De-a lungul evolutiei inhalatoarelor, medicamentele disponibile pentru tratamentul bolilor respiratorii par sa fi fost supraveghetorii din umbra ai procesului de dezvoltare a noilor sisteme de inhalare precum: tuburi, lamele, inhalatoare si nebulizatoare. In cele ce urmeaza am ales sa prezentam exemple de aparate de aerosoli si nebulizatoare pentru a evidentia evolutia lor in perioada cuprinsa intre anii 1850 si 1950. Ne-am concentrat in princpal pe evolutiile majore si pe inventii, utilizandu-le ca si exemple.
Transformarea lichidelor in aerosoli
Tehnologia utilizata pentru transformarea lichidelor ce inseamna transformarea lichidului in particule microscopice fine. La inceput s-a bazat pe principiul lui Bernoulli descris de matematicianul cu acelasi nume in anul 1738, in lucrarea sa „Hidrodinamica”. Teorema spune ca atunci cand un lichid sau un gaz este fortat sa iasa printr-un tub ce prezinta o constrangere, viteza lichidului sau a gazului este cea mai mare la aceasta constrangere, iar presiunea de pe partile laterale ale tubului este cea mai mica in acel punct. Energia totala, ce reprezinta suma dintre energia cinetica a debitului si energia de presiune este constanta in tub. Fizicianul italian G.B. Venturi a utilizat acest principiu cateva decenii mai tarziu pentru a demonstra procesul de aspiratie prin fortarea apei printr-o portiune ingusta. Acelasi principiu a fost aplicat mai tarziu jeturilor de aer acesta devenind si baza pentru realizarea aparatelor de aerosoli si a nebulizatoarelor primitive.
Un prim exemplu al principiului Venturi este reprezentat de nebulizatorul realizat de medicul german Bergson, in anul 1862. Designul a fost cunoscut sub numele de „tuburile Bergson” ce a facut parte dintr-un dispozitiv pe care acesta l-a numit “Hydrokonium”. Acesta este alcatuit din doua tuburi ce sunt pozitionate la un unghi de 90° unul fata de celalalt. Dintre acestea, unul comunica cu rezervorul in care se afla medicamentatia lichida, iar prin celalalt trece aerul generat prin strangerea unui dispozitiv format dintr-un bulb din cauciuc dublu. Abordarea lui Bergson a fost imbunatatita de catre medicul german E. Siegel, care a aplicat in anul 1864 pentru un brevet pentru un spray care producea aburi. In loc sa foloseasca bulbul din cauciuc dublu, jetul de aer era format prin folosirea aburului de la un boiler mic. Designul aparatului bazat pe tuburile Bergson cu bulb de cauciuc a fost imbunatatit si popularizat de un numar mare de inventatori. Nebulizatoarele al caror design au avut la baza brevetul lui Siegle, au fost populare de-a lungul secolului al XIX-lea atat in Europa, Statele Unite ale Americii, cat si in Japonia.
Primele nebulizatoare au fost adesea denumite „aparate pentru pulverizarea lichidelor ”. Se pare ca in literatura, pe durata secolului XIX, termenii „nebulizator” si „atomizor” erau considerate cuvinte sinonime. In dictionarul limbii engleze de la Oxford, termenul de nebulizator a fost inclus in anul 1872, ambii termeni avand aceeasi definitie fiind atribuite la sfarsitului secolului al XIX . Primele atomizoare, de exemplu – atomizoarele de parfum, nu aveau un sistem care sa produca picaturi mici de lichid (<5 μm – diametru) si prin urmare, un aerosol respirabil.
De la atomizor la nebulizator
Un prim exemplu de utilizare a unui sistem pentru crearea de aerosoli a fost descris de medicul american G. Evans care a sustinut ca „prima incercare directa de a converti lichidul in aerosoli a fost facuta in anul 1849 de catre Auphan, la Euzet-les-Bainsin in Franta”. Acesta a proiectat fortat un suvoi fin de apa minerala pe peretele unei camere mici, umpland spatiul cu aburi. Acesta a fost creat pentru a fi inhalat de catre pacientii sai.
Ideile lui Auphan au fost dezvoltate de catre un alt fizician francez J. Sales-Girons, care a realizat o serie de inhalatoare portabile ce foloseau aceleasi principii pentru realizarea atomizarii. In anul 1858, la Academia de Medicina din Paris, acesta si-a prezentat dispozitivul ce era alcatuit dintr-un rezervor in care era tinuta medicamentatia, o pompa cu aer, o duza cu jet mic si o placa de impact. Pompa forta lichidul de-a lungul duzei unde era atomizat la lovirea de placa. Academia a analizat capabilitatea spray-ului fin de a ajunge la tuburile bronsice, iar dupa deliberare s-a afirmat ca acest lucru este posibil. A. Trousseau a declarat ca “Sales-Girons a facut un mare serviciu intregii lumi cu inventia sa de administrare a medicamentelor prin pulverizare". Dupa acest eveniment, nebulizatorul a inceput sa fie fabricat si comercializat.
Primele modele de nebulizatoare, aveau in comun utilizarea aerului comprimat pentru a exercita presiune asupra lichidului, iar pentru a crea un aerosol respirabil lichidul pulverizat era directionat intr-o placa sub forma unui tub. Aerul comprimat era creat, de obicei, de o pompa actionata manual. In jurul anului 1884, G. Evans a recunoscut de asemenea problema picaturilor mari de apa produse cu aparatul care avea la baza designul propus de Bergson. Astfel, si-a propus sa realizeze un dispozitiv care sa depaseasca aceasta problema. In lucrarea sa, publicata in anul 1891, a propus un aranjament mai sofisticat, ce impiedica emisia picaturilor de dimensiuni mari.
