功能雾化器
普通雾化器与气切套管连接不牢,在气管切开患者雾化过程中,药液容易倾洒,需要护士在床旁手扶雾化器,浪费护理人力资源,且雾化效果不佳。危重患者的病情瞬息万变,同一患者从非人工气道过渡到人工气道的过程中,功能单一的普通雾化器便很难满足患者雾化需求。
新型多功能雾化装置安全可靠、成本低廉、使用方便、功能多样。关键技术优势:①雾化器的延长管能够气切套管吻合,使雾化器与气切套管固定牢固,药液不易倾洒,且不需要护士在床旁手扶雾化器,节省了人力资源;②雾化器功能丰富,在危重患者从非人工气道过渡到人工气道过程中,不要需要再拆新的雾化器,即可以一器多用,节省耗材;③雾化器雾化微粒粒径小,雾化效果好。
产业现状
随着城市化发展,在环境的变化下,世界范围内哮喘的发病率呈现上升趋势。在针对呼吸道疾病治疗中,雾化吸入疗法具有用药剂量小、起效迅速、临床效果好等优势,已被广泛应用。在医学上,超声雾化器被称为第一代雾化器,压缩式雾化器为第二代雾化器,微网式雾化器为第三代雾化器。
2019年全球吸入治疗雾化器市场规模达到65亿美元,2019年中国医用雾化器市场规模为17.28亿元,同比增长22.12%,未来中国市场规模将达到20亿元。
中国医用雾化器市场需求量不断上升。2019年中国医用雾化器市场需求达到620万台,同比增长34.20%,复合增长率为38.81%。其中,2019年压缩式雾化器需求量达到480万台,占比为78%,市场上的主导产品;其次是网式雾化器,市场需求量达到120万台,占比为19%;超声式雾化器需求量为20万台,占比为3%。未来雾化器市场需求量将达到800万台。
参考资料
雾化器.图片.2023-11-15
雾化器.术语在线.2023-10-09
..2023-11-15
雾化器.国家药品监督管理局.2023-11-03
..2023-11-15
..2023-11-15
..2023-11-30
目录
概述
分类
喷射雾化器
超声雾化器
振动筛孔雾化器
医疗用途
雾化器作用
使用指证
吸入治疗的常用药物及临床应用
支气管扩张药
基本原理
喷射雾化器
超声雾化器
振动筛孔雾化器
安全风险
注意事项
禁忌证
管理类别
发展历史
发展方向
便携性和小型化
多功能雾化器
产业现状
参考资料