ES2880924T3 - Administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente - Google Patents

Administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente Download PDF

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Abstract

Sistema para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente, que incluye una interfaz (1) que se puede poner en contacto con las vías respiratorias del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio, un aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio (2), presentando el flujo de gas respiratorio una primera presión que es superior o igual a la presión ambiental, al menos un conducto de inspiración (3), a través del cual se conduce el flujo de gas respiratorio hacia la interfaz (1), un generador de aerosol (4), al menos un conducto de aerosol (5), a través del cual se conduce el aerosol en polvo generado desde el generador de aerosol (4) hacia la interfaz (1), y un sensor de respiración (6), que detecta la señal de respiración del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio, estando dispuesta una válvula (7) en el al menos un conducto de aerosol (5) entre la interfaz (1) y el generador de aerosol (4), que se controla en función de la señal de respiración detectada, caracterizado por que un depósito temporal (8) para el almacenamiento del aerosol en polvo generado está dispuesto entre la válvula (7) y el generador de aerosol (4), estando previsto un control (9) y estando configurado para predeterminar una segunda presión que es mayor o igual a la primera presión, y para inducir que se genere aerosol en el generador de aerosol 4 y se alimente al depósito temporal (8) hasta que la presión que está presente en el depósito temporal (8) corresponda a la segunda presión predeterminada por el control (9), pudiendo adicionarse mezclando, debido al control de la válvula (7), el aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal (8) directamente con el flujo de gas respiratorio.

Description

DESCRIPCIÓN
Administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente
La presente invención se refiere a un sistema para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente.
Se entiende por respiración artificial la toma parcial o completa de la respiración fisiológica por medio de ayudas o fuentes externas. Se lleva a cabo en el caso de respiración espontánea insuficiente o su completa ausencia. Por el contrario, el soporte respiratorio significa el soporte de la respiración espontánea, en la que se aplica una presión positiva continua durante todo el ciclo respiratorio (CPAP, siglas en inglés para "presión positiva continua en las vías respiratorias"). En este sentido, el paciente puede determinar por sí mismo la profundidad de su respiración, su frecuencia respiratoria y también el flujo de aire. Así, el requisito previo para la administración del soporte respiratorio es la capacidad básica del paciente para respirar por sí mismo.
De este modo, por ejemplo, en el caso del tratamiento local de infecciones pulmonares (bacterianas, virales o con micosis) con principios activos, existe una necesidad médica considerable de sistemas y procedimientos de este tipo, en particular también en el caso de pacientes que reciben respiración artificial o soporte respiratorio. Esta necesidad existe en especial en el caso del tratamiento del denominado síndrome de dificultad respiratoria en bebés prematuros y recién nacidos (IRDS, siglas en inglés para "síndrome de dificultad respiratoria neonatal"), en el que el pulmón inmaduro produce solo una pequeña cantidad o absolutamente nada del denominado agente tensioactivo (una sustancia tensoactiva especial en los pulmones). Por ello, colapsan los alvéolos pulmonares, que luego no pueden participar en el intercambio de gases. Las consecuencias son deficiencia de oxígeno, dificultad para respirar y, dado el caso, daños pulmonares. Para el tratamiento, el bebé prematuro o el recién nacido reciben respiración artificial o soporte respiratorio, debiendo introducirse agente tensioactivo en los pulmones. Actualmente, esto se realiza de forma invasiva mediante la instilación de una suspensión de agente tensioactivo.
En este sentido, la necesidad de principio activo pulmonar local para la administración inhalativa con hasta unos pocos 100 mg de ingrediente activo por día es de 2 a 3 órdenes de magnitud mayor que el de la administración inhalativa "clásica". A este respecto, existe una necesidad urgente en el perfeccionamiento tanto de aparatos de inhalación portátiles y estacionarios que se van a usar por el paciente como, en particular, en el desarrollo de procedimientos de dosificación de aerosoles para el acoplamiento con tecnologías de respiración artificial en cuidados intensivos.
