DE69333015T2

DE69333015T2 - Erzeugung von stickstoffoxyd aus luft für medizinischen gebrauch

Info

Publication number: DE69333015T2
Application number: DE69333015T
Authority: DE
Inventors: M. Warren ZAPOL
Original assignee: General Hospital Corp
Current assignee: General Hospital Corp
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: WO1993017741A1; JP3792701B2; FI944170A0; ES2196006T3; NO310961B1; EP0630270A1; BR9306060A; JP2004167284A; DK0630270T3; CA2117691A1; AU3925093A; EP0630270B1; NO943349L; JPH07505073A; JP3573455B2; CA2117691C; PT630270E; FI110922B; DE69333015D1; US5396882A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen von Stickstoffoxid gemischt mit Luft oder anderen Gasen zum Einsatz in der Medizin. Bei bestimmten Aspekten betrifft es einen Inhalator für eine respiratorische Behandlung eines Patienten, eine Vorrichtung zur Behandlung von medizinischen Umständen, welche eine direkte Zuführung von Substanzen zu einem Organ des menschlichen Körpers verlangen, ein Aufbereitungsraum oder eine Aufbereitungskammer, welche für eine respiratorische Therapie eines Patienten und für ein Verfahren zum Erzeugen eines Gemisches von Gasen für eine respiratorische Therapie eines Patienten ausgestaltet ist.
Stickstoffoxid (NO) ist für viele biologische Systeme äußerst wichtig (G. Kolada, The New York Times, 2. Juli 1991, Seite: C1.). Kolada deutet an, dass Stickstoffoxid den Vermittler für die Steuerung des Blutdruckes spielt, dem Immunsystem hilft, eindringende Parasiten, welche in Zellen eindringen, zu töten, Krebszellen aufzuhalten, sich zu teilen, Signale zwischen Gehirnzellen zu übertragen, und im großen Rahmen an dem Tod der Gehirnzellen beteiligt ist, was Leute mit Schlaganfällen oder der Huntingtonschen Krankheit entkräften kann.
Es wurde gezeigt, dass Stickstoffoxid eine Entspannung der gastrischen glatten Muskulatur herbeiführt (K. M. Desai et al., Nature, Vol. 351, 6. Juni 1991, Seite: 477). Desai und andere demonstrierten, dass eine adaptive Entspannung in einem isolierten Magen des Meerschweinchens durch einen nicht adrenergischen, nicht cholinergischen (NANC) Neurotransmitter herbeigeführt wird. Weiterhin zeigten sie, dass dieser NANC- Neurotransmitter nicht von einem vom L-Arginin abgeleiteten Stickstoffoxid unterscheidbar ist. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass es wahrscheinlich ist, dass Stickstoffoxid der letzte gängige Mediator einer Entspannung der glatten Muskulatur ist.
Eine glatte Muskulatur befindet sich z. B. in den Wänden der Blutgefäße, Bronchien, dem Magen-Darm-Kanal, und dem Urogenitaltrakt. Eine Verabreichung von Stickstoffoxidgas zu der Lunge durch eine Inhalation könnte zu einer örtlich begrenzten Entspannung der glatten Muskulatur ohne systemische Seiteneffekte führen. Diese Eigenschaft kann in der Medizin verwendet werden, um eine bronchiale Konstriktion und einen Lungenhochdruck, eine Lungenentzündung, usw. zu behandeln.
Es ist mittlerweile bekannt, dass Stickstoffoxid ein wichtiges in der Natur auftretendes lokales zelluläres Hormon, der so genannte endotheliale Faktor, der zur Vasodilatation führt, ("endothelium derived relaxing Factor") ist. Dieser Faktor wird in vielen Zellen (d. h. Blutgefäße auskleidenden endthelialen Zellen, Bronchien, Darm, Blase, Gebärmutter und anderen Hohlorganen) durch die Enzym-Stickstoffoxid-Synthetase (es ist mittlerweile bekannt, dass es zu einer Familie von zumindest sechs Enzymen gehört) von Arginin erzeugt.
Wenn NO einmal gelöst ist, bindet es sich schnell an das Enzym Guanylat-cyclase in Zellen der glatten Muskulatur, wobei das zyklische Guanosinmonophosphat (cyclic GMP) ansteigt, wobei die intrazellulären Kalziumwerte verringert werden und dadurch eine Entspannung der glatten Muskulatur verursacht wird.
Inhaliertes Stickstoffoxid ist, wie durch eine Anzahl von Versuchsstudien an Tieren und Menschen gezeigt wurde, ein wirksamer lokaler pulmonaler Vasodilatator und Bronchodilatator mit keinen systemischen Effekten. NO hat die beachtenswerte Eigenschaft, das Zusammenpassen von Ventilation mit Perfusion zu verbessern, wodurch die Effizienz des Sauerstofftransports der verletzten Lungen erhöht wird und die arterielle Sauerstoffsättigung ansteigt. Zur Zeit ist NO das einzige pulmonale, vasoaktive bekannte Wirkmittel mit solch ausgewählten Eigenschaften und besitzt somit ein enormes Potenzial bei der Behandlung von akuten und chronischen Lungenkrankheiten mit pulmonaler Bronchokonstriktion und Vasokonstriktion.
Bronchodilatatoren sind Medikamente, welche verwendet werden, um die Luftweg-Reaktivität zu verringern und um einen Bronchospasmus umzukehren, welcher durch eine Auswahl von Krankheiten, wie z. B. Asthma, Exazerbation einer chronischen pulmonalen obstruktiven Krankheit, allergischen und anaphylaktischen Reaktionen und anderem, verursacht wird. Verschiedene Klassen von Bronchodilatatoren sind eingesetzt worden, wobei jeder seine eigene Art von Wirkung, Toleranz und unerwünschten Nebeneffekten besitzt.
Beta-Agonisten, welche durch Epinephrin und Isoproterenol repräsentiert werden, führen zu einer Bronchodilatation, indem Rezeptoren stimuliert werden, was die Adenylcyclasekonzentrationen und die Erzeugung von intrazellulärem zyklischem Adenosinmonophosphat (AMP) erhöht. Sie können durch Aerosol, oral oder parenteral verabreicht werden. Eine Verabreichung dieser Wirkmittel verursacht bedeutsame ungünstige kardiale Effekte, wie z. B. Tachykardie, Herzklopfen, Änderungen des Blutdruckes, und auch andere Nebeneffekte einschließlich Angst, Zittern, Übelkeit und Kopfschmerzen. Neuere Beta₂-selektive Agonisten, zum Beispiel Albuterol, besitzen geringere Nebeneffekte und eine etwas langsamere Entstehung der Wirkung.
