KR20070004058A - 압력 보조식 호흡용 에어로졸 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

개선된 압력 보조식 호흡 시스템은 에어로졸화된 약제의 운반을 위해 제공된다. 또한, 방법 및 성분이 호흡 질병의 치료를 위해 제공된다.
압력 생성 회로, 환자 인터페이스 장치, 호흡 회로, 분무기

Description

압력 보조식 호흡용 에어로졸 전달 장치{AEROSOL DELIVERY APPARATUS FOR PRESSURE ASSISTED BREATHING}
본 발명은 압력 보조식 호흡 시스템을 통해 환자의 호흡기 계통에 약물을 전달하기 위한 장치, 방법 및 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양은 에어로졸 생성기 (바람직하게는 분무기에서) 를 지속적 기도 양압 ("CPAP") 시스템과 결합시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 태양은 압력 보조식 호흡 시스템이 연결되어 있는 환자에 대한 에어로졸화된 약제의 전달을 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 태양은 호흡기 질환, 특히, 폐 계면활성제 교체 요법 (lung surfactant replacement therapy) 을 사용하여 치료되는 질환들을 치료하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다.
압력 보조식 호흡 시스템 및 요법의 사용은 성인 및 아동의 호흡기 장애를 위한 환기 치료의 통상적인 형태이다. 특히, 분무된 약품, 바람직하게는 계면활성제를 사용한 등시적 치료와 결부되어 있는, 코의 지속적 기도 양압 ("nCPAP") 을 이용한 호흡 지원은 조산아 ("신생아") 의 영아 호흡 곤란 증후군 ("iRDS") 의 치료에 다수의 장점을 갖는 것으로 보고되어 왔다. 예로서, iRDS를 갖는 신생아에 대한 nCPAP의 조기 적용 및 에어로졸화된 계면활성제를 이용한 조기 치료는 그 동반하는 기계적 및 감염 위험들 및 이상 생리학적 영향을 갖는 기계적 환기에 대한 필요성을 감소시키는 효과를 갖는 것으로 판명되었다. 예로서, "편집자전 : 자발적으로 호흡하는 조산아의 호흡 곤란 증후군의 계면활성제 에어로졸 치료 [To the Editor : Surfactant Aerosol Treatment of Respiratory Distress Syndrome in Spontaneously Breathing Premature Infants (Pediatric Pulmonology 24: 22-224 (1997))]", "계면활성제의 조기 사용, NCPAP는 유아 호흡 곤란 증후군의 극복을 개선시킴 [Early Use of Surfactant, NCPAP Improves Outcomes in Infant Respiratory Distress Syndrome (Pediatrics 2004; 11; e560-e563 (2004년 6월 4일 Medscape Medical News group에 의해 온라인 보고))]" 및 "코 CPAP 시스템에서의 약물의 분무화 [Nebulization of Drugs in a Nasal CPAP System(Acta Paediatr 88: 89-92 (1999))]" 참조.
본 명세서에서 사용시, 용어 "압력 보조식 호흡 시스템" 은 폐 내부로의 가스의 이동을 증대시키는 수단으로서 흡기 동안 환자의 기도 내부 또는 그 주변의 가스에 일반적으로, 양의 (즉, 대기압 같은 특정 기준선 이상의) 연속적 또는 간헐적 압력을 인가하는 임의의 인공 환기 시스템을 의미한다. 임의의 압력 보조식 호흡 시스템이 본 발명에 사용가능한 것으로서 고려되며, 이 용어는 예로서, 표준 CPAP, nCPAP 및 이중 레벨 CPAP (Bi-level CPAP) 시스템 및 환자에 의한 자발적 호흡을 돕기 위해 CPAP를 제공 및/또는 환자를 위한 호흡 기능을 수행하는 기계적 환기 장치를 포함하는 것을 의도한다. 또한, 이 용어는 침투적 (invasive) 또는 비침투적 시스템 양자 모두를 포함하는 것을 의도한다. 기관내 또는 기관 형성 튜브를 사용하는 시스템은 침투적 압력 보조식 호흡 시스템의 예이다. 코의 프롱 (nasal prong) 또는 마스크를 사용하는 시스템은 비침투적 압력 보조식 호흡 시스템의 예이다.
압력 보조식 호흡 시스템은 환자에 의한 호흡 작용을 감소시키고, 폐 체적을 증가 및 유지하기 위해, 흡기 동안 양의 압력을 사용한다. 양의 압력은 효과적으로 기도를 확장시키고, 그 붕괴 (collapse) 를 방지한다. 양의 기도 압력의 전달은 코의 프롱 (캐뉼러), 코인두 튜브 또는 프롱, 기관내 튜브, 마스크 등 같은 환자 인터페이스 장치에 연결된 가요성 튜브를 통해 산소를 함유하는 가스 또는 산소를 제공하는 양의 공기 유동원 ("유동 생성기") 을 사용하는 것을 통해 달성될 수 있다. CPAP 장치는 통상적으로, 규제성 공기 출구 장치, 예로서, 고정 오리피스 또는 임계 저항기나 환자 인터페이스 장치가 부착되어 있는 회로를 벗어나는 가스의 양을 조정하는 압력 밸브를 사용함으로써, 지속적 기도 양압을 유지 및 제어한다. 이 압력 조절 장치는 환자 인터페이스 장치 이전 또는 이후에 배치될 수 있으며, 1차 압력 생성 회로를 형성한다.
상업적으로 입수할 수 있는 압력 보조식 호흡 시스템과 연계된 튜브는 회로의 요소 사이의 유체 연통을 유지함으로써, 가스 유동을 위한 "회로"를 형성한다. 튜브는 다양한 플라스틱, 금속, 합성물을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 다양한 재료로 이루어질 수 있으며, 강체이거나, 가요성일 수 있다. 튜브는 다양한 커넥터, 어댑터, 결합 장치 등을 사용하여 분리가능한 모드 또는 고정 모드로 회로의 다양한 요소에 부착될 수 있다. 이들 요소는 때때로, 본 명세서에서, 총칭하 여, "결합 장치"라 지칭된다.
한가지 이런 결합 장치의 예로서, 기계적 인공호흡기 시스템은 인공호흡기 또는 대기로 반환되는 가스의 유동을 안내하는 흡기 튜브 및 인공호흡기로부터의 가스의 유동을 안내하는 흡기 튜브 [때때로, "흡기 림 (inspiratory limb)"이라 지칭됨] 을 포함하는 인공호흡기 회로를 사용할 수 있다. 이 회로 (때때로, 본 명세서에서, "인공호흡기 회로"라 지칭됨) 는 결합 장치, 일반적으로, "Y" 또는 "T" 형상의 관형 부재를 통해 환자 인터페이스 장치에 가스의 유동을 안내하는 제 3 튜브 ("호흡 회로") 와 유체 연통한다. 이런 결합 장치는 인공호흡기 회로의 흡기 튜브에 부착가능한 제 1 다리부, 인공호흡기 회로의 흡기 튜브에 부착가능한 제 2 다리부 및 호흡 회로에 부착가능한 제 3 다리부를 포함한다. 예로서, 인공호흡기 시스템의 적절한 회로에 분무기 또는 환자 인터페이스 장치를 연결하기 위해, 다른 연결 장치가 사용될 수 있다.
종래의 CPAP 요법의 과정 동안, 환자는 통상적으로, 1차 압력 생성 회로를 통과하는 가스의 전체 유동의 단지 일부만을 흡기할 수 있다. 예로서, 8 L/min의 CPAP 가스 유동은 통상적으로, 약 2 L/min의 인두 튜브 유동을 초래할 수 있는 것으로 추정되어 왔다. 결과적으로, CPAP 유동내로 도입되는 에어로졸화된 약제의 단지 25 %만이 인두에 진입한다. 부가적으로, 약 1:2 의 흡기/호기 비율을 가정하면, 이 인두에 진입한 25 %로부터, 약 2/3 가 호기 동안 소실될 수 있다. 따라서, 종래의 CPAP 시스템에서, 단지 소량, 예로서, 10 %의 에어로졸화된 약물만이 환자 인터페이스 장치에 진입할 수 있다. 특히, 극도로 고가인 계면활성제 약물에서, 이 낭비는 종래의 CPAP 시스템을 통한 에어로졸화된 약물의 투여 비용을 정기적 임상적 사용에는 허용불가하게 높아지게 할 수 있다. 이들 비용을 감소시키기 위해, 종래 기술에서는 에어로졸화된 약물을 위한 전달 방법의 개선에 대한 필요성을 인지하였으며, 예로서, 분무화를 단지 흡기에만 제한하기 위한 방법 및 장치가 필요하다는 것이 제안되었다.
이중-레벨 (bi-level) 시스템은 지속적 기도 양압을 전달하지만, 또한, 환자에 의해 흡기 및 호기 시도가 이루어지는 때를 감지하기 위한 기능을 갖는다. 이들 시도에 응답하여, 이중 레벨 시스템은 흡기의 동작을 감소시키기 위해, 환자가 호흡할 때, 기도 개방을 유지하고 흡기 체적을 증대시키기 위해 보다 높은 레벨의 흡기 압력을 전달하고, 환자가 배기할 때, 배기 동안의 기도 및 폐 개방을 유지하기 위해, 보다 낮은 호기 압력 (EPAP) 을 전달한다. 따라서, 이중 레벨 장치는 환자의 흡기 및 호기 시도와 일치하도록 설정되어 있는 적어도 2개 레벨의 공기 압력을 전달하기 위해, 압력 센서 및 가변 압력 제어 장치를 사용한다. 이중 레벨은 특히, 유아 및 소아에서, CPAP를 단독으로 사용하는 것보다 넓은 범위의 호흡 장애에 유용한 것으로 판명되었다.
분무기의 에어로졸 생성기는 환기 장치를 통해 환자의 호흡 시스템내에 약품의 에어로졸을 전달하기 위해 사용되어 왔다. 예로서, 2003년 9월 9일 허여된 미국 특허 제6,615,824호 및 동시계류중인, 2003년 6월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제10/465,023호 및 2002년 10월 30일자로 출원된 제10/284,068호는 환자의 호흡 시스템에 전달되는 가스의 유동내에 직접적으로 에어로졸화된 약물을 방출 하기 위해 인공호흡기 회로에 분무기를 연결하는 장치 및 방법을 설명하고 있다.
요법적으로 유효한 양의 에어로졸화된 약물이 성공적 치료를 달성하기 위해 환자의 폐내의 원하는 부위에 도달하는 것은 필수적이지만, 소실 및 낭비를 최소화할 수 있는 효과적인 방식으로 약물이 전달되는 것도 바람직하다. 비록, 예로서, 인공호흡기 시스템에 연결된 분무기를 사용하여, 에어로졸 형태로 환자의 기도에 전달되는 유효량의 약물은 요법적으로 유효한 양의 약물을 시스템적으로 전달하기 위해 소요되는 양보다 현저히 작지만, 현재의 시스템은 여전히 비효휼성을 나타낸다. 예로서, 인공호흡기 시스템 및 기타 압력 보조식 호흡 시스템의 회로에 운반되는 에어로졸 입자는 튜브의 내벽에 포획, 불규칙 표면에 퇴적 및 튜브나 회로내의 다른 요소에서 차단되거나, 다른 직경으로 이루어진 튜브 사이의 상호연결부에 충돌하거나, 회로의 예리하게 각진 경로에 의해 전향될 수 있다. 한가지 특정 예로서, 종래의 압력 보조식 호흡 시스템 회로에 현재 사용되는 "Y", "T" 및 "V" 형 결합 장치로 표현되는 예리하게 각진 도관을 통해 비교적 높은 유량으로 이동할 때, 에어로졸 입자는 "코너를 선회" 하여야 한다. 결과적으로, 에어로졸 입자는 결합 장치의 벽에 충돌하고, 입자의 일부는 1차 에어로졸 유동으로부터 회로의 다양한 포트 또는 분기부 내로 전향될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 입자는 인공호흡기 회로에 이를 연결하는 호흡 튜브 및 환자 인터페이스 장치의 결합부에 퇴적되거나, 환자 인터페이스 장치 자체내에 퇴적 또는 전향될 수 있다.
모든 포유류 폐의 중요한 특징은 허파꽈리 내의 표면 활성 라이닝 물질의 존재이다. 이들 표면 활성 물질은 단백질-지질 합성물, 예로서, 표면 활성 단백 질 및 인지질로 구성된 폐 계면활성제이며, 이는 폐내에서 자연적으로 생성되고, 산소를 흡수하기 위한 폐의 활동에 필수적이다. 이들은 폐 내부를 라이닝하는 꽈리 또는 기낭내에 통상적으로 존재하는 유체의 표면 장력을 지속적으로 변경함으로써, 호흡을 촉진한다. 충분한 폐 계면활성제의 부재시, 또는, 폐 계면활성제 기능이 훼손되었을 때, 이들 기낭은 접혀지는 경향이 있고, 결과적으로, 폐는 충분한 산소를 흡수하지 못한다.
폐내부의 불충분한 또는 기능장애 계면활성제는 신생아 및 성인 양자 모두에게서 다양한 호흡 질병을 초래한다. 예로서, 충분한 양의 자연적 폐 계면활성제가 완전히 발달되어 있지 않은 불충분한 폐 계면활성제는 조산아, 즉, 회임 32주 이전에 출생한 신생아의 iRDS 같이 자체적으로 나타날 수 있다. 기능장애 폐 계면활성제를 수반하는 질환은 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS), 천식, 폐렴, 급성 폐 손상 (ALI) 등 같은 성인 호흡 장애 및 만기출생 아기가 자궁 내에서의 그 최초 장운동 및 그 폐 내로의 태변 흡입을 갖는, 태변 흡인 증후군 (MAS) 같은 유아 질환을 포함할 수 있다. 이들의 경우에, 폐 계면활성제의 양은 정상적일 수 있지만, 계면활성제 특성은 이물질, 외상, 부패 및 기타 감염 등에 의해 붕괴되어 있다.
계면활성제 결함 및 기능장애를 수반하는 질환은 역사적으로, 때때로, 계면활성제(교체) 요법이라 지칭되는 폐에 대한 표면 활성 물질의 투약에 의해 치료되어 왔다. 예로서, 계면활성제 요법은 현재, iRDS를 갖는 신생 유아의 정기적 임상 관리의 정립되어 있는 부분이다. 일반적으로, 이들 표면 활성 물질은 자 연적으로 생성하거나, 합성 가공된 폐 계면활성제이지만, 또한, 퍼플루오로카본 같은 비인지질 물질일 수도 있다. 여기서 사용될 때, 용어들 "폐 계면활성제" 및 "계면활성제"는 계면활성제 요법에 사용하기에 적합한 이들 표면 활성 물질 모두를 고려한다. 이들 폐 계면활성제는 다양한 경로로 투약되며, 가장 단순하게는 폐 계면활성제의 용액이 폐내로 직접 적하된다. 이들 아기의 폐 계면활성제의 결핍에 대한 보상을 위해서는 약 100 mg/kg 체중 (BW) 의 최초 투여량이 일반적으로 필요하며, 다수의 경우에, 반복된 치료가 필요하다.
대안적 접근법은 에어로졸화된 폐 계면활성제를 이용한 치료이다. 폐에 대한 계면활성제의 에어로졸 전달은 일반적으로, 직접 적하 보다 덜 효율적이며, 주로, 전달 시스템내에서의 에어로졸의 소실이 크기 때문이다. 종래의 전달 시스템에서, 폐에 도달하는 에어로졸의 양은 입자 크기가 너무 큰 경우, 즉, 공기 역학 중량 평균 직경 (MMAD) 이 5 ㎛를 초과하는 경우, 에어로졸 전달이 느린 흡기 및 숨참기와 조화되지 않는 경우, 또는 기도 (특히, 인공 기도) 가 길고 좁은 경우, 추가로 감소될 수 있다. 대부분의 종래의 전달 시스템에서, 에어로졸화된 계면활성제의 폐 전달의 추정치는 분무기내에 부여된 액체 계면활성제의 양의 1 ~ 10 % 미만인 것이 일반적이다.