En particular, el acortamiento de los tiempos de administración a través de tasas de dosificación más altas en la interfaz del paciente representa una gran necesidad médica en el caso de las enfermedades crónicas. La dispersión de polvos es una forma muy prometedora en este caso. En este sentido, sin embargo, es importante una vinculación óptima de la tecnología de respiración artificial y de aerosolización.
En particular en el caso de niños, la falta de habilidades de coordinación así como los cambios en la anatomía pulmonar y la mecánica respiratoria en el curso del desarrollo infantil requieren el desarrollo de sistemas automatizados que se adapten a las circunstancias individuales. Por eso, es necesario un acoplamiento estrecho entre la monitorización sensorial de la respiración in situ y el control de la dosis que se van a administrar. En general, la nebulización de líquidos desencadenada por la respiración ya está muy extendida (Clinical Foundations n.° 14, pág.1.-6, Arzu Ari: "Aerosol Therapy for Ventilator-Dependent Patients: Devices, Issues, Selection & Technique"; Clinical Foundations n.° 14 pág. 7-12, mesa redonda, moderador Timm Myers: "Aerosol Therapy in spontaneously Breathing and mechanically ventilated patient: Description, Selection & Issues").
Sin embargo, los inhaladores de polvo también se describen cada vez más. De este modo, por ejemplo, el documento WO 2010/122 103 A1 revela un sistema para la administración de aerosol en polvo en un sistema de respiración artificial, dosificándose continuamente el aerosol en polvo. No obstante, en el caso de este tipo de dosificación, una mayor parte del aerosol en polvo se consume sin que se deposite en las zonas profundas del pulmón y pueda desarrollar allí todo su efecto. Por lo tanto, una manera de funcionamiento de este modo es cara e ineficaz.
En el documento DE 102008 050218 A1 se ha revelado un sistema y se ha revelado un procedimiento para la administración de sustancias inhalables en un pulmón. El sistema está previsto para conectarse a un pulmón de un animal o a un pulmón humano extraído post mortem. De este modo, el procedimiento se puede usar en pulmones que no están integrados en un organismo vivo para probar nuevos principios activos.
El documento US 2005/0229926 A1 revela un procedimiento y una composición para el tratamiento de enfermedades pulmonares. El procedimiento allí revelado y un sistema mostrado para su implementación funcionan con un aerosol líquido, pero no con un aerosol en polvo.
El documento WO 2005/048982 A2 revela un sistema para administrar un aerosol en polvo en el flujo de gas respiratorio de un paciente. Allí, el aerosol generado en un generador de aerosol se introduce directamente en el flujo de gas respiratorio.
La invención se basa en el objetivo de modificar un sistema para la administración de aerosol en polvo controlado por la respiración de tal manera que se incremente la eficacia de la terapia, con una estructura al mismo tiempo sencilla y económica.
Este objetivo se resuelve a través de un sistema para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente con las características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de un sistema de este tipo están especificados en las reivindicaciones dependientes 2 a 12. Un aspecto especial de la invención forma una válvula utilizada en el sistema de acuerdo con la invención para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente, con las características designadas con más detalle en la reivindicación dependiente 10. Perfeccionamientos ventajosos de un sistema que contiene una válvula de este tipo están especificados en las reivindicaciones dependientes 11-12. También se describe un procedimiento, que sin embargo no está protegido por la presente patente, para la administración controlada por la respiración de un aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente.
Por lo tanto, la invención está destinada a la administración controlada por la respiración de un aerosol en polvo en un circuito para el suministro de gas respiratorio, en particular en el caso del soporte respiratorio por medio de CPAP, pero también en el caso de respiración artificial. La aplicación de la invención se refiere en particular a bebés prematuros y recién nacidos así como a niños de corta edad, pero del mismo modo a adolescentes y adultos, tales como, por ejemplo, aquellos con una enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).