Theophyllin-Präparate sind weniger wirksame Bronchodilatatoren als die Beta-Agonisten und besitzen ein engeres therapeutisches toxisches Fenster. Der Mechanismus, welcher für den Bronchodilator-Effekt des Theophyllin verantwortlich ist, ist wahrscheinlich über das zyklische AMP. Nebeneffekte, welche gewöhnlich durch Theophyllin verursacht werden, sind Nervosität, Übelkeit, Erbrechen, Anorexia und Kopfschmerzen. Weiterhin kann Theophyllin, wenn es in sehr hohen Dosen genommen wird, Herzrhythmusstörungen und Krampfanfälle verursachen.
Anticholinergica-Medikamente, wie z. B. Atropin-Methylnitrat und Ipratropiumbromid, welche durch Aerosol verabreicht werden, sind effektive Bronchodilatatoren mit relativ wenigen Nebeneffekten. Jedoch besitzen sie eine langsame Entstehung der Wirkung, und 60 bis 90 Minuten können erforderlich sein, bevor ein Scheitelpunkt der Bronchodilatation erreicht ist.
Stickstoffoxid ist darin einzigartig, dass es eine schnelle Entstehung der Wirkung, welche innerhalb von Sekunden entsteht, mit dem Ausbleiben von systemischen Effekten kombiniert. Einmal inhaliert, diffundiert es durch die Lungengefäße in den Blutstrom, wo es schnell durch eine Verbindung mit Hämoglobin inaktiviert wird. Daher sind die Bronchodilatator-Effekte von inhaliertem Stickstoffoxid auf den Luftweg beschränkt und die Vasodilatator-Effekte des inhalierten Stickstoffoxids sind auf die Lungengefäße beschränkt.
Diese einzigartige Eigenschaft von Stickstoffoxid, die Lungengefäße selektiv zu erweitern, kann auch bei der Behandlung entweder von akutem oder chronischem Lungenhochdruck eingesetzt werden. Lungenhochdruck ist als eine Erhöhung des durchschnittlichen Lungenarteriendruckes von 12 bis 15 Millimeter Hg über den normalen Werten definiert.
Ein akuter Lungenhochdruck wird durch eine Vasokonstriktion der Lungengefäße in Erwiderung auf eine plötzliche Hypoxie auf Grund, z. B. einer Lungenentzündung, einer Lungenembolie oder einer Azidose, erzeugt. Ein akuter Lungenhochdruck ist ein möglicherweise umkehrbares Phänomen und eine erfolgreiche Behandlung des verursachenden Zustandes führt zu einer Normalisierung der pulmonalen Drücke. Eine anhaltende Hypoxie führt jedoch zu dauerhaften strukturellen Veränderungen in dem Lungengefäßsystem, und es ergibt sich ein chronischer Lungenhochdruck. Die Hauptursachen des chronischen Lungenhochdrucks sind chronische obstruktive Lungenkrankheit, wiederkehrende zahlreiche kleine Embolien, eine Herzkrankheit, wie z. B. die Mitralstenose oder der Vorhofseptumdefekt, und idiopathischer primärer Lungenhochdruck. Einige andere lebensbedrohliche Zustände, wie z. B. das respiratorische Bedrängnissyndrom bei Erwachsenen oder der ständige Lungenhochdruck bei einem Neugeborenen, haben auch einen Lungenhochdruck zur Folge.
Heute wird die Behandlung von Lungenhochdruck mit verschiedenen Vasodilator-Medikamenten, einschließlich Nitroprussid, Hydralazin, Nifedipin, Captopril und anderen, versucht. Eine große Einschränkung dieser Wirkmittel liegt in ihrer nicht selektiven Reduzierung sowohl des pulmonalen als auch des systemischen Blutdruckes. Im Gegensatz erzeugt inhaliertes Stickstoffoxid eine Vasodilatation, welche auf die Lungengefäße beschränkt ist, und bietet somit einen revolutionären therapeutischen Vorteil.
Ein Inhalator, welcher entworfen ist, um Stickstoffoxid zuzuführen, ist in der Patentanmeldung der Vereinigten Staaten mit der Seriennummer 07/767,234, angemeldet am 23. September 1991, beschrieben, (europäische Patentanmeldung 92902708.4, welche die europäische regionale Phase des PCT/US91/09111 durchläuft – veröffentlicht als WO 92/10228).
Das Dokument Ind. Eng. Chem. Funden., 1977, Vol. 16#2, (Donohue und andere) beschreibt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Stickstoffoxid, welche eine elektrische Lichtbogenkammer, ein Paar mit einer elektrischen Schaltung verbundene Elektroden und ein Rohr umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Erzeugen eines Gemisches von Stickstoffoxid und Luft oder anderen Gasen zur Verwendung in der Medizin. Stickstoffoxid wird in einem System des Anmelders in einer elektrischen Lichtbogenentladung erzeugt, wobei nur Luft und eine Elektrizitätsquelle verwendet werden. Die Erfindung ermöglicht eine unbegrenzte Erzeugung von Stickstoffoxid in jeder Lage.
Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Inhalator für eine respiratorische Therapie eines Patienten bereitgestellt, welcher ein Mundstück, eine Gesichtsmaske, einen Endotrachialschlauch, einen Trachealschlauch, einen Inkubator oder einen Ventilator umfasst, wobei der Inhalator dadurch gekennzeichnet ist, dass er funktionsfähig adaptiert wird, um ein Luft und Stickstoffoxid umfassendes Gemisch zu erzeugen, wobei der Inhalator Luft und eine Elektrizitätsquelle nutzt und umfasst: eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden, um Stickstoffoxid zwischen diesen Elektroden durch eine Lichtbogenentladung zu erzeugen; eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungspotentials an den Elektroden, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, um einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; einen Gaseingangsanschluss zur Einführung von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer; und einen mit dem Mundstück, der Gesichtsmaske, dem Endotrachealschlauch, dem Trachealschlauch, dem Inkubator oder dem Ventilator gekoppelten Ausgangsanschluss zum Abgeben des erzeugten Gemisches zum Inhalieren durch einen Patienten.
Bevorzugte Ausführungsformen können Elektroden besitzen, welche aus zwei axial ausgerichteten metallischen Stäben mit ihren durch einen einstellbaren in der Lichtbogenkammer platzierten Luftspalt getrennten Spitzen hergestellt sind. Die Schaltung des Inhalators umfasst einen Hochspannungstransformator, wobei die primäre Wicklung mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist und eine RCL-Parallelschaltung parallel mit der sekundären Hochspannungswicklung des Transformators verbunden ist. Das Widerstandselement der RCL-Parallelschaltung umfasst die durch den Luftspalt getrennten Hochspannungselektroden. Der Lufteingangsanschluss des Inhalators besitzt einen Filter zum Filtern der durch den Eingangsanschluss eingeführten Luft, um ein Eindringen von flüssigen Tröpfchen oder festen Partikeln in die Lichtbogenkammer zu verhindern. Der Inhalator kann in einer tragbaren Größe hergestellt sein, wobei er weniger als ungefähr l kg wiegt.