그러나, 개선된 에어로졸 전달 시스템을 사용한 동물 실험은 소정의 개선된 효율의 전망을 보여주었다. 에어로졸 접근법을 사용한 동물 폐 모델에서 나타난 가스 교환 및 기계적 이득은 적하 기술에서 나타난 것들과 비견할만 하지만, 이들 이득은 종래의 체중 (BW) 의 100 mg/kg의 적하 투여량의 일부만으로 달성되었다 (맥인타이어 엔. 알.(MacIntyre, N. R.)의 "폐 표면 활성 특성을 변경하기 위한 에어로졸화된 약품 [Aerosolized Medications for Altering Lung Surface Active Properties(Respir Care 2000;45 (3) 676 ~ 683))]". 종래 기술의 개선된 에어로졸 전달 방법의 예로서, 제트 분무기 대신 초음파 분무기를 사용한 동물 모델에서 에어로졸화된 계면활성제의 증가된 퇴적이 달성되었다. 제트 분무화를 사용하여 단지 0.15 ~ 1.6 mg/kg BW/hour의 폐 계면활성제 증착이 보고된 반면, 초음파 분무화를 사용하여, 약 10 mg/kg BW/hour (50분 분무화로 7 ~ 9mg/kg BW)의 퇴적이 달성되었다. 예로서, 세어물리 알 (Schermuly R) 등의 "급성 폐 부상의 모델에서의 계면활성제의 효과적 전달을 위한 초음파 분무화 - 가스 교환에 대한 영향 [Ultrasonic Nebulization for Efficient Delivery of Surfactant in a Model of Acute Lung Injury - Impact on Gas Exchange (Am. J. Respir. Crit. Care Med.; 1997 156 (2) 445 ~ 453)]" 참조.
폐 계면활성제의 조기 적하와 결부된 nCPAP 시스템을 이용한 호흡 지원은 iRDS를 갖는 신생아의 치료에 다수의 장점을 갖는 것으로 보고되었다. 이 치료는 그 동반하는 기계적 및 감염 위험과, 이상 생리학적 영향을 갖는 기계적 환기에 대한 필요성을 감소시키는 효과를 가지는 것으로 판명되었지만, 그러나, 여전히, 계면활성제 치료의 삽관법을 필요로 한다. 예로서, 전술한 "계면활성제의 조기 사용, NCPAP는 유아 호흡 곤란 증후군의 극복을 개선시킴 [Early Use of Surfactant, NCPAP Improves Outcomes in Infant Respiratory Distress Syndrome]" 참조.
주로, 가용한 환기 지원 장치 및 분무기의 비교적 높은 유량과 필요한 낮은 순간 체적으로 인해, 5 kg 미만의 체중의 유아에 대한 폐 계면활성제의 에어로졸 전달을 위한 기회는 제한되어 있다. 환기 장치가 있든 없든 양자 모두의 경우 그 폐에 분무기 투여량의 1% 미만을 조산아가 받게 된다는 것이 예시되어 있다. "기관지폐 형성이상을 갖는 유아의 계량된 투여량 흡입기 대 제트 분무기로부터의 에어로졸 약품 전달의 효율 [Efficiency of aerosol medication delivery from a metered dose inhaler versus jet nebulizer in infants with bronchopulmonary dysplasia(Pediatr. Pulmonol. 1996 May;21; (5) :301-9)]" 참조. 대부분의 동물 및 시험관 CPAP 모델이 3 % 미만의 퇴적을 예시하고 있기 때문에, nCPAP가 보다 효율적이라는 것을 제시하는 실험 데이터는 거의 없다.
CPAP 시스템과 연계한, 계면활성제 에어로졸 요법 (제트 분무기 사용) 의 동시 투약은 임상적으로 실행할만하며, 개선된 호흡 파라미터를 초래하는 것으로 판명되었다. 예로서, 조흐 지 (Jorch G) 등의 "편집자전 : 자발적으로 호흡하는 조산아의 호흡 곤란 증후군의 계면활성제 에어로졸 치료 [To the Editor: Surfactant Aerosol Treatment of Respiratory Distress Syndrome in Spontaneously Breathing Premature Infants(PediatricPulmonology 24: 22 ~ 224 (1997))]" 및 스메드사스 (Smedsaas) - 로펜버그 에이 (Lofvenberg A) 의 "코 CPAP 시스템내의 약물의 분무화 [Nebulization of Drugs in a Nasal CPAP System (ActaPaediatr 88: 89 ~ 92 (1999))]" 참조. 그러나, 에어로졸화된 폐 계면활성제 및 기타 에어로졸화된 CPAP 시스템에 사용되는 약제의 소실은 주로, 지속적인 전달 시스템의 비효율성으로 인해, 허용 불가하게 높은 것으로 판명되었다. 저자는 환자의 호흡 시스템에 결합된 인두 튜브에 에어로졸화된 계면활성제의 10% 만큼 많은 양이 도입될 것으로 예상되는 것으로 제시하고 있지만, 이들은 전달 추정치를 정량하기 위한 어떠한 실험도 수행하지 않았다 [전술한 조흐 지(Jorch G) 등 참조].
iRDS를 갖는 유아의 고빈도 환기와 에어로졸화된 계면활성제를 조합하기 위한 다수의 연구가 시도되어 왔으며, 또한, 에어로졸화된 계면활성제도 낭포성 섬유증 및 만성 기관지염 같은 기도 질환의 치료에 시도되어 오고 있으며, 양자 모두는 역시, 사용되는 전달 시스템의 비효율성으로 인해, 혼합적 성공을 갖는다[전술한 맥인타이어 (McIntyre) 참조].
따라서, 압력 보조식 호흡 시스템내의 에어로졸 입자의 전달을 향상시키고, 소실을 감소시키는 방법을 발견할 필요가 있다. 특히, 에어로졸화된 약제의 전달 효율의 증가 및 결과적인 치료를 위해 필요한 보다 적은 양의 약제는 귀하고 비싼 폐 계면활성제가 사용되는 계면활성제 교체 요법에서 현저한 장점을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 시스템내의 양의 압력을 유지하기 위한 압력 생성 회로, 환자 인터페이스 장치 및 환자 인터페이스 장치와 압력 생성 회로 사이의 가스 연통을 제공하기 위한 호흡 회로를 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하며, 분무기는 압력 생성 회로가 아닌 호흡 회로에 연결된다. 압력 생성 회로는 CPAP를 유지하는 압력 조절 회로를 갖는 도관을 통해 가스의 고 체적 유동을 생성하는 유동 생성기와 결합하는 도관을 포함할 수 있다. 호흡 회로는 환자에 의한 흡기를 위한, 압력 생성 회로로부터 환자 인터페이스 장치로의 보다 적은 체적의 양의 압력의 공기 유동을 제공할 수 있다. 호흡 회로는 일 단부에서 압력 생성 회로에 연결되고, 다른 단부에서 환자 인터페이스 장치에 연결된 도관을 포함할 수 있다.
분무기는 바람직하게는 환자의 코, 입 또는 인공 기도의 바로 부근에서, 환자에 의해 흡기되는 총 가스 유동의 일부에 직접적으로 에어로졸화된 약제를 방출하도록 적용되며, 그에 의해, 압력 생성 회로의 고 체적 가스 유동내로 에어로졸화된 약제를 도입함으로써 유발되는 희석 효과를 제거한다. 본 발명의 실시를 위해 적합한 분무기는 환자의 호흡 시스템에 전달되는 액체 약제를 유지하기 위한 저장조, 액체 약제의 에어로졸화를 위한 진동 개구형 에어로졸 생성기 및 호흡 회로에 분무기를 연결하기 위한 커넥터를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 본 발명의 분무 장치는 작고 경량이다. 이런 "미니어처 (miniature)" 분무기는 예로서, 중량으로 약 1 gm의 정도의, 경량 에어로졸 생성기 및 약제의 1회 단위 투여량을 유지하는 작은 저장조를 가질 수 있다. 부가적으로, 바람직한 분무기는 동작시 조용하며, 예로서, 5 데시벨 미만의 음향압을 생성하며, 그래서, 이들은 환자의 기도에 매우 근접하게 배치되기에 편리할 수 있다.
또한, 본 발명은 환자의 호흡 시스템에 가스의 유동을 제공하기 위해, 양의 기도 압력을 제공하기 위한 압력 생성 회로와 압력 생성 회로에 연결된 호흡 회로를 구비하는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하는 단계, 및 호흡 회로내의 가스의 유동내에만 에어로졸화된 약제를 도입하는 단계를 포함하는 호흡 요법의 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 환자의 호흡 시스템에 계면활성제 약제를 전달하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 에어로졸화된 약제를 전달하는 효율은 압력 보조식 호흡 시스템의 회로내에서 에어로졸 입자의 유동이 만나게되는 예리한 각도 또는 코너를 제거함으로써 현저히 증가될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 에어로졸 생성기가 에어로졸 입자를 가스 유동내로 도입하는 지점으로부터 에어로졸 입자가 환자의 호흡 시스템에 진입하는 지점까지, 에어로졸 입자의 유동을 위한 직선 또는 완만하게 각진 경로를 제공함으로써, 환자에 대한 에어로졸화된 약제의 전달 효율을 증가시키는 방법 및 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 유동 생성기, 환자의 호흡 시스템에 유동 생성기를 연결하는 회로 및 회로내로 약제의 에어로졸화된 입자를 방출하기 위한 에어로졸 생성기를 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하며, 이 회로는 15°이하, 바람직하게는 12°이하의 각도 변화를 갖는, 그리고, 가장 바람직하게는 전체적으로 각도의 변화가 존재하지 않는 상기 에어로졸 입자를 위한 경로를 형성한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 압력 보조식 호흡 시스템의 회로를 포함하는 다양한 가요성 튜브를 연결하기 위한 결합 장치를 제공한다. 예로서, 본 발명은 (i) 에어로졸 입자를 운반하는 가스의 제 1 유동을 안내하기 위하여 그 전체 길이를 연장하는 직선 종방향 루멘을 구비하는 관형 주 본체 부재, 및 (ii) 종방향 루멘의 내부로 또는 외부로 상기 에어로졸 입자가 실질적으로 없는 가스의 제 2 유동을 안내하기 위한 종방향 루멘과 유체 연통하는 관형 분기 부재를 포함하는 결합 장치를 제공한다. 결합 장치는 (iii) 에어로졸 입자를 가스의 제 1 유동내로 도입하도록 주 본체 부재에 에어로졸 생성기를 부착하기 위한 포트를 추가로 포함할 수 있다. 진동판이 종방향 루멘의 내면 ("벽") 과 표면일치되고, 그래서, 방출되는 에어로졸 입자가 루멘의 벽에 대하여 항력을 받지 않는 진동식 개구형 에어로졸 생성기가 포트에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은, 이런 결합 장치를 사용하는 인공호흡기 시스템을 제공한다. 또 다른 실시예는 환자에게 에어로졸화된 약제를 전달하기 위한 개선된 코의 프롱 (캐뉼러) 을 제공한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 인공호흡기 회로와, 인공호흡기 회로에 부착된 환자 인터페이스 장치를 포함하는 인공호흡기 시스템을 제공하며, 분무기가 인공호흡기 회로와 환자 인터페이스 장치 사이에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 제 2 분무기가 본 발명의 결합 장치상에서 인공호흡기 회로내에 배치된다.
일 실시예에서, 본 발명은 가스 유동 생성기, 피험자의 호흡 시스템에 가스 유동 생성기를 연결하는 회로 및 상기 회로내에 약제의 에어로졸 입자를 방출하기 위한 에어로졸 생성기를 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템에 피험자를 결합하는 단계와, 그후, 압력 보조식 호흡 시스템을 경유하여 피험자에게 약제의 에어로졸 입자를 투약하는 단계를 포함하는 피험자의 호흡 시스템에 에어로졸화된 약제를 전달하는 방법을 제공하며, 상기 회로는 15°이하, 바람직하게는 12°이하의 각도 변화를 갖는, 그리고, 가장 바람직하게는 각도 변화가 전혀 없는 상기 에어로졸 입자를 위한 경로를 형성한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 압력 보조식 호흡 시스템, 예로서, CPAP 시스템을 제공하며, 이는 시스템내에 양의 압력을 유지하기 위한 압력 생성 회로, 환자의 호흡 시스템에 결합된 환자 인터페이스 장치, 압력 생성 회로와 환자 인터페이스 장치 사이의 가스 연통을 제공하기 위한 호흡 회로, 에어로졸 입자, 예로서, 에어로졸화된 약제를 호흡 회로내의 가스 유동내로 도입하기 위한 수단 및 환자가 숨을 내쉴 때, 호흡 회로내로의 에어로졸 입자의 도입을 중단시키기 위한 수단을 포함한다. 에어로졸 입자의 도입을 중단시키기 위한 수단은 호흡 회로 유동내로 에어로졸 입자의 도입을 위한 수단과 전자적으로 결합하며, 호흡 회로와 유체 연통하는 보조 회로내에 배치된 유동 센서를 포함할 수 있다. 호흡 회로내의 가스 유동의 작은 부분이 보조 회로에 의해 유동 센서를 통해 전향된다. 보조 회로내의 유량은 유동 센서에 의해 검출된 유량 범위의 중간과 같은 정도로 조절되는 것이 바람직하다. 바람직한 유량 센서는 보조 회로내의 체적 유량의 작은 변화를 검출하고, 호흡 회로내로의 에어로졸 입자의 도입을 위한 수단에 대응 전자 신호를 전송하도록 적용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 에어로졸 입자를 도입하기 위한 수단은, 분무기, 가장 바람직하게는 환자의 호흡 시스템에 전달되는 액체 약제를 유지하기 위한 저장조와, 액체 약제를 에어로졸화하기 위한 진동식 개구형 에어로졸 생성기 및 에어로졸 생성기로부터의 에어로졸화된 약제를 호흡 회로를 통해 흐르는 가스내에 포함시키도록 분무기를 호흡 회로에 연결하기 위한 커넥터를 구비하는 분무 장치를 포함한다. 전술한 바와 같이, 분무 장치는 CPAP 시스템의 전자 회로를 통해 유동 센서에 전자적으로 결합되는 것이 바람직하다.
통상적인 CPAP 작동에 따르면, 일정한 가스 유동이 환자가 흡입하는 동안 (이하, "흡기 유동"이라 함) 본 발명의 CPAP 시스템에 의해 호흡 회로 내에서 유지된다. 본 발명의 실시에서, 흡기 유동에 대응하지만 더 적은 유량의 유동이 보조 회로로 전환된다. 바람직하게는, 오리피스 밸브와 같은 조절가능한 밸브가 유동 센서를 통하여 가스 유동을 조절하도록 보조 회로 내에 제공된다. 이러한 밸브는 호흡 회로 내의 가스 유동을 유동 센서에 의해 측정될 수 있는 범위, 바람직하게는 이러한 범위의 중간으로 감소시키는데 이용될 수도 있다. 특히, 바람직한 유동 센서는 0 ~ 1 리터/분 ("L/min") 의 유동 범위를 갖는다.
환자가 숨을 내쉴 때, 호흡 회로 (및 대응되는 보조 회로) 내의 가스 유동은 환자의 폐에 의해 생성된 가스의 추가적인 유동 (이하, "호기 유동"이라 함) 의 결과로서 증가된다. 바람직한 실시예에서, 유동 센서는 호흡 회로의 호기 유동에 대응하는 보조 회로의 가스 유량의 변화를 감지하고, 분무기의 에어로졸 생성기를 오프시키도록 전자 신호를 보낸다. 호기 유동이 종료될 때, 유동 센서는 보조 회로의 유량의 감소를 검출하고, 분무기으로의 전자 신호를 중지시킨다. 결과적으로, 분무기가 켜지고, 호흡 회로 내로 에어로졸 입자를 도입하는 것을 재개한다. 이러한 방식으로, 본 발명의 시스템은 환자가 숨을 내쉬는 동안에는 에어로졸 입자의 분배를 중지시켜서 환자가 흡입할 때만 에어로졸 입자들이 호흡 회로 내로 도입되게 된다.