En el caso de un sistema correspondiente que incluye una interfaz que se puede poner en contacto con las vías respiratorias del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio, un aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio, presentando el flujo de gas respiratorio una primera presión que es superior o igual a la presión ambiental, al menos un conducto de inspiración, a través del cual se conduce el flujo de gas respiratorio hacia la interfaz, un generador de aerosol, al menos un conducto de aerosol, a través del cual el aerosol en polvo generado se conduce hacia la interfaz, y un sensor de respiración, que detecta la señal de respiración del paciente, el enfoque de acuerdo con la invención consiste ahora en predispensar el aerosol en polvo antes de la administración directamente en la interfaz y suministrarlo según sea necesario. El suministro se regula a través de una válvula, que está dispuesta en el al menos un conducto de aerosol entre la interfaz y el generador de aerosol. Para ello, la válvula se controla en función de la señal de respiración detectada y el aerosol en polvo generado se almacena en un depósito temporal, que está dispuesto entre la válvula y el generador de aerosol, presentando el aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal una segunda presión predeterminada por un control, que es mayor o igual que la primera presión, en particular puede ser 2-3 mbar mayor. De este modo, el aerosol en polvo se mezcla directamente con el flujo de gas de inhalación o incluso lo reemplaza por completo durante un breve período de tiempo cuando se abre la válvula.
El aerosol en polvo designa una mezcla heterogénea (dispersión) de partículas sólidas suspendidas en un gas. Las partículas sólidas suspendidas resultan de un polvo seco inhalable que tanto se puede administrar seco como se puede humedecer antes de la administración para poder garantizar que este no seca los pulmones, en particular en el caso de polvos secos inhalables que presentan propiedades higroscópicas. A este respecto, el aerosol en polvo puede presentar, en particular, un diámetro de partícula máximo de 4 pm.
La señal de respiración se puede componer de las fases de inhalación, exhalación y pausa. En el caso de la respiración artificial, los impulsos de respiración artificial mecánica se administran o bien con control de volumen (ventilación con control de volumen, VCV por sus siglas en inglés) o bien con control de presión (ventilación con control de presión, PCV por sus siglas en inglés), correspondientemente al tamaño objetivo. El sensor de respiración puede determinar la señal de respiración a través del movimiento del tórax/de la pared abdominal, a través de la temperatura en la interfaz, a través del flujo en la interfaz y/o a través de la presión en la interfaz. En el caso de la respiración artificial, la señal de respiración también se puede detectar a través del aparato para la generación un flujo de gas respiratorio. En este caso, el aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio puede contener el sensor de respiración.
Para el control de la válvula, se evalúa la señal de respiración detectada del sensor de respiración y se determina el curso del ciclo de respiración. Después, la válvula se abre en un punto predeterminado en el tiempo dentro de un ciclo de respiración, durante el cual se debería administrar el aerosol en polvo.
En este sentido, un aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio puede comprender un respirador, una bombona de gas presurizado o similar.
Un generador de aerosol puede comprender, por ejemplo, un dispositivo de acuerdo con el documento WO 2010/122 103 A1.
El aerosol en polvo generado se puede conducir hacia la interfaz tanto directamente a través del al menos un conducto de aerosol como indirectamente a través del al menos un conducto de inspiración, conduciéndose el aerosol en polvo generado por medio del al menos un conducto de aerosol hacia el al menos un conducto de inspiración y conduciéndose en este más hacia la interfaz.
Una interfaz puede comprender una mascarilla respiratoria, un tubo, una boquilla, una cánula nasal, una púa o similar. En este sentido, la interfaz puede presentar una conexión para el al menos un conducto de inspiración. Además, la interfaz puede presentar una conexión para el al menos un conducto de aerosol y/o una conexión para un conducto de espiración.
El conducto de espiración puede conductor, por ejemplo, el flujo de aire espiratorio del paciente de regreso al aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio. A este respecto, el conducto de espiración puede presentar uno o varios filtros para separar las partículas de polvo, contenidas en el flujo de aire espiratorio, del aerosol en polvo, de manera que este no penetre en el aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio y perjudique su función.