Bevorzugte Ausführungsformen können auch eine Reinigungseinheit besitzen, um die geringen Mengen von Stickstoffdioxid und Ozon, welche in der Lichtbogenkammer erzeugt werden, zu beseitigen. Die Reinigungseinheit ist derart lokalisiert, dass das die Lichtbogenkammer verlassende Gas durch die Reinigungseinheit gezwungen wird, bevor es vom Inhalator freigesetzt wird. Der Ausgangsanschluss besitzt auch ein Mundstück zum direkten Inhalieren des Gasgemisches, welches von der Lichtbogenkammer durch die Reinigungseinheit gezwungen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen können auch eine Lufteingangsbaugruppe mit einem Satz von selektiven beschränkenden Öffnungen besitzen, um eine kontrollierte Menge von Luft zum Inhalationsanschluss einzuführen und um die Luft mit dem Gasgemisch von der Lichtbogenkammer zu mischen während das Gemisch durch das Mundstück inhaliert wird. Die Reinigungseinheit besitzt einen Scavenger für Ozon und Stickstoffdioxid, wie z. B. Natronkalk ("Sodalime") und Baralim ("baralime").
Bevorzugte Ausführungsformen können auch eine Gaspumpe besitzen, um das Gasgemisch durch die Reinigungseinheit aus dem Ausgangsanschluss zu zwingen. Das Gasgemisch kommt dann zu einer Sauerstoffmaske oder wird in einen Raum oder eine Kammer, wie z. B. einen Inkubator, gezwungen.
Ein Patient kann eine tragbare Version des Inhalators überall, wo er oder sie sich befindet, tragen und den Inhalator zur Behandlung von Asthmaattacken oder anderen Formen der Bronchokonstriktion, einer akuten respiratorischen Störung oder reversibler pulmonaler Vasokonstriktion verwenden. Weiterhin kann der Patient die inhalierte Menge von Stickstoffoxid verändern, wenn sich sein oder ihr medizinischer Zustand verändert.
Entsprechend einem zweiten und alternativen Aspekt ist eine Einheit zur Behandlung von medizinischen Umständen, welche eine direkte Zuführung von Substanzen zu einem Organ des menschlichen Körpers verlangen, gemäß Anspruch 10 vorhanden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Einheit können die folgenden Merkmale besitzen. Ein Gasbeförderungssystem wird zum Reinigen und Abgeben des erzeugten Stickstoffoxid, welches mit Luft oder anderen Gasen gemischt ist, an ein Organ des menschlichen Körpers, z. B. einem Verabreichen des Gemisches (zu welchem andere Gase, wie z. B. Anästhetika, hinzugefügt werden können) an die Lunge, verwendet, wobei ein mechanischer Ventilator oder Respirator verwendet wird. Es kann eine Gaszuführsammelleitung enthalten sein, um ausgewählte Gase in das Beförderungssystem zum genauen Mischen der ausgewählten Gase mit dem erzeugen Stickstoffoxid-Luft-Gemisch zuzuführen und um die Mischung durch das Beförderungssystem abzugeben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Einheit können auch einen Gas-Analysator (z. B. einen NO_x-Chemiluminiszenz-Analysator) besitzen, um die Konzentration von individuellen Bestandteilen der durch das Beförderungssystem abgegebenen Mischung von Gasen zu analysieren. Ein mit dem Analysator und der Gaszuführsammelleitung verbundenes Regelsystem wird verwendet, um die Konzentration von in das Beförderungssystem eingeführten individuellen gasförmigen Bestandteilen (z. B. die eingeatmete Sauerstoffkonzentration) entsprechend einem vorbestimmten Vorschriftsschema zu steuern.
Die Einheit kann bei medizinischen oder dringenden Behandlungsgelegenheiten verwendet werden, um Stickstoffoxid zu erzeugen und um eine therapeutisch effektive Konzentration von mit anderen Gasen gemischtem Stickstoffoxid zu einem bestimmten Organ eines menschlichen Körpers zuzuführen. Stickstoffoxid entspannt die glatten Muskeln nahezu sofort nach der Zuführung; außerdem ist die Wirkung des Stickstoffoxids genau auf das der Behandlung unterzogene Organ beschränkt.
Entsprechend einem dritten alternativen Aspekt ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Gasgemisches zur respiratorischen Therapie eines Patienten vorhanden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gasgemisch Luft und Stickstoffoxid umfasst, wobei das Verfahren Luft und eine Elektrizitätsquelle benutzt und die Schritte umfasst: Einführen von Luft durch einen Lufteingangsanschluss in eine elektrische Lichtbogenkammer eines Inhalators; Anlegen eines Hochspannungspotenzials an einen Satz von durch einen Luftspalt getrennte und in der elektrischen Lichtbogenkammer befindliche Elektroden, wobei das Hochspannungspotenzial einen Spitzenwert besitzt, welcher ausreicht, um einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; Erzeugen von Stickstoffoxid durch eine Lichtbogenentladung zwischen den auf das Hochspannungspotenzial aufgeladenen Elektroden; und Abgeben des erzeugten Gemisches durch einen Ausgangsanschluss, gemäß Anspruch 15.
Bei einem vierten alternativen Aspekt der Erfindung ist eine Aufbereitungskammer, vorzugsweise ein Inkubator, adaptiert für eine respiratorische Therapie eines Patienten vorhanden, wobei die Kammer einen hierzu gekoppelten Ausgangsanschluss eines Inhalators, welcher außerhalb der Kammer lokalisiert ist, besitzt, wobei der Inhalator funktionsfähig adaptiert ist, um ein Luft und Stickstoffoxid umfassendes Gemisch zu erzeugen, wobei der Inhalator Luft und eine Elektrizitätsquelle benutzt und umfasst: eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden, um Stickstoffoxid durch eine Lichtbogenentladung zwischen den Elektroden zu erzeugen; eine elektrische Schaltung, um eine Hochspannungspotential an den Elektroden anzulegen, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, welcher ausreicht, einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; einen Gaseingangsanschluss zum Ein führen von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer; und den Ausgangsanschluss zum Abgeben des erzeugten Gemisches.