일회용 필터는 바람직하게는 유동 센서에 대하여 상류 측에 보조 회로 내에 위치설정된다. 호기 유동의 일부가 보조 회로로 전환되기 때문에, 병든 환자의 호흡기 시스템으로부터 발산된 박테리아, 바이러스 또는 다른 오염물이 보조 회로 유동 내에 존재할 수 있다. 필터는 공기 유동이 유동 센서를 통과하기 전에 이러한 오염물을 제거하고, 바람직하게는 이 장치를 사용하는 모든 새로운 환자에게 교체된다. 이러한 특징은 유동 센서가 CPAP 시스템의 전자 회로에 영구적으로 연결되게 하고, 장치가 다양한 환자에 의해 사용될 때 오염없이 제위치에 있게 된다.
또한, 본 발명은 환자가 흡입할 때만 분무된 약제가 압력 보조식 호흡 시스템 내로 도입되는 호흡 요법의 방법을 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 에어로졸을 환자의 호흡 시스템에 분배하는 방법을 제공하며, 이 방법은 (a) 일정한 흡기 유동이 흡입하는 동안 환자에 제공되고 추가적인 호기 유동이 숨을 내쉬는 동안 환자에 의해 생성되는 호흡 회로를 갖는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하는 단계와, (b) 호흡 회로의 총 유동 중 일부를 유동 센서로 전환시키는 보조 회로를 제공하는 단계와, (c) 호흡 회로의 총 유동이 흡기 유동만 포함할 때 보조 회로의 유량을 유동 센서로 측정하여 제 1 전자 신호를 생성하는 단계와, (d) 호흡 회로의 총 유동이 흡기 유동과 호기 유동의 합을 포함할 때 보조 회로의 유량을 유동 센서로 측정하여 제 2 전자 신호를 생성하는 단계와, (e) 제 1 전자 신호가 감지될 때 유동 센서에 전자적으로 결합되고 약제의 에어로졸 입자가 호흡 회로 내로 도입되며 제 2 전자 신호가 감지될 때 약제의 에어로졸 입자가 호흡 회로 내로 도입되는 것을 중지하도록 구성된 분무기를 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 환자의 폐에서의 계면 활성제 부족 또는 기능 장애와 관련한 질병을 다루는 개선된 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명의 이 방법은 액체 폐 계면 활성제 조성물을 제공하는 단계와, 진동식 개구형 에어로졸 생성기로 폐 계면 활성제 조성물을 분무화하여 폐 계면 활성제 에어로졸을 형성하는 단계와, 폐 계면 활성제 에어로졸을 압력 보조식 호흡 시스템, 바람직하게는 환자의 호흡 시스템에 결합된 CPAP 시스템의 회로 내의 가스 유동 내로 도입하는 단계를 포함하여 치료에 효과적인 폐 계면 활성제의 양이 환자의 폐로 분배된다. 바람직한 폐 계면 활성제는 동물의 폐의 세척으로부터 추출된 자연 계면 활성제와, 합성 공학적 폐 계면 활성제를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 액체 계면 활성제 조성물, 예를 들어 20 mg/㎖ ~ 120 mg/㎖의 농도를 갖는 폐 계면 활성제 조성물의 사용을 허용한다. 희석제는 임의의 치료학적으로 수용가능한 희석제, 예를 들어 물 또는 식염수일 수도 있다.
다른 실시예에서, 에어로졸 생성기에 제공된 활성 폐 계면 활성제의 10 ~ 90%, 바람직하게는 30% 이상이 환자의 기도에 분배되어 환자에 의해 흡기된다. 바람직하게는, 활성 폐 계면 활성제의 5 ~ 50%가 환자의 폐 내에 실제로 축적된다. 본 발명의 실시에서, 환자의 폐에 분배된 폐 계면 활성제의 치료에 효과적인 양 ("단위 적정량")은 2 ~ 400 mg의 범위에 있을 수 있다. 본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기의 유량은 비교 에어로졸 생성기의 유량보다 상당히 높은 0.1 ~ 0.5 ㎖/min의 범위일 수 있다. 환자의 기도로의 활성 계면 활성제의 바람직한 분배율은 2 ~ 800 mg/hr의 범위이다. 바람직하게는, 에어로졸 생성기는 5㎛ MMAD 미만, 가장 바람직하게는 1 ~ 3㎛ MMAD의 계면 활성제 입경을 생성하도록 조절될 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 생성기는 계면 활성제 에어로졸을 CPAP 시스템의 직접식 호흡 회로 외부에 위치된 플레넘 챔버 (plenum chamber) 내로 도입하도록 위치설정되어, 계면 활성제 에어로졸을 호흡 회로 내로 배출하기 전에 에어로졸 생성기 만에 의해 생성된 것보다 높은 계면 활성제 에어로졸의 농도를 포집할 수 있다.
도 1 은 분무기를 갖춘 CPAP 시스템의 일 실시예의 개략적인 도면이다.
도 2 는 본 발명의 CPAP 시스템의 다른 실시예의 개략적인 도면이다.
도 3 은 본 발명의 CPAP 장치의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 분무기 장치의 사시도이다.
도 5 는 도 4 의 분무기 장치의 측단면도이다.
도 6 은 본 발명의 마스크 CPAP 장치의 사시도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 다른 CPAP 장치의 사시도이다.
도 8 은 "Y"형 결합 장치를 갖춘 압력 보조식 호흡 시스템의 개략적인 도면이다.
도 9 는 도 8 의 "Y"형 결합 장치의 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 결합 장치를 갖춘 압력 보조식 호흡 시스템의 개략적인 도면이다.
도 11 은 본 발명의 결합 장치의 단면도이다.
도 12 는 본 발명의 다른 결합 장치의 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 압력 보조식 호흡 시스템의 호흡 회로 및 인공호흡기의 사시도이다.
도 14 는 도 13 에 도시된 호흡 회로의 단면도이다.
도 15 는 본 발명의 nCPAP 시스템의 일부의 사시도이다.
도 16 은 도 15 에 도시된 코의 캐뉼러의 사시도이다.
도 17 은 보조 회로가 유동 센서를 포함하는, 본 발명에 따른 CPAP 시스템의 일 실시예의 개략적인 도면이다.
도 18 은 도 17 의 CPAP 시스템의 단면도이다.
도 19 는 예 2 에 설명된 CPAP 시스템의 개략적인 도면이다.
도 20 은 플레넘 챔버를 채용하는 본 발명의 실시예의 모식도이다.
도 21a 및 도 21b 는 nCPAP동안 모사된 유아 호흡 패턴으로의 에어로졸 분배를 측정하도록 사용된 모델의 모식도이다.
도 22 는 도 21a 및 도 21b 의 모델을 사용하여 모사된 유아 인공 호흡기를 사용하는 동안 nCPAP를 갖춘 3가지 타입의 분무기의 흡기된 질량의 범위를 도시하는 그래프이다.
도면들 중 도 1 은 분무기를 채용하는 CPAP 시스템 (100) 의 개략적인 도면이다. CPAP 시스템 (100) 은 1차 압력 생성 회로 (P) 와 호흡 회로 (R) 를 포함한다. 회로 (P) 는 압력 조절 장치 (3) 와 유체 연통하는 유동 생성기 (2) 를 포함한다. 호흡 회로 (R) 는 교차점 (5) 에서 회로 (P) 와 유체 연통하는 환자 인터페이스 장치 (4) 를 포함한다. 분무기 (6) 는 교차점 (5) 에 대하여 상류 측의 교차점 (7) 에서 회로 (P) 와 유체 연통한다. 작동시, 높은 체적 유동의 가스 (8) 는 유동 생성기 (2) 로부터 회로 (P) 내로 도입되고 압력 조절 장치 (3) 를 통과하여 시스템 내의 양압을 유지한다. 분무기 (6) 는 약제 (9) 를 포함하는 혼합 가스 유동 (10) 을 생성하도록 교차점 (7) 에서 에어로졸화된 약제 (9) 를 가스 유동 (8) 내로 방출한다. 가스 유동 (10) 은 교차점 (5) 을 통과하여 압력 조절 장치 (3) 로 전달되고, 최종적으로 가스 유동 (12) 의 일부로서 대기로 전달된다.
환자 인터페이스 장치 (4) 를 통한 환자에 의한 흡기 시도시, 호흡 회로 (R) 내의 압력의 일시적인 감소는 회로 (P) 로부터 회로 (R) 로, 최종적으로는 환자 인터페이스 (4) 를 통한 환자의 호흡 시스템으로 인출되도록 흡기 유동(13)을 생성시킨다. 도시된 바와 같이, 흡기 유동(13)은 가스 유동 (10) 내로 도입되는 약제 (9) 의 적어도 일부를 함유한다. 환자 인터페이스 (4) 를 통한 환자에 의한 호기 시도는 호기 유동 (14) 이 회로 (R) 를 통한 환자 인터페이스 장치로부터 교차점 (5) 에서 회로 (P) 로 이동하는 호흡 회로 (R) 내의 압력에 있어서의 일시적인 증가를 생성시킨다. 호기 유동 (14) 은 교차점 (5) 에서 압력 생성 회로 (P) 의 가스 유동 (10) 과 만나서 차례로 압력 조절 장치 (3) 를 통해 가스 유동 (12) 으로서 대기로 통하는 가스 유동(11) 을 형성한다.
이중-레벨 시스템은 시스템 (100) 과 유사하지만, 호흡 회로 (R) 내의 압력을 변화시키도록 압력 센서와 결합된 가변 유동 밸브를 채용하여 환자의 호흡 사이클과 일치시킨다. 침습성 CPAP 시스템은 시스템 (100) 과 또한 유사하지만, 예를 들어 환자 인터페이스 장치 (4) 로서 기관 내관을 채용한다.
도 1 의 실시예에서, 에어로졸화된 약제는 압력 생성 회로를 통과하는 높은 체적의 가스 유동에 의해 희석될 수 있고, 약제의 일부는 최종적으로 대기로 손실되어 환자에 도달하지 못할 수 있다. 압력 생성 회로 내의 가스 유동의 체적이 클수록, 환자 인터페이스 장치를 통한 환자의 호흡 시스템으로의 호흡 가스 유동 내에 포함된 에어로졸화된 약제의 퍼센트는 작아진다. 예를 들어, 압력 생성 회로를 통해 10ℓ/분의 총 유동으로부터 0.2 ~ 0.6ℓ/분의 호흡 유동으로 호흡하는 유아는 1차 압력 생성 회로 내에서 가스 유동에 의해 운반된 에어로졸화된 약제의 소량의 퍼센트, 예를 들어 2 ~ 6% 이상을 흡입할 수 없다.
본 발명의 일 태양에서, 압력 보조식 호흡 시스템으로의 에어로졸화된 약제의 분배는 앞서 설명된 실질적인 희석 또는 약제의 손실이 없는 효과적인 방식으로 달성된다. 일 장치는 호흡 요법 동안 환자에 의해 흡기된 공기 유동 내로 에어로졸화된 약제를 직접 도입시키고 1차 압력 생성 회로 내의 공기 유동 외부로 배출시키는 개선된 CPAP 또는 이중 레벨 시스템과 관련될 수 있다. 이러한 CPAP 또 는 이중-레벨 시스템은 1번의 치료에 대하여 소량의 액체 약제, 예를 들어 4㎖ 이하의 단위 적정량을 채용하도록 또한 구성될 수도 있다. 또한, 이러한 CPAP 또는 이중-레벨 시스템은 작고 적은 체적의 저장조를 갖는 분무기를 이용하여 CPAP 또는 이중-레벨 시스템을 이용하는 호흡 요법의 효과적인 방법을 어린 환자에게 제공할 수 있다.
도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 CPAP 를 적용하는 장치의 일 실시예가 설명된다. 도 1 의 요소와 동일한 도 2 의 요소에는 동일한 참조 부호가 할당된다.
CPAP 시스템 (200) 은 1차 압력 생성 회로 (P) 와 호흡 회로 (R) 를 포함한다. 본문에서 용어 "회로" 는 2 지점 사이에서의 가스 (또는 다른 유체) 연통로를 의미한다. 회로 (P) 는 압력 조절 장치 (3) 와 가스 연통하는 유동 생성기 (2) 를 포함한다. 회로 (R) 는 결합부 (5) 에서 회로 (P) 와 가스 연통하는 환자 인터페이스 장치 (4) 를 포함한다. 도 1 에 도시된 CPAP 시스템 (100) 과 반대로, CPAP 시스템 (200) 의 분무기 (6) 는 압력 생성 회로 (P) 외부의 교차점 (15) 에서 회로 (R) 와 연통한다. CPAP 시스템 (200) 이 동작하는 동안, 고 체적의 가스 유동 (8) 은 유동 생성기 (2) 로부터 회로 (P) 내로 도입되고 압력 조절 장치 (3) 를 통과하여 시스템 내에서의 양압을 유지시킨다.
환자에 의한 환자 인터페이스 장치 (4) 를 통한 흡기 시도시에는, 흡기 유동 (18) 을 회로 (P) 로부터 회로 (R) 로 인출시켜 최종적으로는 환자 인터페이스 (4) 를 통해 환자 호흡 시스템 내로 도입되는 회로 (R) 내의 압력에서의 일시적인 감소 가 생성한다. 분무기 (6) 는 약제 (9) 가 도입되고 환자 인터페이스 장치 (4) 를 통해 환자의 호흡 시스템 내로 이송되는 가스 유동 (19) 을 생성시키도록 교차점 (15) 에서 흡기 유동 (18) 내로 에어로졸화된 약제 (9) 를 배출시킨다. 이러한 방식으로, 약제 (9) 는 환자에 의해 흡입된 가스 유동 내로만 배출되어 환자로의 약제 (9) 의 분배 효율을 상당히 증가시킨다. 환자 인터페이스 (4) 를 통한 환자에 의한 호기 시도는 호기 유동 (14) 을 환자 인터페이스 장치로부터 회로 (R) 를 통해 교차점 (5) 에서 회로 (P) 로 이동시키는 압력에서의 일시적인 증가를 생성시킨다. 호기 유동 (14) 은 압력 조절 장치 (3) 를 통해 가스 유동 (17) 으로서 대기로 통과하는 가스 유동 (16) 을 형성하도록 결합부 (5) 에서 가스 유동 (8) 과 합류한다. 도 2 에 도식적으로 도시된 바와 같이, 약제 (9) 의 상당 부분은 CPAP 시스템 (100) 에서보다 대기로의 더 적은 희석량 및 손실량으로 CPAP 시스템 (200) 에 의해 환자에게 직접 분배된다.
도 3 은 특히 신생아 및 유아 CPAP 요법에서 사용하기에 적합한 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 3 을 참조하면, 1차 압력 생성 회로 (P) 는 유동 생성기 (31) 에 의해 생성된 고 체적의 가스 유동을 수용하는 가스 도관, 예를 들어 가요성 튜브 (32) 를 포함할 수 있다. 가요성 튜브 (32) 는 가스 유동을 결합 유닛 (33) 을 통해 가요성 튜브 (35) 로 유도하고, 이는 계속하여 가스 유동을 압력 조절 장치 (34) 로 운반한다. 압력 조절 장치 (34) 는 시스템 내의 압력을 소정의 CPAP로 조절하는 제어기 (미도시) 에 연결될 수 있다. 호흡 회로 (R) 는 직접 (도시된 바와 같이) 또는 가요성 튜브 (36) 의 짧은 섹션을 통해 환자 인터페 이스 장치 (39) 에 연결되는 분무기 (38) 와 접속하는 가스 도관, 예를 들어 가요성 튜브 (36) 를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 분무기 (38) 는 바람직하게는 환자 인터페이스 장치 (39) 에 근접하여 위치된다.