La interfaz también puede presentar un conducto adicional para una descarga separada del aire respirable que contiene aerosol en polvo, pudiendo presentar este conducto adicional una válvula de salida. En particular, la válvula de salida también se puede controlar en función de la señal de respiración detectada por el sensor de respiración, de manera que la válvula esté abierta durante la inspiración del paciente y la válvula de salida esté cerrada o bien la válvula esté cerrada durante la espiración del paciente y la válvula de salida esté abierta. De esta manera, el volumen muerto dentro de la interfaz, es decir, el volumen de aire espiratorio que permanece todavía en la interfaz después de que el paciente ha espirado, se puede minimizar aún más. En este sentido, resulta ventajoso si la válvula de salida está conectada directamente a la interfaz. En especial, la válvula de salida puede presentar la misma estructura y el mismo modo de funcionamiento que la válvula. El al menos un conducto de inspiración también puede presentar, adicionalmente, uno o varios filtros y/o válvulas, válvulas de retención o similares entre el aparato para la generación del flujo de gas respiratorio, la interfaz y/o el lugar donde se añade el aerosol en polvo generado.
También resulta ventajoso si la válvula se encuentra directamente en la interfaz o inmediatamente en su área y es tan pequeña que no perjudica la función de la interfaz, es decir, la operabilidad y el posicionamiento de la interfaz en el paciente no pueden verse influidos por el tamaño y el peso de la válvula. Al mismo tiempo, sin embargo, la válvula debería dejar pasar de manera óptima el aerosol en polvo generado en el estado abierto. Para ello, la válvula puede presentar una abertura en el estado abierto que corresponda a la sección transversal del al menos un conducto de aerosol. También resulta ventajoso si la válvula no presenta ninguna transición brusca, tal como, por ejemplo, bordes.
Además, la válvula puede presentar un tiempo de conmutación de menos de 20 ms para implementar un punto de dosificación óptimo en el tiempo del aerosol en polvo.
Para reducir aún más los tiempos muertos o bien los volúmenes muertos entre el generador de aerosol y la interfaz, el volumen de conducto entre la válvula y la interfaz puede ser menor que el volumen corriente del paciente, en particular el volumen de conducto entre la válvula y la interfaz puede ascender a como máximo 1/10 del volumen corriente del paciente.
En este sentido, volumen muerto significa el volumen que inicialmente se va a llenar con el aerosol en polvo después de la apertura de la válvula hasta que este llegue a la interfaz. El tiempo muerto denota el intervalo de tiempo después del cual el aerosol en polvo alcanza la interfaz después de la apertura de la válvula.
Los siguientes valores orientativos son decisivos para el volumen corriente o bien la frecuencia respiratoria (fuentes: Walsh, B.K. et al. "Perinatal and pediatric respiratory care evolve learning system" 3.a edición, ISBN 978­ 1-4160-2448-4 o bien Philip Chi Lip Kwok, Hak-Kim Chan "Delivery of inhalation drugs to children for asthma and other respiratory diseases" Advanced Drug Delivery Reviews 73 (2014) pág. 83-88):
Clasificación por Volumen corriente Frecuencia respiratoria edades [ml/kg] [movimientos respiratorios/min] Adulto > 12 años 7 - 10 12 - 20 Adolescente 6 - 12 años 7 - 10 18 - 25
Niño 2 - 6 años 6 - 9 20 - 30
Niño de corta edad 1 mes - 2 años 5 - 8 20 - 35
Recién nacido 0 - 30 días 5 - 8 25 - 40
Bebé prematuro Edad gestacional < 38 4 - 6 25 - 60
Para proporcionar siempre una cantidad suficiente de aerosol en polvo, la suma del volumen del depósito temporal y del volumen de conducto entre el depósito temporal y la válvula puede ser mayor que el volumen corriente del paciente, en particular la suma del volumen del depósito temporal y del volumen de conducto entre el depósito temporal y la válvula puede ascender a al menos el doble del volumen corriente del paciente.
Además, resulta ventajoso si el depósito temporal presenta al menos una pared elástica para garantizar de este modo, a través de una presión constante del aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal, un flujo de adición constante del aerosol en polvo durante todo el tiempo de apertura de la válvula.
Para implementar siempre que se proporcione suficiente aerosol en polvo en el depósito temporal, el generador de aerosol se puede controlar en función de la segunda presión que está presente en el depósito temporal.