Die Erfindung stellt in einem fünften alternativen Aspekt davon ein Verfahren zum Füllen eines Aufbereitungsraumes oder einer Aufbereitungskammer mit einem Luft und Stickstoffoxid umfassenden Gemisch zur Verfügung, was für eine respiratorische Therapie eines Patienten geeignet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Benutzen von Luft und einer Elektrizitätsquelle in einem eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden umfassenden Inhalator, um Stickstoffoxid in Luft durch eine Lichtbogenentladung zwischen den Elektroden zu erzeugen, eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungspotenzials an den Elektroden, wobei das Hochspannungspotenzial einen Spitzenwert besitzt, welcher ausreicht, um eine elektrische Lichtbogenentladung über dem Luftspalt zu induzieren, einen Gaseingangsanschluss zur Zuführung von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer, und einen Ausgangsanschluss zum Abgeben von Gasen von dem Inhalator; und Verursachen, dass Gase durch den Ausgangsanschluss in den Aufbereitungsraum oder in die Aufbereitungskammer ausströmen, gemäß Anspruch 26.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer tragbaren Inhalatorausführungsform, welche erfindungsgemäß hergestellt ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Hochspannung erzeugenden Schaltung.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer größeren Inhalatorausführungsform für die häusliche Verwendung.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Inhalatorsystem-Ausführungsform zur Verwendung bei medizinischen und dringenden Behandlungsgelegenheiten.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform, um Stickstoffoxid zu verschiedenen Organen eines menschlichen Körpers zuzuführen, wobei ein mechanischer Ventilator zur respiratorischen Unterstützung enthalten ist.
6 ist ein Graph, welcher die Abhängigkeit der Konzentration des ausgeströmten Stickstoffoxidgases von dem durchschnittlichen Strom in der primären Wicklung des Hochspannungstransformators und der Flussrate der Luft durch die Lichtbogenkammer für einen Spalt von 3 mm zwischen den Elektroden darstellt, wobei V die Luftflussrate in Liter/Minute und der NO-Wert Teile pro Million im Volumen (ppm) ist.
7 ist ein Graph, welcher die Abhängigkeit der Konzentration des ausgeströmten Stickstoffoxidgases von dem Strom in der primären Wicklung des Hochspannungstrans formators und dem Fluss der Luft durch die Lichtbogenkammer für einen Spalt von 5 mm zwischen den Elektroden darstellt, wobei V die Luftflussrate in Liter/Minute und der NO-Wert Teile pro Million im Volumen (ppm) ist.
8 ist ein Graph, welcher die Abhängigkeit des pulmonalen arteriellen Druckes während verschiedener Phasen eines NO-Inhalationsversuches bei einem wachen Schaf mit akutem Lungenhochdruck aufgrund der Infusion von U 46619 darstellt. Das NO-Gas wurde durch die elektrische Entladung erzeugt und zeigt die markierten pulmonalen Vasodilator-Eigenschaften.
In 1 ist ein tragbarer Inhalator mit einem Eingangsanschluss 2 zum Einführen von Luft in eine elektrische Lichtbogenkammer 4 dargestellt. Der Eingangsanschluss 2 enthält ein Einweg-Ventil und einen 0,22 Mikrometer-Filter 3, welcher von Millipore Corp. hergestellt ist. Der Filter entfernt Bakterien und unerwünschte Bestandteile, welche in der eingeführten Luft vorhanden sind. Die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellte Lichtbogenkammer 4 besitzt zwei durch einen Luftspalt 9 getrennte axial angeordnete Elektroden 5. Eine Hochspannung erzeugende Schaltung 7 ist mit den Elektroden 5 verbunden. Die elektrische Lichtbogenkammer 4 ist mit einem Natronkalk-Filter 13 gekoppelt, welcher an einem Inhalationsanschluss 14 angebracht ist. Der Inhalationsanschluss 14 besitzt ein Mundstück 17 und eine Lufteingangsanordnung 15, welche einen Satz von auswählbaren einengenden Öffnungen 16 umfasst. Jede Öffnung besitzt einen Filter, um flüssige Tröpfchen oder feste Bestandteile, welche in der Luft vorhanden sind, herauszufiltern. Das Gasdurchgangsystem (einschließlich des Eingangsanschlusses 2, der Filter 3, 13, und des Inhalationsanschlusses 14) ist entworfen, um eine einfache und relativ unbehinderte Inhalation des Patienten zu ermöglichen. Verschiedene Arten von Filtern können entsprechend den Umgebungsbedingungen, in welchen der Inhalator verwendet wird, eingesetzt werden. Der Inhalator ist von einem Gehäuse 19 umschlossen, welches aus Teflon® oder einem anderen Hochspannungsisolator hergestellt ist. Ein Ein-Aus-Schalter 11 mit einem Testlicht steuert den Betrieb des Inhalator.
Mit Bezug auf 2 besteht die Hochspannung erzeugende Schaltung 7 aus einem Aufwärtstransformator 24 mit primärer und sekundärer Wicklung. Die primäre Wicklung ist mit einer Spannungsversorgung 21 verbunden, und die sekundäre Hochspannungswicklung 25 ist mit einer RCL-Parallelschaltung verbunden. Die Spannung von der Spannungsversorgung 21 ist durch einen Regeltransformator 23 geregelt und wird auf höhere Werte in der zweiten Wicklung 25 transformiert. Andere Schaltungen zum Erzeugen von Hochspannungen, z. B. eine Tesla-Wicklung, können auch eingesetzt werden. Die elektrische Energie wird vorübergehend in einem Kondensator 26 gespeichert, welcher bis zu einer Durchschlagsspannung aufgeladen wird und danach über den Luftspalt 9 entladen wird. Der durch die zwei Elektroden 5 definierte Luftspalt 9 bestimmt den Widerstand der Anord nung der zwei Elektroden. Die Durchschlagsspannung (≈ 20kV) ist proportional zu der Breite des Luftspalts und der Form der Elektroden 5.
Die elektrische Lichtbogenentladung erzeugt ein über dem Luftspalt lokalisiertes Plasma. In dem Plasma werden die Moleküle von Sauerstoff und Stickstoff aufgebrochen und die Atome ionisiert, um Ozon und Stickstoffoxid zu bilden. Ein kleiner Anteil von Stickstoffoxid oxidiert dann in eine höhere Oxidationsstufe und bildet Stickstoffdioxid (NO₂). Dieses Verfahren ist jedoch nur bei erhöhten Temperaturen signifikant. Die Konzentrationen von NO, NO₂ und O₃ variieren in Abhängigkeit von der Breite des Luftspalts und der Dauer des elektrischen Lichtbogens und werden als Teile pro Million im Volumen (ppm) ausgedrückt.