가요성 튜브 (36) 는 가요성 튜브 (32, 35) 에 비해 얇고, 작은 직경 및 더 가요성을 갖는다. 예를 들어, 가요성 튜브 (36) 는 약 5 mm의 외경을 갖는 상업적으로 입수가능한 실리콘 튜브일 수 있다. 더 가요성을 갖는 가요성 튜브 (36) 는 환자에게서 환자 인터페이스 장치 (39) 를 분리시키지 않고 환자의 머리가 그 주위에서 더 자유롭게 움직일 수 있게 한다.
유동 생성기 (31) 는 CPAP 또는 이중-레벨과 같은 압력 보조식 호흡 시스템과 함께 사용하기 적합한 가압 가스의 임의의 종래의 소스를 통상적으로 포함할 수 있다. 전형적으로, 유동 생성기는 대기압보다 약간 큰 압력에서, 적어도 소정 부분의 산소를 포함하는 고 체적 가스의 유동을 공급할 수 있다. 예를 들어, 가압 가스 공급원은 공기 블로워 또는 인공호흡기 (도 3 에 도시됨) 일 수 있고, 또는 가압 가스는 병원 및 의료 시설 내에서 볼 수 있는 공기 및/또는 산소의 벽 공급부로부터 나올 수 있고, 또는 가압 실린더 또는 실린더들로부터 나올 수 있다. 가압 가스는 공기, 질소, 또는 다른 가스와 산소의 다양한 기존의 혼합물을 포함할 수 있고, 예를 들어 도 2 의 요소 (8) 로 도시된 바와 같이 단일의 스트림 또는 유동으로 회로 (R) 로 제공될 수 있다.
압력 조절 장치 (34) 는 소정 레벨에서 CPAP 또는 이중-레벨 시스템 내에서 압력을 제어 및 유지시키는 임의의 알려진 장치를 포함할 수 있다. 전형적으 로, 압력 조절 장치 (34) 는 압력 조절 회로 (P) 를 떠나는 가스의 유동을 조정하는 압력 밸브 또는 임계 저항기와 같은 제한적 공기 출구 장치를 포함할 수 있다. 이러한 공기 유동에 대한 저항은 변화될 수 있어서 환자 인터페이스 장치 (39) 로의 호흡 회로 (R) 에 의해 수행된 지속적 기도 양압이 이러한 장치를 이용하는 특정 환자의 필요에 맞춰진다. 압력 조절 장치 (34) 가 전형적으로는 결합 유닛 (33) 의 하류 측에 위치되지만, 이는 결합 유닛 (33) 또는 결합 유닛 (33) 의 상류 측에 위치될 수도 있다.
결합 유닛 (33) 은 호흡 회로 (R) 가 1차 압력 생성 회로 (P) 와 가스 연통하는 지점이다. 결합 유닛 (33) 은 가요성 튜브 (32, 35 및 36) 가 결합되는 "T" 또는 "Y"형 중공 유닛 (때때로, "WYE"라 함) 을 포함할 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 결합 유닛 (33) 은 결합 유닛 (33) 의 본체를 통해 1차 가스 도관을 함께 한정하는 입구 아암 (33a) 및 출구 아암 (33b) 을 포함할 수 있다. 호흡 아암 (33c) 은 1차 가스 도관에 종속되어 가스 연통하는 분기 가스 도관을 형성한다. 유동 생성기 (31) 로부터의 가요성 튜브 (32) 는 입구 아암 (33a) 의 상류 측 개구에 결합되고, 압력 조절 장치 (34) 로 이어지는 가요성 튜브 (35) 는 출구 아암 (33b) 의 하류 측 개구에 결합되어 압력 생성 회로 (P) 를 형성한다. 가요성 튜브 (36) 는 호흡 아암 (33c) 의 하류 측 개구 및 환자 인터페이스 장치 (39) 에 결합되어 호흡 회로 (R) 를 형성한다.
환자 인터페이스 장치 (39) 는 직접 또는 튜브 (36) 와 동일한 크기 및 재료의 가요성 튜브의 짧은 섹션을 통해 분무기 (38) 와 결합된다. 환자 인터페이 스 장치 (39) 는 CPAP 장치 및 환자의 호흡 시스템 사이에서 가스 연통을 제공하도록 임의의 알려진 장치를 포함할 수 있다. 예로서, 환자 인터페이스 장치는 코의 프롱 (도시된 바와 같이), 입/코의 마스크, 코의 마스크, 비인두 프롱, 기관내 튜브, 기관 절개 튜브, 비인두 튜브 등을 포함할 수 있다.
분무기 장치 (38) 는 1차 압력 생성 회로 (P) 와 환자 인터페이스 장치 (39) 사이의 호흡 회로 (R) 내에 배치되어 에어로졸화된 약제를 환자에 의해 흡기되는 호흡 회로 (R) 내의 가스 유동으로 방출한다. 진동식 개구형 분무기 장치는 본 발명의 실시에 바람직하며, 예로서 미국 특허번호 제6,615,824호, 제5,164,740호, 제5,586,550호, 제5,758,637호 및 제6,085,740호와, 현재 계류중인 2003년 6월 18일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제10/465,023호 및 2002년 10월 30일자 출원된 미국 특허 출원번호 제10/284,068호에 상세하게 개시된다. 이러한 특허 허여 및 특허 출원 건의 전체적인 개시물은 본문에서 참조된다.
특히 바람직한 분무기 장치는 도 4 에 도시된 것이나 또는 에어로젠, 인크. (Aerogen, Inc.) 에 의해 판매되는 최신 버젼의 "폐에 대한 약 분배 시스템" [Pulmonary Drug Delivery System (PDDS)] 에서 구현된 "미니어쳐" 분무기 (38) 이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 분무기 (38) 는 상대적으로 작은 치수, 예를 들어 약 15 mm의 외경과 약 20 mm의 길이를 갖는 원통형 본체 (41) 를 포함할 수 있다. 본체 (41) 는 일 단부에서 상부 약제 포트 (42) 를 구비할 수 있고, 타 단부에서 대체로 L형인 아암 (43) 에 결합될 수 있다. 그 말단부에서, 아암 (43) 은 입구 니플 (45) 과 출구 니플 (46) 을 갖는 대체로 "T"형인 연결기 유닛 (44) 을 포함한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 연결기 (44) 는 입구 니플 (45) 상에서 튜브 (36) 의 하류 측 단부를 미끄럼 이동시키고 출구 니플 (46) 에 직접 또는 튜브 (36) 의 짧은 섹션을 통해 환자 인터페이스 장치 (39) 를 부착시킴으로써 분무기 (38) 를 호흡 회로 (R) 에 연결하는데 사용될 수 있다. 본체 (41) 는 튜브 (36) 상에 분무기 (38) 를 추가로 고정 지지하도록 가요성 튜브 (36) 상에 클립 (clip) 되도록 구성되는 노치 (notch) 된 채널 (48) 을 포함하는 클립 홀더 (47) 를 또한 포함할 수 있다. 분무기 (38) 는 바람직하게는 경량, 예를 들어 5 gm 이하, 가장 바람직하게는 3 gm 이하의 순 중량 (액체 포함 안됨) 을 갖는다. 특히, 본 발명의 바람직한 분무기는 1 ~ 2 gm의 순 중량을 갖는다.
도 5 를 참조하면, 분무기 (38) 는 환자의 호흡 시스템 내로 분배될 액체 약제를 보유하기 위한 원통형 본체 (41) 내의 저장조 (51) 와, 액체 약제를 분무화하기 위한 진동식 개구형 에어로졸 생성기 (52) 를 포함할 수 있다. 상부 약제 포트 (42) 는 액체 약제를 저장조 (51) 내로 분배하도록 제공될 수 있고, 제거가능한 플러그(미도시)가 약제 포트 (42) 를 밀봉하도록 제공될 수 있다. 저장조 (51) 는 작은 체적, 예를 들어 4 ㎖의 체적, 바람직하게는 1 ~ 3 ㎖의 체적의 약제를 수용하도록 크기가 정해질 수 있다. 에어로졸 생성기 (52) 는 저장조 (51) 의 하부 약제 출구 (54) 에 위치설정되어 액체 약제가 중력식 작동에 의해 저장조 (51) 로부터 에어로졸 생성기 (52) 로 유동할 수 있게 된다 (유동 G).
에어로졸 생성기 (52) 는 압전 소자와, 그의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에서 연장되는 복수의 테이퍼진 (tapered) 개구를 갖는 진동가능한 부재를 포함할 수 있다. 대표적인 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 앞서 언급된 미국 특허번호 제5,164,740호, 제5,586,550호, 제5,758,637호 및 제6,085,740호에 상세하게 개시되며, 그 전체 개시물은 참고용으로 본문에 참조된다. 대체로, 상향으로 대면하는 진동가능한 부재의 제 1 표면은 저장조 (51) 로부터 액체 약제를 수용하고, 에어로졸화된 약제는 약제의 액적이 진동가능한 부재의 진동시 개구로부터 배출될 때 진동가능한 부재의 제 2 표면에서 생성된다. 본 발명의 에어로졸 생성기는 바람직하게는 작고 경량, 예를 들어 약 1gm이다.
에어로졸 생성기 (52) 는 저장조 (51) 로부터 에어로졸 생성기 (52) 로의 액체 약제의 유동을 용이하게 하고 에어로졸 생성기 (52) 로부터 에어로졸화된 약제가 아암 (42) 내로 용이하게 통과하도록 위치설정된다. 아암 (42) 은 일 단부에서 에어로졸 생성기 (52) 와 유체 연통하고 타 단부에서 연결기 유닛 (93) 과 유체 연통하는 공급 도관 (55) 을 포함하여 연결기 (93) 를 향하여 에어로졸화된 약제가 유동하게 한다 (유동 A). 연결기 (93) 는 일 단부 상에 입구 니플 (45) 의 입구 도관 (57) 에 의해 및 타 단부에서 출구 니플 (46) 의 출구 도관 (58) 에 의해 형성되는 가스 도관 (56) 을 포함할 수 있다. 연결기 (93) 의 가스 도관 (56) 은 유아용에 대해서는, 예를 들어 10cc 미만의 체적으로 상당히 작을 수 있어서 호흡 회로에서 무용 공간 (dead space) 을 감소시킬 수 있다.
가요성 튜브 (36) 의 하류 측 단부 (도 3 참조) 는 연결기 (93) 의 입구 니플 (45) 에 연결되어 호흡 회로의 가스 유동 (B) 이 입구 도관 (57) 내 및 연결기 (93) 의 가스 도관 (56) 으로 유도될 수 있다. 공급 도관 (55) 의 에어로졸화 된 약제의 유동 (A) 은 연결기 (96) 의 가스 도관 (56) 내로 통과하고, 에어로졸화된 약제는 유동 (B) 과 함께 가스 도관 (56) 내에 도입된다. 이후에, 도입된 에어로졸화된 약제 및 가스의 혼합물 (유동 AB) 은 출구 니플 (46) 의 출구 도관 (58) 을 통해 가스 도관 (56) 으로부터 나와서 환자의 호흡 시스템으로 통과한다.
분무기 장치 (38) 는 전력을 에어로졸 생성기로 공급하고 그 작동을 제어하도록 제어기 (미도시) 에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 제어기 및 다른 전자 부품은 작고 가요성인 와이어, 케이블 및 커넥터에 연결된다. 분무기 장치 (38) 와 관련되는 다른 부품의 예들은 본 기술 분야의 당업자에게 알려져 있고 앞서 언급된 특허 및 특허 출원에서 상세하게 설명되는 타이머, 상태 지시 수단, 액체 약제 공급 네뷸 (nebule) 또는 시린지 (syringe) 등이다.
본 발명의 소형 진동식 개구형 분무기 장치는 매우 작고 조용하여 환자의 입, 코 또는 인공 기도에 매우 인접하게 위치될 수 있다. 이러한 위치설정은 에어로졸화된 약제가 CPAP 환자에 의해 호흡되는 가스 유동으로 (즉, 호흡 회로 안으로) 직접 도입되어 유동 생성기로부터의 가스의 고체적 유동으로 (즉, 압력 생성 회로에서) 상기 약제를 도입시킴으로써 생성되는 희석 효과를 제거하는 것을 더 보장한다. 도 6 은 단일 가요성 튜브 (502) 에 의해 코 또는 전체 얼굴 마스크 (503) 에 부착된 유동 생성기 (501) 를 포함하는 전형적인 성인 CPAP / 이중-레벨 시스템을 도시한다. 압력은 튜브 (502) 와 마스크 (503) 사이의 스위블 (swivel) 밸브 (504) 에 위치된 고정식 오리피스를 통해 빠져나가는 가스 유동에 의해 유지된다. 다른 실시예에서, 고정식 오리피스 (505) 는 마스크 (503) 의 상부에 (콧등 위에) 위치될 수 있다. 상기 두 개의 실시예 모두에서, 전체 호흡 회로 (R) 는 환자 인터페이스 장치 내에 수용된다. 분무기 장치 (506) 는 에어로졸화된 약제가 분무기 장치로부터 환자의 입과 코의 인접부에서 직접 호흡 회로 안으로 빠져나오도록 마스크 (503) 에 결합된다. 이러한 방식에서, 상기 시스템의 효율은 에어로졸화된 약제가 이동되어야 하는 거리를 감소시킴으로써, 예로써, 호흡 회로의 길이를 감소시킴으로써 증가된다. 다른 실시예에서, 에어로졸 생성기는 환자 흡기 중에만 작동될 수 있고, 또한 상기 시스템의 효율을 개선시킨다.
도 7 은 성인용으로 적절한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. CPAP 장치 (700) 는 "Y"형 접합 유닛 (703) 을 통해 유동 생성기 (미도시) 로부터 가스 유동(F)을 안내하는 가요성 튜브 (701) 와 압력 생성 회로 (P) 를 형성하도록 압력 조절 장치 (미도시) 로 안내하는 가요성 튜브 (702) 를 포함한다. 엘보우형 (elbow-shape) 접합 유닛 (704) 은 접합 유닛 (703) 에서 압력 생성 회로 (P) 를 호흡 회로 (R) 에 연결시킨다. 호흡 회로 (R) 는 엘보우 유닛 (704) 으로부터 환자 인터페이스 장치 (미도시) 로 가스 유동(I)을 안내하는 작은 가요성 튜브 (705) 를 포함한다. 분무기 장치 (706) 는 상기 설명한 바와 같이 환자에 의해 흡입되는 가스 유동 (I) 에 에어로졸화된 약제를 혼입시키도록 튜브 (705) 상에 배치된다.
도면 중 도 8 은 분무기를 채용하는 인공호흡기 시스템의 개략도이다. 인공호흡기 시스템 (800) 은 호흡 회로 (R) 와 유체 연통된 인공호흡기 회로 (V) 를 포함한다. 가스, 증기 등의 통과를 허용하는 채널, 포트, 튜브 또는 다른 도관을 통해 부착될 때 하나의 요소는 다른 요소와 "유체 연통" 된다.