Un punct de reper important al anilor 1860 a fost includerea substantelor inhalante. Acest lucru a fost descris pentru prima data in anul 1864 in „Formula Medicala” din America. Cinci inhalanti au fost prezentati: vapori de acid cianhidric, vapori de clor, vapori de cucuta, vapori de creozot si vapori de iod. Aceasta mentionare s-a reflectat printr-o crestere a numarului si popularitatea medicamentelor inhalante ce a stimulat atat medicii, cat si producatorii de echipament medical sa ofere idei inovative. In acest fel, toti s-au bucurat de prosperitate pe o piata nereglementata.
Sfarsitul secolului al XIX-lea, a reprezentat o perioada in care existenta noilor materii prime, cum ar fi cauciucul dur, au marit numarul posibilitatilor de realizare a unor nebulizatoare noi. Reclama a devenit o modalitate de introducere pe piata a noilor nebulizatoare, punandu-se accentul in principal pe proprietatile curative ale diferitelor medicamente inhalate. Lumea a inceput sa se schimbe, medicii, oamenii de stiinta si inginerii si-au indreptat atentia in primul rand spre dezvoltarea medicamentelor inhalate si, in acest fel, numarul companiilor farmaceutice a inceput sa creasca.
La inceputul secolului XX au fost identificate efectele clinice ale adrenalinei in tratarea astmului. In anul 1903 - 1904, americanii D.M. Kaplan si J.M. Bullowa ce lucrau in New York au descoperit efectele pozitive ale administrarii subcutanate a adrenalinei in tratarea astmului. Acesta a devenit fundatia a ceea ce noi numim terapia moderna de inhalare a medicamentelor. In anul 1910, A. Efraim a scris o lucrare in publicatia berlineza “Klinische Wochenschrift”, in care facea referire la tratarea atacurilor de astm cu adrenalina pulverizata prin intermediul unui bronhoscop. In anul 1911, L. Pick a anuntat succesul folosirii nebulizarii cu adrenalina la doi pacienti. Aceasta a devenit rapid terapia standard, administrata prin nebulizatoare portabile. In acelasi an, G. Zuelzer a scris o lucrare in aceeasi publicatie berlineza “Klinische Wochenschrift”, in care facea referire la administrarea adrenalinei prin intermediul nebulizatorului lui Spiess, realizat de catre Dräger in Lübeck, Germania atat in varianta cu aer comprimat, cat si cea cu oxigen.
Utilizarea energiei electrice la scara larga a permis dezvoltarea echipamentelor ce utilizeaza acest tip de alimentare. Cand compresoarele au aparut pe piata, nu era un lucru neobisnuit pentru un farmacist sa detina dispozitivul, iar pacientii sa vina la farmacie si sa inhaleze medicamentul din fiola, chiar acolo. In anul 1926, C. Sachse a descris in detaliu nebulizatorul Spiess-Dräger sustinand faptul ca atat productia de medicamente, cat si dimensiunea picaturilor ar putea fi ajustate. Administrarea de adrenalina prin nebulizare s-a raspandit destul de rapid in Europa. In anul 1929, P.W.L. Camps a scris in raportul Spitalului Guy “ Acum trei ani am avut 3 cazuri foarte grave de astm pentru care, dupa eforturi sustinute de gasire a unui leac, am gasit ajutor in tratamentul publicat in presa scrisa”. Solutia de adrenalina a fost numita "Apneugene" si a fost comercializata impreuna cu aparatul Spiess-Dräger sau cu nebulizatorul cu jet a lui Hirth, care erau distribuite impreuna cu masti. Acestea rulau cu un debit de aer de 7 L/min.
In SUA in anul 1935, au fost publicate doua lucrari ce detaliau folosirea nebulizatoarelor din sticla cu o solutie de adrenalina mai concentrata. E. Martzer a declarat ca ideea de adrenalina inhalata s-a dezvoltat la scurt timp dupa ce medicamentul a fost disponibil in forma injectabila. Acesta si-a realizat propriul sau nebulizator, care a fost comercializat in San Francisco de catre compania The Vaporizer Products. Noul nebulizator din sticla a fost livrat cu o minge de cauciuc, iar pacientul a fost instruit sa o aseze in gura si sa inspire profund in timp ce o apasa. In anul 1936 aceeasi autori au anuntat utilizarea cu succes a adrenalinei pulverizate la copiii care sufereau de astm. In acest caz a fost utilizata o masca impreuna cu un nebulizator cu bulb din cauciuc sau cu compresor.
In anul 1945, A. L. Barach a publicat o lucrare in care face referire la tratamentul cu penicilina prin nebulizare. Acesta a realizat un nebulizator din sticla ce crea picaturi mici de 1 micrometru (µm) si folosea un debit de aer de 8L/min. Nebulizatorului i-a fost adaugat un orificiu in plus pentru a facilita antrenarea aerului. Acestia au mentionat faptul ca si nebulizatoarele mai mici puteau fi ulilizate la o dimensiune a picaturii mai mica de un micrometru.
Dezvoltarea de noi nebulizatoare si inhalatoare de dupa anii 1950 a fost foarte bine relatata in majoritatea manualelor din domeniu. Caracterizarea inhalatoarelor, inclusiv nebulizatoarele, a devenit o stiinta pentru aerosoli, cu cereri relativ clare, iar in unele cazuri definite ca livrari de doze de aerosol catre pacient. Nebulizatoarele cu compresor au fost dezvoltate de cele clasice in care aerul este livrat constant, la cele in care aerul livrat se adapteaza la respiratia bolnavului si mai departe in aparate cu compresor portabile. Aparatele de aerosoli cu ultrasunete s-a dezvoltat de asemenea intr-o serie de aparate portabile si mai departe in nebulizatoare ce folosesc tehnologia “Mesh”.
Adauga comentariu