Bei dem Betrieb des Inhalators werden die Gase durch einen Patienten, welcher das Gasgemisch durch das Mundstück 17 inhaliert, von der Lichtbogenkammer 4 durch den Natronkalk-Filter 13 nach außen und aus dem Inhalationsanschluss gezogen. Der Natronkalk-Filter 13 entfernt giftiges NO₂ und O₃ aus dem Gasgemisch, wobei verhindert wird, dass sie den Inhalationsanschluss erreichen, so dass es hauptsächlich Luft und NO enthält. Zur gleichen Zeit dringt zusätzliche Luft durch den Eingangsanschluss 2 in den Inhalator ein und wird in die Lichtbogenkammer 4 gezogen. Nachfolgende Lichtbogenentladungen ionisieren die N₂- und O₂-Moleküle, welche NO, NO₂ und O₃ bilden, und das Verfahren wird wiederholt. Die in der Lichtbogenentladungskammer erzeugte Konzentration von NO variiert von 10 bis 250 ppm, wobei dies von dem Widerstand des Luftspalts 9 und der von den Elektroden 5 zugeführten Energie abhängt. Der therapeutisch vorteilhafte Bereich der NO-Konzentration (für einen tragbaren Inhalator) geht von l ppm bis 180 ppm. Um diese Werte der NO-Konzentration in dem inhalierten Gas zu erreichen, wird ein zusätzlicher Luftmischungseingangsanschluss 15 mit dem Satz von einengenden Öffnungen 16 von verschiedenen Größen als ein Lufteinsauganschluss verwendet. Ein Patient, welcher die Gase von dem Inhalator durch das Mundstück 17 einatmet, mischt automatisch die Gase von der Lichtbogenkammer mit Luft, welche durch den Eingangsanschluss 15 eindringt. Um die NO-Konzentration zu verändern, kann der Patient eine andere Größe der Öffnung wählen, um die Menge an Luft, welche durch den Lufteingangsanschluss 15 in den Inhalationsanschluss gezogen wird, zu erhöhen oder zu vermindern. Bei einer anderen Ausführungsform, wobei ein Patient nicht in der Lage ist zu inhalieren, ist eine Gaspumpe oder eine andere Druckquelle (z. B. ein Ventilator) in dem Inhalationsanschluss enthalten, um das Gasgemisch aus dem Inhalator zu zwingen. Das Mundstück kann dann an einen Endotrachealschlauch oder einen Trachealschlauch angebracht werden. Dieser elektrische NO-Erzeuger kann an einen normalen mit mehreren Gasdosen gespeisten Inhalator (MDi) angebracht werden, welcher einen chemischen Bronchodilator (z. B. Terbutalin, Corticosteroide, u. s. w.) in den Anschluss 15 ausstößt. Nachdem einige Sekunden elektrisch erzeugtes NO inhaliert wird, um eine sofortige Bronchodilatation zu erzeugen, wird der MDi eingeschaltet, um eine länger anhaltende Bronchodilatation zu erzeugen. Dies erhöht die Effizienz des MDi, indem die Zuführung des Medikaments zu den durch NO erweiterten Bronchien verbessert wird. Es ist auch möglich, andere zu inhalierende Medikamente mit dem elektrisch erzeugten NO (entweder zuerst NO oder mit NO) zu injizieren, wie z. B. Surfactant, Mukolytica, u. s. w..
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Inhalator eine tragbare leichtgewichtige in der Hand zu haltende Batterie betriebene Einheit mit einer Größe von weniger als ungefähr 20 × 20 × l0 cm. Ein an Asthma oder Lungenhochdruck leidender Patient kann den Inhalator tragen und kann ihn entsprechend seiner oder ihrer Bedürfnisse verwenden. Anfangs könnte der Patient größere Dosen an Stickstoffoxid, z. B. in einer Konzentration von 150 ppm Stickstoffoxid in Luft, inhalieren müssen; dies kann bewerkstelligt werden, indem der Lufteingangsanschluss 15 geschlossen wird. Wenn sich die Bronchien und/oder Lungengefäße des Patienten erweitern, kann er oder sie diese Konzentration verringern, indem eine größere Öffnung gewählt wird. Der tragbare Inhalator sorgt für eine unbegrenzte Zuführung von NO.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Inhalator ein größeres System zum häuslichen Einsatz. Mit Bezug auf 3 zwingt eine Luftpumpe 32 Luft in eine elektrische Lichtbogenkammer 35. Ein an einem Eingangsanschluss 30 lokalisierter Filter 31 entfernt unerwünschte Bestandteile, welche in der eingeführten Luft vorhanden sind. Ähnlich wie bei der tragbaren Inhalatorausführungsform besitzt die Lichtbogenkammer, welche aus einem elektrisch isolierten Material hergestellt ist, zwei durch einen Luftspalt getrennte Elektroden 36. Die Elektroden 36 sind mit einer Hochspannungsschaltung 34 verbunden, welche von einer normalen 110 V, 60 Hz (oder 220 V, 50 Hz) Steckdose gespeist wird. Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid und Ozon, welche in der Lichtbogenentladung erzeugt werden, werden durch einen Natronkalk-Filter 38 gezwungen. Der Filter 38 absorbiert NO₂ und O₃ aus dem Gasgemisch. Mit Luft und anderen Gasen (z. B. O₂) gemischtes Stickstoffoxid wird aus einem Ausgangsanschluss 39 hinaus gepumpt, welcher mit einer Gesichtsmaske verbunden ist. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das erzeugte Gasgemisch durch den Ausgangsanschluss 39 in eine Kammer, wie z. B. einen Inkubator, oder einen Raum gepumpt.