회로 (V) 는 Y형 결합 장치 (805) 에서 수렴하는 흡기 튜브 (803) 및 호기 튜브 (804) 와 유체 연통된 인공호흡기 (802) 를 포함한다. 호흡 회로 (R) 는 결합 장치 (805) 에서 회로 (V) 와 유체 연통된 환자 인터페이스 장치 (806) 를 포함한다. 분무기 (807) 는 결합 장치 (805) 의 상류인 교차점 (808) 에서 회로 (V) 와 유체 연통된다. 작동 중에, 가압된 가스 유동 (809) 은 인공호흡기 (802) 로부터 흡기 튜브 (803) 안으로 도입되고 교차점 (808) 을 통과한다. 분무기 (807) 는 에어로졸화된 약제 (810) 를 함유한 연합식 가스 유동 (811) 을 생성하도록 교차점 (808) 에서 에어로졸화된 약제 (810) 를 가스 유동 (809) 안으로 방출한다. 가스 유동 (811) 은 결합 장치 (805) 를 통해 환자 인터페이스 장치 (806) 로 이송되고 궁극적으로는 환자 인터페이스 장치 (806) 를 통해 환자가 흡기하는 동안 환자의 호흡 시스템에 이송된다. 환자 인터페이스 장치 (806) 를 통해 환자에 의한 흡기 노력은 결합 장치 (805) 를 통해 환자 인터페이스 장치 (806) 로부터 호기 튜브 (804) 로 유동하고 그리고 인공호흡기 (802) 로 역유동하는 호기 유동 (812) 을 생성시킨다.
도 9 에서, 결합 장치 (905) 는 흡기 튜브 (903) 에 부착가능한 흡기 레그 (921) , 호기 튜브 (904) 에 부착가능한 호기 레그 (922), 및 호흡 회로 (R) 에 부착가능한 호흡 레그 (923) 를 포함한다. (약제의 에어로졸 입자를 함유하는) 가스 유동 (911) 은 흡기 튜브 (903) 로부터 흡기 레그 (921) 로 지나치고 교차점 (924) 에서 그 경로의 각도 (△1로 나타냄) 에서 급격한 변화를 겪게된다. 가스 유동 (911) 이 교차점 (924) 에서 날카로운 코너를 회전하려 할 때, 가스 유동 (911) 의 일부는 교차점 (924) 에서 만나게되는 릿지 (ridge) 및 벽에 부딪힌다. 결국, 가스 유동 (911) 의 일부 (911a)(및 그 안에 혼입된 약제의 에어로졸 입자) 는 호기 레그 (922) 로 전환되고 호기 튜브 (904) 를 통해 유실된다. 가스 유동 (911) 의 나머지는 호흡 레그 (923) 를 통해 호흡 회로 (R) 로 계속 진행한다. 환자가 호기하는 동안, 호기 가스 유동 (912) 은 호흡 회로 (R) 로부터 인공 호흡기 (미도시) 까지 역으로 호흡 레그 (923) , 호기 레그 (922) 및 호기 튜브 (904) 를 통하는 경로를 따른다.
도 10 을 참조하여, 본 발명에 따른 기계식 인공호흡기 시스템의 일 실시예를 설명한다. 인공호흡기 시스템 (1000) 은 인공호흡기 회로 (V) 및 호흡 회로 (R) 를 포함한다. 인공호흡기 회로 (V) 는 본 발명의 결합 장치 (1035) 에서 수렴하는 호기 튜브 (1004) 및 흡기 튜브 (1003) 와 유체 연통된 인공호흡기 (1002) 를 포함한다. 호흡 회로 (R) 는 결합 장치 (1035) 에서 회로 (V) 와 유체 연통된 환자 인터페이스 장치 (1006) 를 포함한다. 분무기 (1007) 는 결합 장치 (1035) 에 부착되어 그에 유체 연통될 수 있다. 이와 달리, 분무기 (1007') 는 흡기 튜브 (1003) 에 부착되어 그에 유체 연통될 수 있다. 인공호흡기 시스템 (1000) 의 작동 중에, 가압된 가스 유동 (1009) 은 인공호흡기 (1002) 로부터 흡기 튜브 (1003) 로 도입되어 결합 장치 (1035) 를 지나 이를 통과한다. 분무기 (1007)(또는 1007') 는 약제 (1010) 의 에어로졸 입자를 함유한 연합 가스 유동 (1011) 을 생성하도록 에어로졸화된 약제 (1010) 를 가스 유동 (1009) 안으로 방출한다. 가스 유동 (1011) 은 환자 인터페이스 장치 (1006) 로 결합 장치 (1035) 를 통해 이송되어 결국 환자의 호흡 시스템으로 이송된다. 환자 인터페이스 (1006) 를 통해 이루어지는 환자에 의한 호기 노력은 결합 장치 (1035) 를 통해 환자 인터페이스 장치로부터 호기 튜브 (1004) 및 역으로 인공호흡기 (1002) 로 유동하는 호기 가스 유동 (1012) 을 생성한다.
도 11 에 도시된 바와 같이, 결합 장치 (1135) 의 일 실시예는 흡기 튜브 (1103) 에 부착가능한 제 1 단부 (1143) 에서의 개구와 호흡 회로 (R) 에 부착가능한 제 2 단부 (1144) 에서의 개구를 연결시키는 직선 종방향 루멘 (lumen, 1142) 을 갖는 관형 주 본체 부재 (1141) 를 포함할 수 있다. 결합 장치 (1135) 는 중간 개구 (1147) 에서 루멘 (1142) 과 연통하는 루멘 (1146) 을 갖는 관형 분기 부재 (1145) 를 더 포함할 수 있다. [흡기 튜브 (1003) 내의 가스 유동 (1009) 안으로 분무기 (1007') 에 의해 방출된 약제의 에어로졸 입자를 함유한 - 도 10 참조] 가스 유동 (1111) 은 제 1 단부 (1143) 의 개구를 통해 흡기 튜브 (1103) 로부터 루멘 (1142) 으로 지나가게 된다. 도 9 에 도시된 "Y"형 결합 장치 (905) 에 반해, 결합 장치 (1135) 는 임의의 부분이 분기 부재 (1145) 로 전환되지 않으면서 호흡 회로 (R) 로의 직선의 방해없는 경로를 따르도록 (에어로졸화된 약제를 함유한) 가스 유동 (1111) 을 제공한다. 다시 말해서, 가스 유동 (1111) 의 경로의 각도에는 사실상 변화가 없다. 결국, 가스 유동 (1111) 에 함유된 약제의 에어로졸 입자 전체의 양은 호흡 회로 (R) 를 통해 환자에게 효과적으로 이송된다. 환자에 의한 호기 노력 중에, 호기 가스 유동 (1112) 은 루멘 (1142) 을 통해 호흡 회로 (R) 로부터 분기 부재 (1145) 의 루멘 (1146) 까지 그리고 호기 튜브 (1104) 를 통해 역으로 인공호흡기 (미도시) 까지의 경로를 따른다.
도 12 에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 결합 장치 (1250) 는 [도 11 에서의 흡기 튜브 (1103) 에 부착 가능한] 제 1 단부 (1252) 및 [도 11 의 호흡 회로 (R) 에 부착 가능한] 제 2 단부 (1253) 를 갖는 관형 주 본체 부재 (1251) 와, [도 11의 호기 튜브 (1104) 에 부착 가능한] 관형 분기 부재 (1254) 와, 분무기 (미도시) 에 부착가능한 포트 (1255) 를 포함한다. 인공호흡기 (1002) 로부터의 가스 유동(1209, 도 10)은 주 본체 (1251) 의 제 1 단부에서의 개구를 통해 루멘 (1258) 안으로 지나간다. 분무기 (1007, 도 10) 는 루멘 (1258) 의 제 1 단부 (1252) 의 근접한 인접부에 위치된 포트 (1255) 를 통해 루멘 (1258) 내의 가스 유동 (1209) 안으로 에어로졸화된 약제 (1210) 를 도입시킨다. 루멘 (1258) 안으로의 임의의 돌출은 루멘 (1258) 의 벽 상에 에어로졸 입자의 침전이 생성되게 할 수 있는 가스 유동 (1209) 에서의 난류를 생성시킨다는 점을 발견하였다. 따라서, 진동식 개구형 분무기가 사용되는 경우, 분무기의 진동판은 분무기 포트 (1255) 내에 완전하게 위치되는 것이 바람직하고, 루멘 (1258) 의 내부면 (벽) 과 동일한 높이인 것이 더욱 바람직하다. 에어로졸화된 약제 (1210) 는 에어로졸화된 약제 (1210) 를 함유한 가스 유동 (1211) 을 생성시키도록 가스 유동 (1209) 내에 혼입된다. 가스 유동 (1211) 은 호흡 회로 (R) 까지 제 2 단부 (1253) 에서의 개구 밖으로 루멘 (1258) 을 통해 방해없는 직선 경로로 진행한다. 환자 의 호기 노력 중에, 호기 가스 유동 (1212) 은 호흡 회로 (R) 로부터 루멘 (1258) 및 중간 개구 (1256) 를 통해 분기 부재 (1254) 의 루멘 (1257) 까지 그리고 호기 튜브를 통해 역으로 인공호흡기까지의 경로를 따른다.
본 발명의 호흡 회로는 환자 인터페이스와, 인공호흡기 회로와 환자 인터페이스 장치 사이의 유체 연통부를 제공하는데 요구되는 통상의 튜브 및 커넥터를 선택적으로 포함할 수 있다. 환자 인터페이스 장치는 예로써, 코의 프롱, 입/코 마스크, 코 마스크, 코인두 프롱, 기관내 튜브, 기관 절개 튜브, 코인두 튜브 등과 같은 환자 호흡 시스템에 가스 연통부를 제공하기 위한 임의의 상기 설명한 공지의 장치를 포함할 수 있다.
도 8 ~ 도 16 에 도시된 본 발명의 실시예에서, 본 발명에 사용된 분무기는 ("에어로졸 입자"로서 본 명세서에서 언급한) 액적 또는 건식 입자로써 에어로졸을 생성하는데 적절한 임의의 에어로졸 생성기, 예로써, 분무기, 분무 카테터, 진동식 개구형 분무기, 초음파 분무기, 제트 분무기 등일 수 있다. 분무기는 환자 호흡 시스템으로 이송되는 액체 약제를 보유하기 위한 저장조와, 상기 액체 약제를 에어로졸화시키기 위한 에어로졸 생성기를 포함할 수 있다. 분무기는 압력 보조식 호흡 시스템의 회로로 에어로졸 입자를 지향시키도록 위치된다. 예로써, 분무기는 별도의 커넥터, 분무기 본체와 일체로 된 커넥터 또는 결합 장치와 일체로된 커넥터를 통해 분무기 시스템의 회로에 연결될 수 있다. 그러나, 상기 설명한 바와 같이, 특별히 언급된 "진동식 개구형" 분무기는 테이퍼진 구멍을 갖는 돔형 개구판 및 진동식 요소를 포함한다. 상기 판이 초당 약 10만 번의 비율로 진동할 때, 마이크로 펌핑 작용은 테이퍼진 구멍을 통해 액체를 견인하고, 액적 크기의 범위로 정밀하게 한정된 저속 에어로졸을 생성시킨다. 이러한 분무기는 미국 캘리포니아주 마운틴뷰에 소재한 에어로젠 인크. (Aerogen Inc.) 로부터 상업적으로 입수 가능하다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 개선된 효율로 인해, 분무기의 저장조는 소량의 약제를 수용할 수 있는 크기일 수 있다. 예로써, 분무기의 저장조는 약제의 일회 단위 복용량과 동일한 수용량, 즉 한번에 처리하기에 충분한 양을 가질 수 있고, 사실상 모든 약제는 저장조를 충전시킬 필요없이 환자로 이송될 수 있다. 이것은 특히 상기 약제가 부족하고 고비용이기 때문에, 그리고 고점도로 인해 이송하기 어렵기 때문에 인지질 표면 활성제를 사용하는 호흡 요법에 특히 유익하다. 또한, 본 발명은 본 발명의 몇몇 적용예가 바람직할 수 있더라도 외부 용기로부터 분무기로 약제를 펌핑할 필요성을 제거할 수 있다.
도 3 과 관련지어 설명한 바와 같이, 분무기는 에어로졸 생성기의 작동을 제어하고 전력을 공급하기 위한 제어기에 연결될 수 있고 다른 전자 요소와 합체될 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 동일한 수납부에서 CPAP 시스템 제어기와 일체식일 수 있다. 이러한 경우, 상기 두 개의 시스템은 동일한 전력 공급부를 사용할 수 있고 전기적으로 연통될 수 있다.
기계식 인공호흡기 시스템에 사용될 때, 분무기는 인공호흡기 회로 또는 호흡 회로에 편리하게 위치될 수 있다. 일예로써, 분무기는 별도의 커넥터 또는 분무기의 본체와 일체로된 커넥터를 사용하여 인공호흡기의 회로의 흡기 튜브에 부 착될 수 있다. 이러한 커넥터는 에어로졸 입자가 가스 유동에 혼입하기 위해 분무기의 에어로졸 생성기로부터 인공호흡기 회로 내의 가스 유동까지 진행하도록 에어로졸 입자용 도관을 제공하도록 구성된다. 다른 예로써, 분무기는 도 12 와 관련지어 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 결합 장치의 포트에 부착될 수 있다.
예로써, 도 13 은 호흡 회로 (R) 의 호흡 튜브 (1369) 로 인공호흡기 회로 (V) 의 호기 튜브 (1364) 와 흡기 튜브 (1363) 를 연결하는 [도 12 의 결합 장치 (1250) 에 해당하는] 결합 장치 (1350) 를 도시한다. 인공 호흡기의 분무기가 필요로 될 때, 도 12 와 관련지어 설명한 바와 같이 결합 장치 (1350) 의 포트 (1355) 에 부착될 수 있다. 이와 달리, 분무기는 앞서 설명한 커넥터들 중 하나를 사용하여 흡기 튜브 (1363) 에 부착될 수 있다.
다른 실시예에서, 호흡 회로에 위치된 분무기를 갖는 것이 유익하다. 예로써, 환자의 코, 입 또는 인공 기도에 근접한 인접부 즉, 코의 캐뉼러 또는 마스크에 근접한 인접부나 또는 기관내 (ETT) 튜브의 흡기 지점에 바로 인접한 곳에 분무기를 배치하는 것은 환자의 에어로졸화된 약제의 이송의 효율 및 제어를 더욱 개선시킬 수 있다. 에어로졸 입자의 현저한 침전이 에어로졸 입자가 상기 장치로 진입하려 할 때마다 커넥터의 에지 (edge) 에 부딪힐 때 환자 인터페이스의 연결부에서 생성하기 때문에, 분무기를 환자 인터페이스 장치에 가능한 한 근접하게 배치하는 것은 에어로졸 생성기와 환자 인터페이스 장치 사이의 "무용 공간"을 가능한 한 적게 한다. 이러한 무용 공간의 축소 또는 제거는 환자 인터페이스 장치로 도입되는 에어로졸 입자의 손실을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 13 은 어떻게 분무기가 인공호흡기 시스템의 호흡 회로 (R) 에 위치될 수 있는 지의 일 예를 도시한다. 분무기 (1361) 는 커넥터 (1365), 호흡 튜브 (1369) 및 결합 장치 (1350) 를 통해 서로 연결된 인공호흡기 회로 (V) 와 EET 튜브 (1367) 사이에 위치된다. 이러한 실시예에서, 제 1 분무기는 호흡 회로 (R) 에서 요구되고, 제 2 분무기는 인공호흡기 회로 (V) 에서 요구되며, 제 2 분무기는 상기 설명한 방식으로 포트 (1355) 를 사용하여 결합 장치 (1350) 에 선택적으로 부착될 수 있다. 커넥터 (1365) 는 커넥터 (1365) 의 분기 부재 (1368) 가 결합 장치 (1350) 에 부착된 제 2 분무기로부터 호흡 튜브 (1369) 를 통해 들어오는 에어로졸 입자용 아치형 경로를 형성하기 때문에 상기 적용예에 특히 적합하다. 이러한 아치형 경로는 ETT 튜브 (1367) 로 진행할 때 분기 부재 (1368) 의 벽 상에 에어로졸 입자의 충돌을 최소화하여, 결국 이 지점에서의 에어로졸 입자의 손실은 최소화된다. 커넥터 (1365) 는 이러한 투여가 필요로 될 때 환자에게 액체를 투여하기 위한 포트 (1362) 를 가질 수도 있다.