En un perfeccionamiento ventajoso, la válvula puede comprender un canal con elementos de conexión y varios elementos de cierre, presentando los elementos de cierre segmentos de pared flexibles y estando dispuestos en la pared interior del canal distribuidos de forma radialmente uniforme a lo largo de una sección circunferencial, de manera que estos, en cada caso con la pared interior del canal, configuran espacios de control, que están conectados entre sí para formar un sistema de volumen total y sobre los que se puede actuar con un fluido de control, de manera que los elementos de cierre se aprietan en la sección transversal del canal y los unos contra los otros debido a un aumento de presión del fluido de control que se encuentra en los espacios de control.
En particular, la válvula puede comprender tres, cuatro o cinco elementos de cierre distribuidos de forma radialmente simétrica, de idéntica configuración, siendo igual el volumen de los espacios de control de los elementos de cierre. De este modo, los segmentos de pared flexibles se deforman en forma de mordaza debido al aumento de la presión del fluido de control y bloquean por lo tanto el conducto de aerosol. A través de la división del espacio de control en varios, en particular tres, cuatro o cinco, elementos de cierre del mismo tamaño con respecto al volumen, se puede lograr un grado de simetría particularmente alto dentro de la válvula durante el estado cerrado.
Además, resulta ventajoso si los segmentos de cierre están realizados como un manguito de manguera de membrana de elastómero, que está dispuesto en el canal, y cuyos ambos extremos estén fijados de forma estanca a la presión, presentando el manguito de manguera de membrana de elastómero varios refuerzos distribuidos uniformemente sobre la circunferencia a lo largo de la longitud y estando configurados entre los refuerzos los segmentos de pared flexibles, de manera que se formen varios espacios de control entre la pared interior del canal y la pared exterior del manguito de manguera de membrana de elastómero. En particular, se pueden formar tres, cuatro o cinco espacios de control distribuidos de forma radialmente simétrica, configurados de manera idéntica, entre la pared interior del canal y la pared exterior del manguito de manguera de membrana de elastómero, siendo de igual magnitud el volumen de los espacios de control. En especial, el manguito de manguera de membrana de elastómero puede estar realizado como manguito de manguera de membrana de silicona.
En una variante particularmente ventajosa, el sistema de volumen total puede presentar un volumen total que ascienda a como máximo 1/3 del volumen corriente del paciente para poder asegurar, en el caso de una rotura de los segmentos de la pared flexibles, que solo un volumen muy pequeño del fluido de control llegue al conducto de aerosol y, por lo tanto, a las vías respiratorias del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio. En particular, el volumen total puede ascender a como máximo 0,7 ml en el caso de que paciente sea un bebé prematuro. En este sentido, la válvula puede presentar un diámetro interior de 5 mm y una longitud de 10 mm. En el caso de que el paciente sea un adulto, el volumen total puede ascender a como máximo 14 ml. En este sentido, la válvula puede tener un diámetro interior de 19 mm y una longitud de 50 mm. En especial, el sistema de volumen total puede estar cerrado por medio de un pistón móvil o un elemento flexible, aumentándose a través del movimiento del pistón o la compresión del elemento flexible la presión en el sistema de volumen total al que se aplica el fluido de control.
Una válvula con las propiedades expuestas anteriormente (y opcional) también se puede emplear como válvula para la utilización en un sistema para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente. Puesto que la válvula está en contacto directo con el paciente, la válvula puede estar concebida en particular como un artículo de un solo uso, que se desecha después de su utilización.
En un aspecto adicional no cubierto por la protección de la patente, se proporciona un procedimiento para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente. Esto incluye las siguientes etapas: generación de un flujo de gas respiratorio, que presenta una primera presión que es superior o igual a la presión ambiental; conducción del flujo de gas respiratorio hacia una interfaz que está en contacto con las vías respiratorias de un paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio; generación de aerosol en polvo; conducción del aerosol en polvo hacia la interfaz; detección de una señal de respiración, almacenándose el aerosol en polvo generado en un depósito temporal entre el lugar donde se genera el aerosol en polvo y la interfaz, presentando el aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal una segunda presión que es mayor o igual que la primera presión, pudiendo ser en particular 2-3 mbar mayor, y regulándose la adición del aerosol en polvo generado en función de la señal de respiración detectada a través de una válvula que se encuentra entre el depósito temporal y la interfaz.