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Inhalator eine Einheit, welche bei medizinischen oder dringenden Behandlungsgelegenheiten eingesetzt wird. Die Größe des Inhalators hängt von der speziellen Verwendung ab. Eine große Einheit wird durch eine normale 110 V, 60 Hz Steckdose, und eine tragbare Einheit durch eine 9 V-Batterie versorgt. Mit Bezug auf 4 wird ein Lufttank und ein Regler 40 eingesetzt, um mit 17 psi (1,17 × 10⁵N/m²) unter Druck gesetzte Luft zu dem NO-Erzeugungssystem zuzu führen. Ähnlich wie bei den anderen Ausführungsformen besitzt das System einen Eingangsanschluss 42, eine Lichtbogenkammer 44 mit Elektroden 46, und einen Natronkalk-Filter 48. Das Gemisch aus NO und Luft wird auf dieselbe Weise, wie vorab diskutiert, erzeugt. Zusätzlich besitzt dieses System einen fünf Liter fassenden mischenden Beutel 50, welcher mit einem Ausgangsanschluss 58 verbunden ist. Der mischende Beutel 50 wird eingesetzt, um durch einen Anschluss 58 zugeführte Luft und Sauerstoff oder ein Sauerstoff reiches N₂-Gemisch, welches durch einen Anschluss 52 zugeführt wird, zu mischen. Das Gemisch aus Luft, Sauerstoff und NO wird durch den Ausgangsanschluss 58 zu einem Ventilator oder zu einer Sauerstoffmaske gebracht. Ein den inspiratorischen Sauerstoffanteil (FIO₂) messendes Messgerät 56 ist an den Ausgangsanschluss 58 angebracht, um den Anteil von O₂-Gas pro Volumen zu messen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Erfindung ein System, welches in medizinischen Einrichtungen, wie z. B. einer Intensivstation oder einer Notaufnahme, eingesetzt wird. Mit Bezug auf 5 wird eine Quelle 60 von Luft, welche mit nahezu 50 psi (3,45 × 10⁵N/m²) unter Druck gesetzt ist, bei diesem System eingesetzt. Die Lichtbogenkammer dieser größeren Einheit könnte mehr als ein Paar Elektroden enthalten, um die Menge von erzeugtem Stickstoffoxid zu steigern. Die Anordnung dieser Einheit ist ähnlich zu der in 1, 3 und 4 dargestellten. Die unter Druck gesetzte Luft wird durch einen Regler 62 in eine Lichtbogenkammer 64 eingeführt, wo sich Elektroden 66 befinden. Ein Natronkalk-Filter 68 absorbiert die unerwünschten Nebenprodukte des Lichtbogenentladungsverfahrens (d.h. NO₂ und O₃). Das Gemisch von Luft und NO wird durch einen speziellen Mischer ("Bird blender") 70 mit durch einen Anschluss 72 zugeführtem Sauerstoff gemischt. Ein an dem Ausgangsanschluss 76 angebrachtes FIO₂-Messgerät 74 misst den O₂-Anteil. Das System wird durch eine normale 110 V, 60 Hz Spannungsquelle versorgt. Zusätzlich kann die Einheit ein automatisches Regelsystem und einen Gasanalysator, verbunden mit dem Lufteinsauganschluss und der Gaspumpe, besitzen. Der Gasanalysator misst die Menge an Stickstoffoxid und anderen Gasen in dem zu einem Organ eines menschlichen Körpers zugeführten Gasgemisch; zusätzlich beaufsichtigt der Analysator das automatische Regelsystem, um eine bestimmte Konzentration an Stickstoffoxid entsprechend eines vorbestimmten Schemas zu halten. Diese Ausführungsform könnte an einem mechanischen Ventilator angebracht sein und eingesetzt werden, um NO-Gasgemische für eine Belüftungstherapie bereitzustellen.
Verschiedene Aufsätze (nicht dargestellt in 5) können an dem Ausgangsanschluss 76 befestigt sein, um Gemische von verschiedenen Gasen und Stickstoffoxid zu bestimmten Organen zuzuführen. Zum Beispiel kann an dem Ausganganschluss 76 ein Aufsatz angebracht sein, welcher NO zu der Spitze eines Foley-Katheters zuführt, um eine einfache Einführung des Katheters in die Harnblase zu ermöglichen.
Beispiel 1
Das Leistungsverhalten einer Testeinheit ist in 6 und 7 für Spalte von 3 mm bzw. 5 mm zwischen den Elektroden dargestellt. Verschiedene Flusswerte (V) von Luft in dem Bereich von 1 Liter/Minute (Um) bis l0 Um werden in die Lichtbogenkammer eingeführt. Der Strom in der primären Wicklung des Hochspannungstransformators variiert von 250 μA bis 1,25 mA, um die zu der Hochspannung erzeugenden Schaltung zugeführte Energie zu steigern. Der Ausstoß von der Lichtbogenkammer wird in einen NO_x--Chemiluminiszenz-Gasanalysator gezogen, um die Konzentrationen der verschiedenen Oxide des Stickstoffs zu bestimmen.
Mit Bezug auf 6 steigt die Konzentration von NO, ausgedrückt in Teilen pro Million, monoton mit der zu den Elektroden, welche einen Abstand von 3 mm haben, zugeführten Energie an. Die höchste Konzentration von Stickstoffoxid wird für einen Luftfluss (V) von 11/m erhalten; eine weitere Erhöhung der Flussrate der Luft verringert die NO-Konzentration.
Fast derselbe Trend wird für den Spalt von 5 mm beobachtet, dargestellt in 7. Wegen des größeren Luftspaltes ist jedoch das in der Lichtbogenentladung erzeugte Plasma größer und somit erzeugt die Lichtbogenentladung eine höhere Konzentration an NO. Die benötigte Spannung, um das Dielektrikum zu durchbrechen und einen Funken über den Elektroden zu erzeugen, ist ungefähr 20 kV. Ein weiteres Trennen der Elektroden, würde eine größere Durchschlagsspannung erfordern.
Der in der elektrischen Lichtbogenentladung erzeugte Ozonwert wurde mit einem ultravioletten fotometrischen Ozonanalysator gemessen. Das NO-Erzeugungssystem mit einem Funkenspalt von 3 mm bei einer Luftflussrate von 21/m erzeugt 0,01 ppm Ozon in der Lichtbogenentladungskammer. Dieser O₃-Wert ist im Wesentlichen unter der Ozonbelastungsgrenze, welche durch das U.S. Department of Labor, the Occupational Safety and Health Administration aufgestellt ist. Die NO₂-Werte wurden bei ähnlichen sehr geringen Werten (< 2% der NO-Werte) gemessen.
Das optimal betriebene System ergibt sich für ungefähr 1,1 mA mit einem Luftfluss von ungefähr 1,5 l/m. Diese Parameter sind jedoch von der Form der Elektroden, der Feuchtigkeit der Luft und anderen Faktoren abhängig.