도 13 의 호흡 회로 (R) 의 확대 단면도를 도시한 도 14 에서, 분무기 (1461) 는 둥근 코너를 갖춘 장방형 형상의 저장조 (1471) 와, 커넥터 베이스 (1473) 를 포함할 수 있다. 저장조 (1471) 는 환자의 호흡 시스템으로 이송하기 위한 액체 약제를 보유하도록 저장된다. 진동식 개구형 에어로졸 생성기 (1472) 는 저장조 (1471) 와 유체 연통되고, 저장조 (1471) 로부터 중력식으로 공급되는 액체 약제를 에어로졸화하도록 구성된다. 저장조 (1471) 는 저장조 (1471) 가 이동될 수 있도록 커넥터 베이스 (1473) 에 예로써, A로 표시한 축 주위에서 회전식으로 장착되는 것이 바람직하다. 이러한 방식에서, 저장조 (1471) 는 호흡 회로의 다른 구성 요소 및/또는 환자의 다양한 위치와는 상관없이 에어로졸 생성기 (1472) 에 액체 약제를 공급하는 최적의 중력을 받도록 신속하게 위치될 수 있다. 예로써, 환자가 누워있고 ETT 튜브 (1467) 가 사실상 수직으로 위치될 때, 저장조 (1471) 는 액체 약제가 에어로졸 생성기 (1472) 로 중력식으로 공급되도록 상기 에어로졸 생성기 (1472) 상에 위치될 수 있다. 환자가 앉은 위치에 있고 ETT 튜브 (1467) 가 사실상 수평 위치에 있는 경우, 저장조 (1471) 는 액체 약제가 에어로졸 생성기 (1472) 로 중력식으로 공급되도록 에어로졸 생성기 (1472) 상의 최적 위치를 유지하도록 90°회전될 수 있다.
커넥터 베이스 (1473) 는 일단부 상에서 커넥터 (1465) 에 상호연결되도록 구성된 입구 (1475) 와, 대향 단부 상에서 기관내 튜브 (1467) 와 상호연결되도록 구성된 출구 (1476) 를 갖는 주 본체 부재 (1474) 를 더 포함할 수 있다. 종방향 루멘 (1477) 은 커넥터 (1465) 로부터 기관내 튜브 (1467) 로의 가스 유동을 위한 직선 경로를 형성하도록 주 본체 부재 (1474) 를 통해 입구 (1475) 로부터 출구 (1476) 까지 연장된다. 에어로졸 생성기 (1472) 의 진동판은 커넥터 베이스 (1473) 의 포트 (1478) 내에, 바람직하게는 루멘 (1477) 의 내부벽과 동일한 높이로 위치되어 에어로졸 생성기 (1472) 에 의해 생성된 약제의 에어로졸 입자를 최소의 난류를 생성시키면서 루멘 (1477) 내의 가스 유동으로 직접 방출한다.
도 15 는 본 발명에 따른 코의 캐뉼러를 채용하는 신생아 또는 유아 nCPAP 시스템을 도시한다. nCPAP 시스템의 주압력 생성 회로는 종래의 공기 유동 생성기 (미도시) 에 의해 생성된 고체적의 가스 유동을 안내하기 위한 가요성 튜브 (1581, 1583) 와, nCPAP 시스템의 호흡 회로에 튜브 (1581, 1583) 를 연결시키기 위한 결합 장치 (1582) 와, 압력 조절 장치 (1584) 를 포함할 수 있다. 압력 조절 장치 (1584) 는 상기 시스템에서 CPAP의 레벨을 조절하는 제어기 (미도시) 에 연결될 수 있다. 분무기 (1585) 는 호흡 튜브 (1587) 를 통해 코의 캐뉼러 (1586) 에 연결되며, 결합 장치 (1582) 로부터 코의 케뉼러 (1586) 로의 가스 유동에 약제의 에어로졸 입자를 방출하도록 위치된다. 호흡 튜브 (1587) 는 가요성 튜브 (1581, 1583) 보다 더 가요성이고, 비교적 얇고 직경은 적은 것이 바람직하다. 예로써, 호흡 튜브 (1587) 는 약 5 mm의 외경을 갖는 상업적으로 입수 가능한 실리콘 튜브일 수 있다. 보다 가요적인 특성의 호흡 튜브 (1587) 는 코의 캐뉼러 (1586) 를 환자로부터 연결해제하지 않으면서 환자의 머리가 그 주위에서 자유로이 이동 가능하게 한다. 에어로졸 입자를 함유한 가스 유동 (1588) 은 호흡 튜브 (1587) 를 통해 코의 캐뉼러 (1586) 으로 운반되며 궁극적으로는 환자의 콧구멍 및 호흡 시스템에 운반된다.
도 16 에서, 본 발명의 코의 캐뉼러 (1686) 는 관형 갈래 섹션 (1693) 에 의해 한 쌍의 코의 캐뉼러 (1692) 에 연결된다. 입구 섹션 (1691) 의 루멘 (1694) 은 입구 섹션 (1691) 으로부터 코의 캐뉼러 (1692) 로 연장된 부드럽게 갈라진 도관을 제공하도록 갈래 섹션 (1693) 의 각각의 프롱에서 사실상 평행한 루멘 (1695, 1696) 에 유체 연통된다. 분무기 (1585, 도 15) 에 의해 방출된 에어로 졸 입자를 함유한 공기 유동 (1688) 은 에어로졸 입자의 경로가 캐뉼러 (1692) 까지 루멘 (1695, 1696) 을 따르도록 분리되는 교차점 (1697) 으로 입구 섹션 (1691) 에서의 루멘 (1694) 을 통해 호흡 튜브 (1687) 에 의해 안내된다. 본 발명에 따라, 루멘 (1694) 에 의해 형성된 에어로졸 입자용 경로와 교차점 (1697) 에서의 각각의 루멘 (1695, 1696) 사이의 각도에서의 변화는 비교적 작다. 즉, 각도△2 및 △3은 약 15°보다 크지 않다. 결국, 가스 유동 (1688) 에 혼입된 실질적으로 약제의 모든 에어로졸 입자는 코의 캐뉼러 (1692) 에 도달하고 궁극적으로는 환자의 콧구멍에 도달한다. 본 발명의 코의 캐뉼러에서의 에어로졸 입자의 손실이 최소가 되기 때문에, 에어로졸화된 약제의 이송 효율은 현저하게 향상된다.
도 15 및 도 16 에서 도시된 실시예는 이하 상세하게 설명하는 iRDS의 처리에 특히 유용하다. 본 발명의 이 실시예에서는 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 CPAP 처리와 동시에 표면 활성제 약제를 이송할 수 있는 nCPAP 시스템에 합체시키는 효과적인 방식을 제공하다. 결국, 발관 (extubation) 을 통한 표면 활성제 약제의 투여는 제거될 수 있어서, 기도의 손상 및 2차 감염의 위험성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 에어로졸화된 약제를 대상, 바람직하게 하나 이상의 감염 증상 또는 다른 호흡 질환 또는 장애를 보이는 인간 환자에게 이송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 일반적으로 가스 유동 생성기, 대상의 호흡 시스템에 가스 유동 생성기를 연결하는 회로 및 상기 회로 안으로 약제의 에어로졸 입자를 방출시키기 위한 에어로졸 생성기를 구비한 압력 보조식 호흡 시스템을 상기 대상에 부착시키는 방법을 포함하며, 상기 회로는 15°이하의 각도의 변화를 갖는 방출된 에어로졸 입자용 경로를 형성한다. 예로써, 약 12° ~ 15°인 경로 각도의 큰 변화는 특히 표면 활성제 약제를 사용하는 코의 캐뉼러를 채용하는 압력 보조식 호흡 시스템에 가장 적합하다. 다른 적용예에서, 경로 각도의 작은 변화, 약 12°보다 크지 않는 경로 각도에서의 변화가 바람직하며, 경로 각도에서의 변화가 없는 것 (직선 경로) 이 가장 바람직하다.
본 발명의 실시에 유용한 약제는 상기 설명한 증상을 처리하기 위한 에어로졸 형태로 통상적으로 사용되는 임의의 것, 예컨대 (인공호흡기 시스템에 사용되는 것이 바람직한) 항생제와 (CPAP 시스템에 사용되는 것이 바람직한) 표면 활성제 약제의 조합 또는 다양한 항생제일 수 있다. 항생제의 예는 예로써 에리트로마이신, 크라리트로마이신, 아지트로마이신과 같은 매크로라이드와, 예로써 반코마이신 및 테이코플라닌과 같은 글리코펩타이드와 같은 안티-그람-포지티브 작용제 (anti-gram-positive agent) 뿐만 아니라 예컨대, 옥사졸디논, 퀴누프리스틴/달포프리스텐 등과 같은 적절한 에어로졸로써 채용되고 용해되거나 또는 부유할 수 있는 다른 안티-그람-포지티브 작용제를 포함한다. 안티-그람-네가티브 작용제(anti-gram-negative agent)로 사용되는 항생제는 젠타마이신, 토브라마이신, 아미카신, 스트렙토마이신, 네틸마이신과 같은 아미노글리코사이드와, 사이프로플록사신, 오플록사신, 레보플로사신과 같은 퀴놀론과, 옥시테트라사이클린, 다이옥시사이클린, 미노사이클린, 코트리옥사졸과 같은 테트라사이클린 뿐만 아니라, 적절한 에어로졸 로써 채용되고 용해되거나 또는 부유할 수 있는 다른 안티-그람-네가티브 작용제를 포함한다. 계면 활성제 약제는 이하에 상세하게 논의된다.
본 발명의 압력 보조식 호흡 시스템은 가습기, 필터, 게이지, 타액 및 다른 분비액용 트랩 및 호흡 사이클, 분무기 및/또는 다른 구성 부품을 제어하는 다른 제어기와 같은 시스템 내에 편의상 제공되는 임의의 다른 요소를 포함할 수 있다. 시스템 내의 가습기는 가습기의 제어가 에어로졸 입자 전달에 효과적이기 때문에 특히 바람직하다. 예컨대, 수화된 입자가 시스템 튜브의 벽에 응축되기 때문에 에어로졸 입자는 현저하게 습기를 흡수한 확장을 하는 것으로부터 방지되어야 한다. 호흡 사이클 제어기는 또한 호흡 사이클의 흡기 상태 동안에 또는 가습기가 작동하지 않을 때에만 에어로졸의 투여를 활성화함으로써 시스템의 효율을 증강시키도록 사용될 수 있기 때문에 본 발명의 실시에 특히 유용할 수 있다.
도 17 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 주 압력 생성 회로 (P), 호흡 회로 (R) 및 보조 회로 (A) 를 구비한 CPAP 시스템 (1700) 을 포함한다. 전술한 바와 같이, 상용으로 입수 가능한 압력 보조식 호흡 시스템과 관련된 튜브는 회로의 요소들 사이에 유체 연통을 유지함으로써 가스 유동용 "회로"를 생성한다. 튜브는 딱딱하거나 가요성일 수 있지만 이에 한정되지 않고 다양한 플라스틱, 금속 및 혼합물을 포함하는 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 튜브는 다양한 커넥터, 어댑터, 결합 장치 등을 사용한 고정 모드 또는 탈착 모드로 회로의 다양한 요소에 부착될 수 있다. 회로 (P) 는 압력 조정 장치 (1703) 와 도관 (1701) 을 통해 유체 연통하는 유동 생성기 (1702) 를 포함한다.
호흡 회로 (R) 는 튜브 (1706) 를 통해 "T"형 결합 유닛 (1705) 에서 회로 (P) 와 연통하는 소위 코의 캐뉼러 (1704) 라 불리는 환자 인터페이스 장치를 포함한다. 튜브 (1706) 는 바람직하게는 예컨대, 튜브 (1706) 가 5 ~ 8 mm 보다 작은 외경을 갖는, 도관 (1701) 보다 더 작은 직경을 갖는 가요성 튜브이다. 분무기 (1707, 에어로졸 생성기 포함) 는 결합부 (1708) 에서 튜브 (1706) 와 유체 연통한다. 분무기 (1707) 는 환자에 의해 흡입되는 가스 유동, 즉 호흡 회로 (R) 의 가스 유동 내에 직접 에어로졸화된 약을 방출하도록 되어 있고, 환자의 코, 입 또는 인공적인 공기 통로 (예컨대, 기관내 튜브) 의 바로 근처에 위치되는 것이 바람직하다. 분무기 (1707) 자체는 튜브 (1706, 도시됨) 에 연결하기 위한 내장 커넥터를 포함할 수 있고, 별도의 튜브 또는 커넥터를 사용하여 연결될 수 있다.
보조 회로 (A) 는 바람직하게는 "T"형 결합 유닛 (1710) 에서 튜브 (1706) 와 유동 센서 (1709) 를 연결하는 튜브 (1706) 와 동일한 외경을 갖는 가요성 튜브 (1711) 를 포함한다. 결합 유닛 (1710) 은 분무기 (1707) 에 의해 방출된 에어로졸 입자가 튜브 (1711) 로 우회하지 않도록 분무기 (1707) 에 대해 상류에 코의 캐뉼러 (1704) 근처에 위치되는 것이 바람직하다. 유동 센서 (1709) 를 통과하는 가스의 유량을 조정하도록 결합부 (1710) 와 유동 센서 (1709) 사이에 튜브 (1711) 내에, 바람직하게는 센서 (1709) 에 대한 최적의 유동 범위의 중간에, 조정 가능한 오리피스 밸브 (1712) 가 위치될 수 있다. 세균, 바이러스 및/또는 유동 센서 (1709) 를 통과하는 호기 공기에 의해 운반될 수 있는 환자의 감염된 호흡 시스템으로부터의 다른 오염을 제거하기 위해 유동 센서 (1709) 와 결합부 (1710) 사이에 튜브 (1711) 내에 일회용 필터 (1713) 가 배치될 수 있다.
CPAP 시스템 (1700) 의 작동은 CPAP 시스템 (1700) 의 확대 단면도인 도 18 을 참조하여 설명될 것이다. 가스 (1820) 의 고체적 유동은 유동 생성기 (1802) 로부터 회로 (P) 내로 도입되고 도관 (1801) 을 통해 시스템 전체적으로 지속적 양압을 유지하는 압력 조정 장치 (1803) 까지 지난다. 전형적으로 유동 (1820) 의 약 10 %일 수 있는 흡기 유동 (1821) 은 압력 생성 회로 (P) 의 도관 (1801) 으로부터 호흡 회로 (R) 의 튜브 (1806) 까지 유동하여 환자 호흡 시스템에 공기의 비교적 일정한 흡기 유량을 제공하고, 그로 인해 종래의 CPAP 시스템 원리에 따른 환자 흡기 운동을 돕는다. 결합부 (1810) 에서, 흡기 유동 (1821) 의 일부 (1821a) 는 튜브 (1806) 를 통해 코의 캐뉼러 (1804) 로 진행하고, 흡기 유동 (1821) 의 일부 (1821b) 는 튜브 (1811) 를 통해 유동 센서 (1809) 로 우회한다.
유동 (1821a) 은 분무기 (1807) 의 에어로졸 생성기에 의해 생성된 에어로졸화된 약제 입자 (1822) 가 유동 (1821a) 내로 도입되는 지점인 결합부 (1808) 를 통과해 지나간다. 혼입된 에어로졸 입자 (1822) 를 함유하는 결과 유동(1823)은 코의 캐뉼러 (1804) 를 통해 최종적으로 환자의 호흡 시스템 내부로 통과하고, 이로 인해, 에어로졸화된 약제를 환자의 호흡 시스템에 전달한다. 유동 (1821b) 은 튜브 (1811) 및 조정식 오리피스 밸브 (1812) 를 통과해 지나가는데, 이는 예컨대, 유동 (1821b) 의 유량의 약 20 %가 되는 유량으로 유동 (1821b) 의 유량을 감소시켜 감소 유동 (1821c) 이 되도록 조정될 수 있다. 이후, 감소 유 동 (1821c) 은 일회용 필터 (1813) 를 통해 유동 센서 (1809) 로 진행하고, 최종적으로 대기로 방출된다. 유동 (1821c) 이 유동 센서 (1809) 를 통과해 지나갈 때, 유동 센서 (1809) 는 유동 (1821c) 의 체적 유량을 측정하고, CPAP 시스템 (1700) 의 전자 회로 (1825) 내에 유동 (1821c) 의 특징인 제 1 전자 신호, 예컨대 소정 출력 전압을 생성시킨다. 유동 (1821c) 이 흡기 유동 (1821) 에 정비례하기 때문에, 환자가 숨을 들이쉬고 있으며 에어로졸화된 약제의 전달이 계속되고 있는지를 식별하기 위해, 시스템은 유동 (1821c) 에 의해 야기된 제 1 전자 신호를 사용할 수 있다.