La dosificación del aerosol en polvo se puede ajustar en el sistema de acuerdo con la invención a través del tiempo de adición y la concentración del aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal. Además, el punto de acción del aerosol en polvo se puede ajustar a través del tiempo de adición, es decir, a qué áreas pulmonares llega el aerosol en polvo. De este modo, el aerosol en polvo, por ejemplo, en el caso de una adición directamente al comienzo del ciclo respiratorio, es decir, al comienzo de la inhalación, llega hasta las áreas profundas del pulmón. En particular, el aerosol en polvo se puede agregar como un bolo dentro del ciclo de respiración.
Una utilización del sistema de acuerdo con la invención también es posible en el caso de respiración artificial o bien soporte respiratorio con un gas respiratorio que presenta un contenido de oxígeno aumentado.
De este modo, el sistema de acuerdo con la invención posibilita una dosificación óptima del aerosol en polvo y, por lo tanto, un alto nivel de eficacia terapéutica, de manera que los tiempos de aplicación o las cantidades de medicamento necesarias se pueden reducir considerablemente. Por ejemplo, se puede estimar que la cantidad administrada se puede reducir en aproximadamente un 60 % en el caso de un paciente con IRDS.
Ventajas y características de la invención se deducen de la siguiente descripción de varios ejemplos de realización mediante las figuras adjuntas. A este respecto, muestra:
la figura 1 una representación esquemática del sistema de acuerdo con la invención para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo en el caso de soporte respiratorio de un paciente (procedimiento de CPAP)
la figura 2 una sección longitudinal esquemática de una válvula de acuerdo con la invención en el estado abierto
la figura 3 una sección longitudinal esquemática de una válvula de acuerdo con la invención en el estado cerrado
la figura 4 una representación de sección transversal esquemática de una válvula de acuerdo con la invención en el estado abierto
la figura 5 una representación de sección transversal esquemática de una válvula de acuerdo con la invención en el estado cerrado
la figura 6 una representación esquemática de un posible manguito de manguera de membrana de elastómero en el estado abierto de la válvula de acuerdo con la invención
la figura 7 una representación esquemática de un posible manguito de manguera de membrana de elastómero en el estado cerrado de la válvula de acuerdo con la invención
la figura 8 a modo de ejemplo, la colocación temporal del aerosol en polvo utilizando un sistema de acuerdo con la presente invención
En la figura 1 están representados distintos componentes del sistema de acuerdo con la invención: una interfaz 1, que está en contacto con las vías respiratorias del paciente que va a recibir soporte respiratorio, un aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio 2, un conducto de inspiración 3, a través del cual se conduce el flujo de gas respiratorio hacia la interfaz 1, un generador de aerosol 4, un conducto de aerosol 5, a través de la cual se conduce el aerosol en polvo generado hacia la interfaz 1, un sensor de respiración 6, una válvula 7 así como un depósito temporal 8 para almacenar el aerosol en polvo generado, un humidificador 12 para humidificar el aerosol en polvo, un control 9 para controlar la válvula y el generador de aerosol, un sensor de presión 13 para detectar la presión que está presente en el depósito temporal, así como un conducto de espiración 10 que presenta un filtro 11.
El aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio 2 proporciona un flujo de gas respiratorio a través del conducto de inspiración 3 en la interfaz 1. El aerosol en polvo generado en el generador de aerosol 4 se humidifica, dado el caso, en el humidificador 12 y se conduce hacia la interfaz 1 a través del conducto de aerosol 5. La válvula 7 se encuentra en el conducto de aerosol 5 entre el depósito temporal 8 y la interfaz 1 y se controla a través del control 9, que evalúa la señal de respiración detectada del sensor de respiración 6. El control del generador de aerosol 3 se realiza, por ejemplo, en función de la presión 13 que está presente del aerosol en polvo en el depósito temporal 8. El flujo de aire espiratorio del paciente se conduce a través del conducto de espiración 10 hacia el aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio 2, separándose las partículas de polvo del aerosol en polvo contenidas en el flujo de aire espiratorio en primer lugar en el filtro 11, de manera que estas no perjudiquen la función del aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio 2.