Beispiel 2
Ein 30 kg schweres männliches Schaf mit einer Tracheostomie wurde mit einem 7 Fr pulmonalen Arterien-Swan-Ganz-Katheter und einer arteriellen Oberschenkelverbindung instrumentiert, um ständig die pulmonalen und systemischen arteriellen Drücke zu messen. Dem wachen Schaf wurde eine kontinuierliche Infusion von 0,6 μg/kg/min von U46619 (Upjohn Pharmaceuticals), ein stabiles Thromboxan, welches analog geeignet ist, eine akute pulmonale Vasokonstriktion und einen Lohnhochdruck zu erzeugen, verabreicht. Die Infusion von U46619 bewirkte, dass der pulmonale arterielle Druck (PAP) um 79% von dem durchschnittlichen Basiswert von 19 mm Hg auf 33 mm Hg anstieg. Ein elektrischer Lichtbogen und eine elektrische Schaltung, ähnlich zu 4, wurde eingesetzt, um ein Gemisch von Luft und NO zu erzeugen. Sofort nach einem Inhalieren von l0 ppm NO in Luft sank der PAP um 25% auf 25 mm Hg, wobei die entspannende Wirkung von NO bestätigt wird, welches durch einen Hochspannungs-Gleichstrom-Funken über einem 5 mm großen Luftspalt elektrisch erzeugt wird. 8 zeigt die Abhängigkeit des durchschnittlichen PAP von verschiedenen Werten von inhaliertem NO, welches kontinuierlich durch Chemiluminiszenz gemessen wird. Wenn der Funkenstrom gesteigert wird, um eine inhalierte NO-Konzentration von 15 ppm zur reichen, vermindert sich der PAP auf einen Wert von 23 mm Hg. Ein zusätzlicher Anstieg des inhalierten NO auf 40 ppm vermidert den PAP auf seinen Basiswert ohne U46619-Infusion von 18 mm Hg. Danach wurde nur Luft zu der Lunge des Schafes zugeführt, was aufgrund der ungehinderten Wirkung des infundierten U46619 einen schnellen Anstieg des PAP auf 34 mm Hg bewirkte. Der systemische arterielle Druck (SAP) blieb konstant bei 94 mm Hg während dieses NO-Inhalationsversuches. Die Tatsache, dass SAP konstant blieb, ist ein Beleg, dass inhaliertes NO nur als ein lokaler Vasodilator des Lungenkreislaufes wirkt.
Andere Ausführungsformen sind in Erwägung gezogen worden. Mit der Bezeichnung "Luft" in den Ansprüchen ist auch beabsichtigt, dass dies normale Luft wie auch andere N₂ und O₂ umfassende Gasgemische beinhaltet. Verschiedene andere Gase, z. B. Anästhetika, zusätzliches O₂, andere Bronchien erweiternde Medikamente (z. B. Inhalatoren mit mehreren Dosen), oder andere Medikamente für eine pulmonale Therapie (z. B. Surfactant-, Mucolytica-, anti-phlogistische Wirkstoffe), usw. können zu dem Gemisch von Stickstoffoxid und Luft, welches durch die erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzeugt wird, hinzugefügt werden.

Claims

Inhalator zur respiratorischen Therapie eines Patienten umfassend ein Mundstück, eine Gesichtsmaske, einen Endotrachealschlauch, einen Trachealschlauch, einen Inkubator oder einen Ventilator, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalator funktionsfähig adaptiert wird, um ein Luft und Stickstoffoxid umfassendes Gemisch zu erzeugen, wobei der Inhalator Luft und eine Elektrizitätsquelle nutzt und umfasst: eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden, um Stickstoffoxide zwischen diesen Elektroden durch eine Lichtbogenentladung zu erzeugen; eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungspotentials an den Elektroden, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, um einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; einen Gaseingangsanschluss zur Einführung von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer; und einen mit dem Mundstück, der Gesichtsmaske, dem Endotrachealschlauch, dem Trachealschlauch, dem Inkubator oder dem Ventilator gekoppelten Ausgangsanschluss zum Abgeben des erzeugten Gemisches zum Inhalieren durch einen Patienten.
Inhalator nach Anspruch 1, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass die Elektroden der Lichtbogenkammer zwei axial ausgerichtete metallische Stäbe mit ihren von dem Luftspalt getrennten Spitzen sind.
Inhalator nach Anspruch 2, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass die Schaltung einen Hochspannungstransformator umfasst, wobei die primäre Seite mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist und eine RCL-Parallelschaltung parallel mit der sekundären Hochspannungsseite des Hochspannungstransformators verbunden ist, wobei das ohmsche Element der RCL-Parallelschaltung die durch den Luftspalt getrennten Hochspannungselektroden umfasst.
Inhalator nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass der Lufteingangsanschluss einen zur Filterung der durch den Eingangsanschluss eingeführten Luft geeigneten Filter enthält, um ein Eindringen von flüssigen Tröpfchen oder festen Partikeln in die Lichtbogenkammer zu verhindern.
Inhalator nach Anspruch 4, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass der Inhalator eine Größe kleiner als ungefähr 20 × 20 × 10 cm und ein Gewicht von weniger als ungefähr 1 kg besitzt.
Inhalator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin umfasst eine Reinigungseinheit geeignet zum Beseitigen von in der Lichtbogenkammer erzeugtem Stickstoffdioxid und Ozon, wobei die Reinigungseinheit derart lokalisiert ist, dass in Gebrauch ein die Lichtbogenkammer verlassendes Gas durch die Reinigungseinheit gezwungen wird, bevor es vom Inhalator freigesetzt wird, und ein Mundstück an dem Ausgangsanschluss, um zu ermöglichen, dass das Gasgemisch direkt von der Lichtbogenkammer durch die Reinigungseinheit inhaliert wird.
Inhalator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eine Lufteingangsbaugruppe mit einem Satz von selektiven beschränkenden Öffnungen umfasst, welche funktionsfähig adaptiert ist, um eine kontrollierte Menge von Luft zum Inhalationsanschluss einzuführen und um die Luft mit dem Gasgemisch von der Lichtbogenkammer zu mischen während das Gemisch durch das Mundstück inhaliert wird.
Inhalator nach Anspruch 6, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit einen Scavenger für Ozon und Stickstoffdioxid besitzt.
Inhalator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin umfasst eine Reinigungseinheit geeignet zur Beseitigung von in der Lichtbogenkammer erzeugtem Stickstoffdioxid und Ozon, wobei die Reinigungseinheit derart lokalisiert ist, dass in Gebrauch das die Lichtbogenkammer verlassende Gasgemisch durch die Reinigungseinheit gezwungen wird, und eine Gaspumpe, um das Gasgemisch aus dem Ausgangsanschluss zu zwingen.
Einheit zur Behandlung von medizinischen Umständen, die eine direkte Zuführung von Substanzen zu einem Organ des menschlichen Körpers verlangen, wobei die Einheit ein speziell für die Gaszuführung zu einem ausgewählten Organ des menschlichen Körpers geeignetes Gasbeförderungssystem umfasst, wobei das Gasbeförderungssystem funktionsfähig adaptiert ist, um einen kontinuierlichen Strom eines Luft und Stickstoffoxid umfassenden Gemisches zu erzeugen, und wobei die Einheit umfasst: eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden zum Erzeugen eines Stickstoffoxids durch eine Lichtbogenentladung zwischen den Elektroden; eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungspotentials an den Elektroden, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, um einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; einen Gasein gangsanschluss zur Einführung von Luft oder Gasen zur Lüftung in die elektrische Lichtbogenkammer; und wobei das Beförderungssystem derart eingerichtet ist, um den Strom zum Abgeben des erzeugten Gemisches zu einem Organ des menschlichen Körpers aufzunehmen; und wobei die Einheit anders ist als ein Apparat zur experimentellen Analyse der Produktionsrate von Ozon, Stickstoffoxid und Distickstoffoxid in einer gepulsten Entladung in Luft in Relation zur Strömungsgeschwindigkeit, Verweildauer und Produktion von fadenförmigen Entladungen, wobei der Apparat eine Entladungsröhre gekoppelt mit einem Zähler von fadenförmigen Entladungen und alternativ direkt gekoppelt mit einer NO2-absorbierenden Bürste, mit der Bürste via eines dazwischenliegenden Verweilraums gekoppelt, oder mit einem Beckman-NO/NOx-Analysator gekoppelt umfasst.