환자가 숨을 내쉴 때, 호기 유동 (1824) 이 코의 캐뉼러 (1804) 를 통해 튜브 (1806) 로 지나가고 결합 유닛 (1810) 에서 튜브 (1811) 를 통해 우회된다. 호기 유동 (1824) 은 튜브 (1811) 내에서 흡기 유동 (1821b) 과 결합되어 유동 (1824 및 1821b) 의 유량의 합과 동일한 유량을 생성한다. 유동 (1824) 및 유동 (1821b) 의 결합체는 조정식 오리피스 밸브 (1812) 를 통과해 지나가고 총 유량은 전술된 유동 (1821b)[유동 (1821c 및 1824a) 의 결합체로서 도 18 에 도시됨] 단독일 때와 동일한 방식으로 감소된다. 일회용 필터 (1813) 는 유동 (1824a) 의 결과물인 결합 공기 유동 내에 존재할 수 있는 박테리아성, 세균성 및 다른 오염 물질을 제거하며, 상기 결합 공기 유동은 이후에 유동 센서 (1809) 를 통과해 지나간다. 유동 (1821c 및 1824a) 의 결합체가 유동 센서 (1809) 를 통과해 지나갈 때, 유동 (1821c) 단독의 유량을 초과하는 유량 변화 (증가) 가 유동 센서 (1809) 에 의해 검출된다. 결과로서, 유동 센서 (1809) 는 유동 (1821c) 단독 에 의해 생성된 제 1 전자 신호와 상이한 제 2 전자 신호를 전자 회로 (1825) 내에 생성시킨다. 제 2 전자 신호는 전자 회로 (1825) 에 의해 분무기 (1807) 에 전송되고 그 에어로졸 생성기를 끄게 한다. 이러한 에어로졸 생성기의 비활성화는 유동 (1821a) 내로 에어로졸 입자 (1822) 가 도입되는 것을 중지시킨다. 제 2 전자 신호가 유동 (1821c 및 1824a) 의 결합체의 체적 유량에 의해 생성되기 때문에, 이는 호기 유동 (1824) 의 존재를 지시한다. 그러므로, 환자가 숨을 내쉬고 있어서 에어로졸화된 약제의 도입을 중지시킬 때를 식별하기 위해 시스템은 제 2 전자 신호를 사용할 수 있다. 이러한 방식에서, 환자가 숨을 내쉴 때 아무런 에어로졸도 튜브 (1806) 내로 도입되지 않고, 그러므로, 최종적으로 대기로 방출되어 소실될 호기 유동 (1824) 내에는 아무런 에어로졸화된 약제도 혼입되지 않는다.
환자에 의한 호기 작용이 중지되고 흡기가 다시 개시될 때, 호기 유동 (1824) 은 중단되고 흡기 유동 (1821) 만이 시스템 내에 존재한다. 결과로서, 유동 (1821c) 만이 튜브 (1811) 를 통과해 지나간다. 유동 센서 (1809) 는 이러한 유량의 변화(감소)를 검출하고, 제 1 전자 신호를 생성시키고, 이는 분무기 (1807) 에 전송된다. 제 1 전자 신호는 분무기 (1807) 로 하여금 에어로졸 생성기를 켜서 유동 (1821a) 내로의 에어로졸 입자 (1822) 의 도입을 재개하게 한다. 환자의 호흡 사이클과 일치되는 분무기 (1807) 의 에어로졸 생성기의 온/오프는 환자가 숨을 들이쉴 때에만 에어로졸화된 약제가 본원 발명의 CPAP 시스템 내로 도입될 수 있게 한다. 이는 약제의 전달의 효율의 극적인 증가와, 이에 상응하는 대기 중으로의 약제의 소실의 감소를 초래한다.
전술된 바와 같이, 압력 조절 장치 (1803) 는 CPAP 시스템 내부의 공기압을 바람직한 일정 수준으로 제어하고 유지하기 위한 소정의 공지된 장치를 포함할 수 있다. 통상적으로, 압력 조절 장치 (1803) 는 압력 조절 회로 (P) 를 떠나는 가스의 유동을 조절하는 압력 밸브 또는 임계 저항기 등과 같은 제한적 공기 출구 장치를 포함할 수 있다. 다른 응용 분야에서, 시스템 내의 압력이 용기 내의 수면 상승 높이에 의해 표현되며 소정량의 물을 함유하는 표준화된 용기 내로 공기 유동을 해제함으로써 가스 유동의 조절이 제공될 수 있다. 사용되는 압력 조절 장치에 상관없이, 호흡 회로 (R) 에 의해 환자 인터페이스 장치 (1804) 에 유도되는 지속적인 양의 공기 통로 압력이 장치를 사용하는 특정 환자의 필요에 적합해지도록 압력 생성 회로 내의 공기 유동에 대한 저항은 변동될 수 있다.
결합 유닛 (1805) 은 통상적으로 "T" 또는 "Y" 형 중공 유닛 (때때로 "WYE"라 함) 을 포함할 수 있으나, 다른 형상을 가질 수도 있다. 도 18 에 도시된 바와 같이, 가요성 튜브 (1806) 는 결합 유닛 (1805) 에 연결되며, 압력 생성 회로 (P) 에 종속되면서 가스 연통되는 분기 가스 도관을 한정한다. 튜브 (1806) 는 호흡 회로 (R) 를 형성하기 위해 최종적으로 환자 인터페이스 장치, 예컨대, 코의 캐뉼러 (1804) 에 연결된다. 가요성 튜브 (1806) 는 바람직하게, 압력 생성 회로 (P) 를 포함하는 도관 (1801) 보다 상대적으로 얇고, 직경이 작으며, 보다 가요성을 가진다. 예컨대, 가요성 튜브 (1806) 는 약 5 ~ 8 mm의 외경을 가지는 상업적으로 입수가능한 실리콘 튜브일 수 있다.
분무기 (1807) 는 CPAP 시스템과 함께 사용하기에 적합한 약품을 분무화 (에어로졸화) 하기 위한 공지된 장치중 어느 하나가 될 수 있지만, 전술된 바와 같이, 바람직하게는 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 가지는 소형 경량의 분무기이다.
본원 발명의 유동 센서 (1809) 는 이를 통과해 지나가는 유체의 체적 유량의 작은 변화를 검출하도록 구성되고 이러한 유량의 특징인 전자 신호, 예컨대, 출력 전압을 생성시킬 수 있는 공지의 유동 센서일 수 있다. 본원 발명의 실시를 위해 특별히 바람직한 유동 센서는 일본의 오므론 코포레이션 (Omron Corporation) 으로부터 상업적으로 입수가능하며, "MEMS 유동센서, 모델 D6F-01A1-110"라는 것이 있다. 오므론 유동 센서는 0 ~ 1 L/min (0℃ 및 101.3kPa 압력하에서) 의 범위에서 유량을 검출할 수 있다. 오므론 유동 센서에 대하여 측정된 유량 및 결과 출력 전압의 관계가 이하의 표1에 요약되어 있다.
[표 1]
유량(L/min) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
출력 전압 (VDC± 0.12) 1.00 2.31 3.21 3.93 4.51 5.00
[주의: 표1의 측정 조건은 다음과 같다: 12 VDC의 전원 전압, 25 ℃의 대기 온도, 및 25 ~ 75 %RH의 대기 습도]
분무기 장치 (1807) 는 CPAP 시스템의 전자 회로 (1825) 를 통해 유동 센서 (1809) 에 연결될 수 있다. 예컨대, 분무기 (1807) 는 유동 센서 (1809) 로부터의 신호에 응답하여 에어로졸 생성기를 켜고 끄는 제어기 (미도시) 에 연결될 수 있다. 바람직하게, CPAP 시스템의 제어기 및 다른 전자 부품은 소형이며 가요 성을 가지는 배선, 케이블 및 커넥터로 연결된다. 분무기 장치 (1807) 와 관련될 수 있는 다른 부품의 예로는 당업계의 숙련자들이라면 알고 있으며, 전술된 특허 및 특허 출원에 상세하게 모두 설명되어 있는 바와 같이, 타이머, 상태 지시 수단, 액상 약제 네뷸 또는 시린지 등이 있다.
이하의 예에서는 전술된 오므론 유동 센서를 사용하여 본원 발명을 설명할 것이지만, 본 발명을 본원 명세서에 설명된 특정 세부 사항으로 제한하려는 것은 아니다.
예1
도 18 에 도시된 바와 같은 본원 발명의 CPAP 시스템은 유아의 호흡 치료용으로 사용될 수 있다. 시스템은 5 cm H2O의 압력으로 가압될 수 있고, 공기의 일정 유동이 유동 생성기 (1802) 에 의해 압력 생성 회로 (P) 내로 10 L/min의 유량으로 공급될 수 있다. 압력 생성 회로 내의 공기 유동의 약 1 L/min (10 %)이 유동 (1821) 으로서 가요성 튜브 (1806) 내로 유동할 수 있다. 코의 캐뉼러 (1804) 를 통한 유아의 흡기 동안에, 약 0.2 L/min (0.2 x 1 L/min) 의 유동 (1821c) 의 유량을 생성하기 위해 적절하게 오리피스 밸브 (1812) 를 조정함으로써, 결합부 (1810) 에서 튜브 (1811) 내로 유동 (1821) 의 약 20 % [도 18 에서 유동 (1821b) 으로 식별됨] 가 우회될 수 있다. 유동 (1821c) 은 또한 일회용 필터 (1813) 를 통해 지나갈 수 있으나, 유동 (1821c) 은 만일 있더라도 극소량의 오염 물질을 함유하는 흡기 공기만을 포함하기 때문에, 필터에 의해 유동 (1821c) 으 로부터 어떤 심각한 물질도 제거되지 않을 것이다. 이후에 유동 (1821c) 은 전술된 오므론 유동 센서를 0.2 L/min의 유량 이상으로 통과해 지나갈 수 있으며, 이는 전술된 표1에 따라서 약 2.31 VDC의 출력 전압의 생성을 초래한다. CPAP 시스템의 전자 회로는 유동 센서가 상기 출력 전압을 분무기 (1807) 에 전송할 때, 분무기 (1807) 의 에어로졸 생성기가 켜지도록 구성될 수 있다. 에어로졸 생성기를 켜는 것으로 인해 에어로졸화된 약제는 유아에 의해 흡기될 수 있도록 CPAP 시스템의 호흡 회로 (R) 내로 도입된다.
호기 동안에, 유아는 코의 캐뉼러 (1804) 를 통해 약 0.6 L/min의 공기 유동을 내쉬어 호기 유동 (1824) 을 생성할 수 있는데, 이는 튜브 (1811) 내에서 유동 (1821b) 과 결합한다. 유동 (1821b) 에 대해서만 전술된 바와 같이, 오리피스 밸브 (1812) 는 튜브 (1806) 내의 가스의 유량을 원래 유량의 약 20%로 감소시키도록 조정되었다. 따라서, 유동 (1821b) 은 약 0.20 L/min (0.2 x 1 L/min)의 유량을 가지는 유동 (1821c) 으로 감소될 수 있고, 유동 (1824) 은 약 0.12 L/min (0.2 x 0.6 L/min) 의 유량을 가지는 유동 (1824a) 으로 감소될 수 있다. 따라서 유동 (1821c 및 1824a) 의 결합체의 결합된 호기 유량은 약 0.32 L/min이다. 이러한 결합된 호기 유량은 이후에 호기 유동 (1824a) 의 결과로서 존재할 수 있는 소정의 오염물을 제거하기 위해 일회용 필터 (1813) 를 통과해 지나갈 수 있으며, 이후에 오므론 유동 센서를 통과해 지나갈 수 있다. 다시 상기 표1을 참조하면, 오므론 압력 센서는 0.32 L/min의 결합된 호기 유동량에서 약 3.0 VDC의 출력 전압을 생성시킨다는 것을 알 수 있다. CPAP 시스템의 전자 회로는 전자 회로 (1825) 에 의해 그 출력 전압이 분무기 (1807) 에 전송될 때 분무기 (1607) 의 에어로졸 생성기를 끄도록 구성될 수 있다. 에어로졸 생성기를 끄는 것은 호기 유동 (1824) 이 존재하는 동안 CPAP 시스템의 호흡 회로 (R) 내로 에어로졸화된 약제 입자 (1822) 가 도입되는 것을 중지시킨다. 결과로서, 최소량의 에어로졸이 호기 유동 (1824) 내로 혼입되고 최종적으로 대기 중으로 소실된다. 소정의 경우에, 필요하다면, 전자 회로 (1825) 는 에어로졸 생성기의 비활성화를 약간 진행 또는 지연시킬 수 있는 위상 시프트 (shift) 회로를 포함할 수 있다.
흡기 동안에 오므론 유동 센서를 통한 유량이 0.2 L/min으로 복귀할 때, 오므론 유동 센서의 출력 전압은 2.31 VDC로 복귀한다. 이러한 전압은 환자의 호흡 사이클의 흡기 상태의 특징이기 때문에, CPAP 시스템의 호흡 회로 내로 에어로졸화된 약제의 도입이 흡기 동안에 재개되도록 에어로졸 생성기를 다시 켜는 신호로서 전자 회로 (1825) 에 의해 사용될 수 있다. CPAP 시스템이 유아의 호흡 치료용으로 사용되는 기간 동안 환자의 호흡 사이클의 상태에 따라서 분무기를 켜고 끄는 사이클이 반복될 수 있으며, 이로 인해 이러한 치료에 필요한 약제의 양을 현저하게 감소시킬 수 있다.
예2
도 19 를 참조하면, CPAP 시스템 (1900) 이 유아의 호흡 사이클을 모의 실험하기 위해 호흡 모의실험 피스톤 펌프 (1930) [매사추세츠주 01746 홀리스톤 소재의 하버드 장치 (Harvard Apparatus) 로부터 상업적으로 입수 가능함] 에 부착되었다. CPAP 시스템 (1900) 은 본원 발명에 따라서 튜브 (1943) 를 통해 호흡 회 로 (1942) 에 연결된 압력 밸브 (1938), 일회용 필터 (1939) 및 유동 센서 (1940) 를 포함하는 보조 회로 (A) 를 포함했다. 제거 가능한 필터 (1931) 가 펌프 (1930) 의 입구에 배치되었다. 유아 콧구멍을 나타내는 2개의 오리피스 (1933) 를 구비한 어댑터 (1932) [미주리주 63013 세인트루이스 소재의 셔우드 메디컬 (Sherwood Medical) 로부터 상업적으로 입수 가능한 아르가일 코의 프롱 (Argyle nasal prong)] 이 필터 (31) 에 연결되었다. 에어로졸화된 약제를 오리피스 (1933) 를 통과해 지나가는 공기 유동 내로 전달하기 위해 분무기 (1937) [캘리포니아주 마운틴 뷰 소재의 에어로젠, 인크. (Aerogen, Inc.) 로부터 상업적으로 입수 가능한 에어로넵 프로페셔널 분무기 시스템 (Aeroneb® Professional Nebulizer System)] 가 어댑터 (1932) 근방의 호흡 회로 (1942) 내에 배치되었다. 펌프 (1930) 의 작동 중에, 혼입된 에어로졸화 약제를 함유하는 공기가 필터 (1931) 를 통해 전후로 유동되었으며, 이는 공기 유동으로부터 약제를 수집하였다. 각 테스트 이후에 필터 (1931) 상에 수집된 약제의 양은 고압 액상 크로마토그래피 (HPLC) 에 의해 측정되었으며, 시스템으로의 에어로졸 전달의 효율의 측정값을 제공하기 위해 에어로졸화된 전체 양과 비교되었다.