El aerosol en polvo se genera en el generador de aerosol 4 hasta que la presión que está presente en el depósito temporal 8 corresponde a la presión predeterminada por el control 9. La válvula 7 está cerrada. El paciente recibe continuamente soporte respiratorio a través de un flujo de gas respiratorio, que se proporciona por medio del aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio 2. El sensor de respiración 6 detecta la señal de respiración del paciente y la transmite al control 9, que la evalúa. En un punto predeterminado en el tiempo dentro del ciclo de respiración, durante el cual se debería dosificar el aerosol en polvo, la válvula 7 se abre debido a una señal correspondiente del control 9 y, de este modo, el aerosol en polvo se mezcla directamente con el flujo de gas respiratorio o el aerosol en polvo incluso lo reemplaza durante un breve período de tiempo. Una vez transcurrido el tiempo de adición preajustado, la válvula 7 se cierra de nuevo por medio de una señal del control 9. En este sentido, el tiempo de conmutación de la válvula asciende a menos de 20 ms para poder implementar un tiempo de dosificación óptimo.
La figura 2 muestra los diversos componentes de una válvula de acuerdo con la invención en el estado abierto de la válvula: un canal 12, elementos de conexión 13, segmentos de pared flexibles 14, espacios de control 15, que están conectados entre sí para formar un sistema de volumen total cerrado, sobre el que se actúa con fluido de control, siendo deformables de manera reversible los segmentos de pared flexibles en función de la presión del fluido de control que actúa en los espacios de control. A través de un aumento de la presión del fluido de control que está presente en el espacio de control 15 por medio de un pistón móvil que cierra el sistema, los segmentos de pared flexibles 14 se deforman en forma de mordaza y se aprietan en la sección transversal del canal y los unos contra los otros de tal manera que el aerosol en polvo generado se cierra de forma estanca (figuras 3 y 5). Si se reduce la presión, que está presente en el espacio de control 15, del fluido de control, los segmentos de pared flexibles 14 se abren de nuevo para permitir el paso completo (figura 4). En un caso de aplicación para un bebé prematuro o recién nacido, el volumen total del sistema de volumen total puede ascender a 0,7 ml. En este sentido, la válvula puede tener un diámetro interior de 5 mm y una longitud de 10 mm. En un caso de aplicación para un adulto, el volumen total puede ascender a 14 ml. En este sentido, la válvula puede tener un diámetro interior de 19 mm y una longitud de 50 mm.
Las figuras 6 y 7 muestran un ejemplo de realización particularmente ventajoso de los elementos de cierre como manguito de manguera de membrana de elastómero, que está dispuesto en el canal, y cuyos ambos extremos están fijados de forma estanca a la presión, presentando el manguito de manguera de membrana de elastómero varios refuerzos 18 distribuidos uniformemente sobre la circunferencia a lo largo de la longitud y estando configurados entre los refuerzos los segmentos de pared flexibles 16. De este modo, en el caso de una implementación del manguito de manguera de membrana de elastómero en la válvula, el manguito de manguera de membrana de elastómero se deforma en el área de los refuerzos 18 por medio de un aumento de la presión del fluido de control que está presente en el espacio de control mucho menos en comparación con los segmentos de pared flexibles 16, que se encuentran en el área entre los refuerzos 18. Los segmentos de pared flexibles 16 se deforman en forma de mordaza y, de este modo, se aprietan en la sección transversal del canal de tal manera que el conducto se cierra de forma estanca.
La figura 8 muestra, a modo de ejemplo, la colocación temporal de la adición de principio activo por medio de un sistema de acuerdo con la invención durante una fase de inhalación. El aerosol en polvo se agrega en este caso, por ejemplo, directamente al comienzo de la fase de inhalación, de manera que también se pueda llegar a las áreas profundas del pulmón. En este sentido, la duración y el momento de la adición de un bolo de aerosol se pueden ajustar a través de la válvula. El volumen agregado de aerosol en polvo puede ascender del 20 al 30 % del volumen corriente del paciente.