Einheit nach Anspruch 10, dadurch weiterhin gekennzeichnet, dass das Beförderungssystem speziell konfiguriert ist, um das Gemisch direkt an ein spezifisches Organ abzugeben.
Einheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Gaszuführsammelleitung umfasst, welche funktionsfähig zur Zuführung ausgewählter Gase in das Beförderungssystem adaptiert ist, um diese ausgewählten Gase mit dem Gemisch zu mischen und um diese Mischung durch das Beförderungssystem abzugeben.
Einheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Gasanalysator umfasst, welcher funktionsfähig adaptiert ist, um die Konzentration von individuellen Bestandteilen der durch das Beförderungssystem abgegebenen Gasmischung zu analysieren, und ein mit dem Analysator und der Gaszuführsammelleitung verbundenes Regelsystem zum funktionsfähigen Kontrollieren der Konzentration von in das Beförderungssystem eingeführten individuellen Bestandteilen entsprechend einem vorbestimmten Vorschriftsschema.
Inhalator nach Anspruch 1 oder Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er bzw. sie weiterhin Mittel zum Hinzufügen weiterer Gase zu dem Gemisch umfasst.
Verfahren zur Erzeugung eines Gasgemisches zur respiratorischen Therapie eines Patienten, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gasgemisch Luft und Stickstoffoxid umfasst, wobei das Verfahren Luft und eine Elektrizitätsquelle benutzt und die Schritte umfasst: Einführen von Luft durch einen Lufteingangsanschluss in eine elektrische Lichtbogenkammer eines Inhalators; Anlegen eines Hochspannungspotentials an einen Satz von durch einen Luftspalt getrennten und in der elektrischen Lichtbogenkammer befindlichen Elektroden, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, um einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; Erzeugen von Stickstoffoxid durch eine Lichtbogenentladung zwischen den auf das Hochspannungspotential aufgeladenen Elektroden; und Abgeben des erzeugten Gemisches durch einen Ausgangsanschluss; wobei kein Anspruch bezüglich eines wie oben beschriebenen Verfahrens erhoben wird, bei dem das Gemisch direkt an einen Patienten abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Filterns von durch den Eingangsanschluss eingeführter Luft umfasst, um ein Eindringen von flüssigen Tröpfchen und festen Partikel in die Lichtbogenkammer zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Säuberns von von der Lichtbogenkammer entnommenem Gas umfasst, um während der Lichtbogenentladung erzeugtes Stickstoffdioxid und Ozon zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Mischens des Gemisches von von der Lichtbogenkammer eingesaugtem Stickstoffoxid und Luft mit durch eine Lufteingangsbaugruppe mit einem Satz von selektiven beschränkenden Öffnungen eingeführter Luft umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Säuberns eines von der Lichtbogenkammer eingesaugten Gases umfasst, um während der Lichtbogenentladung erzeugtes Stickstoffdioxid und Ozon zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Pressens des Gasgemischs aus dem Ausgangsanschluss durch Einsatz einer Gaspumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt eines Einführens von ausgewählten Gasen durch eine Gaseingangssammelleitung in das Beförderungssystem umfasst, wobei die selektierten Gase mit dem erzeugten Gemisch von Stickstoffoxid und Luft gemischt werden, und wobei diese Mischung durch das Beförderungssystem abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Schritte umfasst eines Analysierens der Konzentration von individuellen Bestandteilen der von dem Beförderungssystem abgegebenen Mischung von Gasen und Regeln der Konzentration von individuellen durch das Beförderungssystem eingeführten Bestandteilen entsprechend einem vorbestimmten Vorschriftsschema, wobei ein mit einem Gasanalysator und der Gaseingangssammelleitung verbundenes Regelsystem verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es Schritte zum Hinzufügen zusätzlicher Gase zu dem Gemisch umfasst.
Aufbereitungskammer, vorzugsweise ein Inkubator, für eine respiratorische Therapie eines Patienten adaptiert, wobei die Kammer einen hierzu gekoppelten Ausgangsanschluss eines Inhalators, der außerhalb der Kammer lokalisiert ist, besitzt, wobei der Inhalator funktionsfähig adaptiert ist, um ein Luft und Stickstoffoxid umfassendes Gemisch zu erzeugen, wobei der Inhalator Luft und eine Elektrizitätsquelle benutzt und umfasst: eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden, um Stickstoffoxid durch Lichtbogenentladung zwischen den Elektroden zu erzeugen; eine elektrische Schaltung, um ein Hochspannungspotential an den Elektroden anzulegen, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, einen elektrischen Lichtbogen über dem Luftspalt zu induzieren; einen Gaseingangsanschluss zum Einführen von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer; und den Ausgangsanschluss zum Abgeben des erzeugten Gemisches.
Aufbereitungskammer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalator mit Mitteln für das Hinzufügen zusätzlicher Gase zu dem Gemisch ausgestattet ist.
Verfahren zum Füllen eines Aufbereitungsraums oder einer Aufbereitungskammer mit einem Luft und Stickstoffoxid umfassenden Gemisch, was für eine respiratorische Therapie eines Patienten geeignet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Benutzen von Luft und einer Elektrizitätsquelle in einem eine elektrische Lichtbogenkammer mit einem Paar von durch einen Luftspalt getrennten Elektroden umfassenden Inhalator, um Stickstoffoxid in Luft durch eine Lichtbogenentladung zwischen den Elektroden zu erzeugen, eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungspotentials an den Elektroden, wobei das Hochspannungspotential einen Spitzenwert besitzt, der ausreicht, um eine elektrische Lichtbogenentladung über dem Luftspalt zu induzieren, einen Gaseingangsanschluss zur Zuführung von Luft in die elektrische Lichtbogenkammer, und einen Ausgangsanschluss zum Abgeben von Gasen von dem Inhalator; und Veranlassen des Gases durch den Ausgangsanschluss in den Aufbereitungsraum oder die Aufbereitungskammer auszuströmen; wobei kein Anspruch bezüglich eines wie oben beschriebenen Verfahrens erhoben wird, bei dem ein menschlicher Patient oder ein Tier in der Aufbereitungsraumkammer anwesend ist.