Lista de referencias
1 Interfaz
2 Aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio
3 Conducto de inspiración
4 Generador de aerosol
5 Conducto de aerosol
6 Sensor de respiración
7 Válvula
8 Depósito temporal
9 Control
10 Conducto de espiración
11 Filtro
12 Humidificador
13 Sensor de presión
14 Canal
15 Elementos de conexión
16 Segmentos de pared flexibles
17 Espacio de control
18 Refuerzos

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Sistema para la administración controlada por la respiración de aerosol en polvo durante la respiración artificial o el soporte respiratorio de un paciente, que incluye una interfaz (1) que se puede poner en contacto con las vías respiratorias del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio,
un aparato para la generación de un flujo de gas respiratorio (2), presentando el flujo de gas respiratorio una primera presión que es superior o igual a la presión ambiental,
al menos un conducto de inspiración (3), a través del cual se conduce el flujo de gas respiratorio hacia la interfaz (1),
un generador de aerosol (4),
al menos un conducto de aerosol (5), a través del cual se conduce el aerosol en polvo generado desde el generador de aerosol (4) hacia la interfaz (1), y un sensor de respiración (6), que detecta la señal de respiración del paciente que va a recibir respiración artificial o soporte respiratorio, estando dispuesta una válvula (7) en el al menos un conducto de aerosol (5) entre la interfaz (1) y el generador de aerosol (4), que se controla en función de la señal de respiración detectada,
caracterizado por que
un depósito temporal (8) para el almacenamiento del aerosol en polvo generado está dispuesto entre la válvula (7) y el generador de aerosol (4), estando previsto un control (9) y estando configurado para predeterminar una segunda presión que es mayor o igual a la primera presión, y para inducir que se genere aerosol en el generador de aerosol 4 y se alimente al depósito temporal (8) hasta que la presión que está presente en el depósito temporal (8) corresponda a la segunda presión predeterminada por el control (9),
pudiendo adicionarse mezclando, debido al control de la válvula (7), el aerosol en polvo almacenado en el depósito temporal (8) directamente con el flujo de gas respiratorio.
2. Sistema según reivindicación 1 caracterizado por que la válvula (7), en el estado abierto, presenta una abertura que corresponde a la sección transversal del al menos un conducto de aerosol (5).
3. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la válvula (7) presenta un tiempo de conmutación inferior a 20 ms.
4. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el volumen de conducto entre la válvula (7) y la interfaz (1) es menor que el volumen corriente del paciente.
5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por que el volumen de conducto entre la válvula (7) y la interfaz (1) asciende a como máximo 1/10 del volumen corriente del paciente.
6. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la suma del volumen del depósito temporal (8) y del volumen de conducto entre el depósito temporal (8) y la válvula (7) es mayor que el volumen corriente del paciente.
7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado por que la suma del volumen del depósito temporal (8) y del volumen de conducto entre el depósito temporal (8) y la válvula (7) asciende al menos al doble del volumen corriente del paciente.
8. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el depósito temporal (8) presenta al menos una pared elástica.
9. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el generador de aerosol (4) se controla en función de la segunda presión que está presente en el depósito temporal (8).
10. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la válvula (7) incluye un canal (14) con elementos de conexión (15) y varios elementos de cierre, presentando los elementos de cierre segmentos de pared flexibles (16) y estando dispuestos en la pared interior del canal (14) distribuidos de forma radialmente uniforme a lo largo de una sección circunferencial, de manera que estos, en cada caso con la pared interior del canal (14), configuran espacios de control (17), que están conectados entre sí para formar un sistema de volumen total y sobre los que se puede actuar con fluido de control, de manera que los elementos de cierre se aprietan en la sección transversal del canal y los unos contra los otros debido a un aumento de presión del fluido de control que se encuentra en los espacios de control (17).
11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado por que la válvula (7) comprende tres, cuatro o cinco elementos de cierre distribuidos de forma radialmente simétrica, de idéntica configuración, siendo de igual magnitud el volumen de los espacios de control (17) de los elementos de cierre.
12. Sistema según la reivindicación 10 u 11 caracterizado por que el sistema de volumen total presenta un volumen total que asciende a como máximo 1/3 del volumen corriente del paciente.
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