펌프 (1930) 는 10 ㎖의 일회 호흡량 및 분당 40 호흡의 호흡수의 유아 환기 파라미터로 설정되었다. 10 L/min의 일정 공기 유동 (1934) 이 CPAP 입구 (1935) 를 통해 제공되었고 저항 압력 조절기 (1936) 는 5 cm H2O의 압력을 생성시키도록 설정되었다. 분무기 (1937) 는 3 ㎖의 황산 알부테롤 ("알부테롤") 의 용액으로 채워졌다. 동기화된 분무화 (즉, 흡기 중에만 분무화) 대 연속 분무화의 효과를 연구하기 위해, 별도 2개 세트의 4개 테스트가 수행되었다. 테스트의 제 1 세트에서, 분무기 (1937) 는 펌프 (1930) 의 흡기 및 호기 사이클 동안 모두 연속적으로 작동되었다. 테스트의 제 2 세트에서, 분무기 (1937) 의 작동은 본원 발명에 따른 유동 센서 (1940) 로부터의 입력 값을 사용하여 펌프 (1930) 의 호기 사이클 동안에는 정지되었다. 각 테스트 이후에, 필터 (1931) 상에 수집된 알부테롤의 양이 HPLC에 의해 측정되었고 에어로졸화된 알부테롤의 양과 비교되어 퍼센트 효율을 얻었다. 그 결과가 이하의 표2에 요약되어 있다.
[표 2]
연속 분무화:
테스트 번호 효율
1 26%
2 24%
3 22%
4 27%
평균 효율 24.74%
동기화된 분무화 :
테스트 번호 효율
1 40%
2 44%
3 51%
4 43%
평균 효율 44.5%
상기 결과는 본원 발명에 따른 동기화된 분무화가 연속 분무화보다 CPAP 동안에 코의 프롱을 통해서 보다 많은 규모 수준의 알부테롤을 전달할 수 있다는 것을 증명한다.
본원 발명에 따른 고효율의 에어로졸화된 약제의 전달은 에어로졸화된 계면 활성제를 사용하는 iRDS의 전술된 nCPAP 치료와 같은 고가의 또는 희귀한 약제를 사용하는 호흡 요법 시에 특히 매우 유용하다. 대부분의 계면활성제가 동물성이기 때문에, 유통되는 공급량이 제한적이고, 비록 합성 계면활성제가 사용가능하지만, 그 제조가 부정확하면서 고가이다. 게다가, 계면활성제 약제는 통상적으로 점성이 높고 환자의 호흡 시스템에 전달되기가 어렵다. 본원 발명의 압력 보조식 호흡 시스템의 증가된 효율 및 본원 발명에 따른 치료용으로 요구되는 보다 소량의 약제는 이러한 희귀하고 고가인 약제가 채용될 때 실질적으로 유익할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본원 발명의 분무기는 약제의 단위 일회분량과 동일한 용기 용량을 가진다. 일례로서, 액상 인지질 계면활성제 약제의 일회분량은 통상적으로 유아의 폐 내로 약 100 mg의 계면활성제를 주입시킴으로써 달성된다. 그렇지만, 필요한 에어로졸 일회용량은 현저하게 적을 것으로 보인다. 예컨대, 동물 연구학자들은 약 4.5 mg/kg의 계면활성제의 일회 흡입량은 실질적으로 동물 모델의 산소 섭취를 개선하기에 충분하다고 결정하였다. 이는 1 kg 유아의 폐에 에어로졸화된 형태로 전달될 계면활성제의 충분한 단위 일회용량은 약 5 ~ 10 mg이 될 수 있다고 제안한다. 액상 계면활성제는 통상적으로 25 mg/㎖의 농도를 가지는 희석 용액의 형태로 분배되기 때문에, 10 mg의 활성 계면활성제를 얻기 위해서 약 2/5 ㎖(10/25 ㎖)의 액상 계면활성제가 필요할 것이다. 본원 발명에 따라서, 정상 호흡 패턴으로 유아의 폐에 전체 에어로졸화된 약제의 약 6 ~ 18 %를 전달하기 위한 신생아 CPAP 시스템이 설계될 수 있다. 만일, 예컨대, 분무기 효율이 10 %라면, 에어로졸화된 계면활성제의 단위 일회용량을 전달하기 위해 분무기 용기 내에 필요한 계면활성제 용액의 양은 10의 인자만큼, 즉, 10 x 2/5 ㎖ 또는 4 ㎖만큼 증가되야할 것이다. 그러므로, 본원 발명에 따라서, 4 ㎖의 용량을 가지는 분무기 용기는 용기를 보충할 필요없이 1 kg 유아에게로의 일회용량의 계면활성제를 제공하기 위해 충분할 것이다.
단위 일회용량 및 대응 분무기 용기 크기는 분무기의 효율, 환자의 체중 및 필요한 계면활성제의 양에 따라서 변동될 수 있다. 예컨대, 만일 상기 예의 유아의 체중이 3 kg이라면, 단위 일회용량 (및 대응 용기 크기) 은 액상 계면활성제 약 12 ㎖가 될 것이다 (즉, 3 kg x 4 ㎖/kg). 유사하게, 만일, 상기 예에서 활성 계면활성제 5 mg이 필요하다면, 단위 일회용량은 액상 계면활성제 약 2 ㎖ (즉, 5/25 ㎖ x 10)가 될 것이고, 만일 상기 예의 분무기의 효율이 15 %라면, 단위 일회용량은 약 2 2/3 ㎖ (즉, 2/5 ㎖ x 100/15)가 될 것이다.
본원 발명에 따른 분무기는 20 분 이하, 가능하면 5 분만큼의 에어로졸에 의해 단위 일회용량을 투여할 수 있다. 에어로졸 생성기는 연속식 또는 위상식일 수 있으며, 시간에 걸쳐서 적정된 일회용량 전달량, 예컨대, 매 10, 20 또는 30 초마다 1초 동안 분무화에 의한 4 ㎖ 최대 일회용량으로 정기화될 수 있다.
일 실시예에서, 본원 발명은 계면활성제 부족과 관련된 질병 ("계면활성제 결핍 증후군"이라고도 함) 또는 계면활성제 기능장애와 관련된 질병 ("계면활성제 기능장애 증후군"이라고도 함) 을 치료하는 방법에 관한 것이다. 이러한 질병에는 유아 호흡곤란 증후군 (iRDS), 급성 호흡곤란 증후군 (ADRS), 태변 흡인 증후 군 (MAS), 천식, 폐렴 (인공호흡기 관련 폐렴을 포함하는 모든 종류), 신생아의 지속적 폐동맥고혈압 (PPHN), 선천성 횡경막 탈장 (CDH), 패혈증, 급성 폐손상 (ALI), 세기관지염, COPD-만성기관지염, 낭성 섬유증, 폐 이식 질병 및 호흡기 세포 융합 바이러스 (RSV) 가 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 질병을 치료하기 위한 방법은 일반적으로 자연 생성 (동물 추출) 또는 합성 (인공) 폐 계면활성제를 환자의 폐에 투여하는 것과 관련되며, 주제 방법은 종종 당업계에서 "계면활성제 (대체) 요법"이라고 한다.
일반적으로, 본원 발명의 방법은 액상 폐 계면활성제 합성물을 제공하는 단계와, 에어로졸화된 폐 계면활성제 (본원 명세서에서는 "계면활성제 에어로졸"이라고도 함) 를 형성하기 위해 에어로졸 생성기, 바람직하게는 진동식 개구형 에어로졸 생성기로써 폐 계면활성제 합성물을 에어로졸화하는 단계와, 환자의 호흡 시스템에 체결됨으로써 치료에 효과적인 양의 계면활성제가 환자의 폐로 전달되게 하는 전술된 바와 같은 압력 보조식 호흡 시스템, 바람직하게는 CPAP 시스템의 회로 내부의 가스 유동 내로 계면 활성제 에어로졸을 도입하는 단계를 포함한다.
폐 계면활성제는 전체적으로 지질 및/또는 단백질로 조성된 복잡하고 표면 활성이 큰 물질이다. 그 주요 특성은 폐 내부의 표면 장력을 감소시키고 들이마신 입자 및 미생물에 의해 야기되는 손상 및 감염으로부터 폐를 보호하는 것이다. 자연 생성적인 폐 계면활성제의 조성은 종, 수명, 및 대상물의 전체적인 건강상태 등과 같은 다양한 인자들로 인해 변동될 수 있다. 그러므로, 천연 폐 계면활성제가 무엇이며, 합성 폐 계면활성제 조성에는 무엇이 포함되어야 하는지의 정의는 상황에 따라 다르다. 건강한 포유류의 폐 세척으로부터 분리된 계면활성제는 약 10 % 단백질 및 90 % 지질을 함유하는데, 지질의 약 80 %는 인지질이며 약 20 %는 약 10 %의 비에스테르화 콜레스테롤을 포함하는 중성 지질이다.
폐 계면 활성제는 통상적으로 점성이 높고 투여하기 어렵다. 폐 계면 활성제는 액상 계면활성제 합성물을 제공하기 위해 제약적으로 허용 가능한 희석제, 예컨대, 물 또는 식염수와 혼합될 수 있다. 본원 발명의 실시 시에, 액상 폐 계면 활성제 복합물이 바람직하며, 예컨대, 20 ~ 120 mg/㎖, 바람직하게는 20 ~ 80 mg/㎖의 농도를 가지는 액상 폐 계면 활성제 복합물이 바람직하다. 상업적으로 입수 가능한 폐 계면 활성제는 이미 사전 혼합된 액상으로 존재할 수 있으며, 이 또한 본원 발명에서 유용한 것으로 고려된다. 상업적으로 입수 가능한 폐 계면 활성제 복합물의 예로는 CUROSURF [치에시 파머스티칼스 (Chiesi Pharmaceuticals) 사], ALVEOFACT [베링거 인겔하임 (Boehringer Ingelheim) 사] 및 SURVANTA [어보트 래보러토리스 (Abbott Laboratories)] 라는 상표로 판매되는 천연 계면활성제 복합물과, EXOSURF [글락소 웰컴 (Glaxo Wellcom) 사] 및 SURFAXIN [디스커버리 래보러토리스 (Discovery Laboratories)] 라는 상표로 판매되는 합성 계면활성제 합성물이 있다.
에어로졸 생성기는 예컨대, 단일 물질 제트, 원심력에 의한 원자화, 응축, 기화, 살포, 초음파, 제트 분무화 등의 광범위하고 다양한 방식으로 에어로졸 형성을 허용한다. 전술된 바와 같이, 본원 발명의 실시에는 진동식 개구형 에어로졸 생성기가 바람직하다. 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 진동소자에 의해 둘러싸인 1000 개 이상의 정밀 형성된 테이퍼식 구멍을 포함하는 독특한 돔 형상의 구멍 판을 포함한다. 에너지가 공급될 때, 구멍 판은 초당 10만 회 이상 진동한다. 이러한 고속 진동은 각 구멍이 마이크로 펌프로서 작용하게 하여, 구멍을 통해 판과 접촉하고 있는 액체를 끌어올려 일정한 크기의 액적을 형성하게 한다. 그 결과물은 최대한의 폐 침착을 위해 최적화된 저속 액상 에어로졸이다. 바람직한 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 액체를 매우 효율적으로 에어로졸화하며, 실질적으로 아무 잔여 액체도 남기지 않으며, 추진제의 사용이나 열의 생성 없이 작동함으로써, 계면활성제의 분자적 완전성 (molecular integrity) 을 보존한다. 대표적인 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 전술된 미국 특허 제5,164,740호, 제5,586,550호, 제5,758,637호 및 제6,085,740호에 상세하게 설명되어 있으며, 그 전체 개시 내용은 본 명세서에 참조 인용된다.
구멍 판 내의 구멍은 예컨대, 본 명세서에 참조 인용된 2001년 3월 30일자로 출원된 동시 계류 중인 미국 특허출원번호 제09/822,573호에 설명된 바와 같은 특정 크기 범위 내로 액적을 유지하는 동안 액적의 생성율을 증진시키도록 형상화될 수 있다. 이러한 구멍은 본원 발명에 따른 점성 계면활성제 합성물을 에어로졸화하는데 특히 유용할 수 있다. 바람직한 진동 구멍형 에어로졸 생성기는 캘리포니아주 마운틴 뷰 소재의 에어로젠, 인크. (Aerogen, Inc.) 로부터 상업적으로 입수가능하다.
일반적으로, 전술된 장치는 에어로졸 생성기에 의해 생성된 계면활성제 에어로졸을 대상 환자의 호흡 시스템에 결합된 압력 보조식 호흡 시스템의 회로 내부의 가스 유동 내로 직접 도입하도록 위치설정되는 에어로졸 생성기를 내장하는 분무기를 포함한다.
전술된 바와 같이, CPAP 시스템은 환자에 의한 자발적인 호흡을 유지하며, 통상적으로 시스템 내부에 양압을 유지하기 위한 압력 생성 회로, 환자의 호흡 시스템에 결합되는 환자 인터페이스 장치, 및 압력 생성 회로와 환자 인터페이스 장치 사이에 가스 연통을 제공하는 호흡 회로를 포함한다. CPAP 시스템은 흡기 중에 폐의 체적을 증가시키고 유지시키며, 자발적인 호흡 동안에 환자에 의한 일을 감소시키기 위해 일정한 양압을 사용한다. 양압은 기도를 효과적으로 팽창시키며 그 붕괴를 방지한다. 진동식 개구형 에어로졸 생성기와 조합하여 상기 CPAP 시스템을 사용하면 환자의 폐에 계면활성제 에어로졸의 전달의 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
진동식 개구형 에어로졸 생성기는 일반적으로 에어로졸화된 약물, 특히 본 발명에 따른 계면활성제 교체 요법에 매우 적합하게끔 하는 복수의 에어로졸 전달 특성을 갖는다. 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 에어로졸 입자의 제조시 매우 효과적이며, 개구 플레이트와 직접 접촉하는 액체 계면활성제의 거의 100 %를 에어로졸화한다. 이러한 특성은 시스템에서 계면활성제 손실원을 실질적으로 제거한다.
또한, 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 정밀하게 형성된 평균 입자 크기의 저속 에어로졸을 전달한다. 특정 환자 또는 상황의 요구를 만족시키기 위해 진동 플레이트의 개구 크기를 변경함으로써, 에어로졸 입자 크기 분포 및 약제 배출 이 변경될 수 있다. 바람직하게는, 최적 효율을 유지하기 위해, 에어로졸 입자 크기는 5 ㎛ 미만의 공기역학적 질량 중위 직경 (MMAD) 이하, 가장 바람직하게는 1 ~ 3 ㎛ MMAD로 조절된다. 이러한 작은 에어로졸 입자는 계면활성제 에어로졸의 향상된 전달 및 폐 주변의 침착에 기여하여, 시스템에서 에어로졸 손실을 감소시킨다. 또한, 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 계면활성제 조성물의 특성 및 성질을 변화시킬 수 있는 현저한 열 또는 전단을 발생시키지 않는다.
본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기용 에어로졸 배출(유속)은 다른 형태의 분무기보다 상당히 높으며, 결과적으로 본 발명의 방법에 걸리는 치료 시간은 종래의 계면활성제 요법보다 상당히 짧다. 예를 들면, 환자의 폐에 침착되는 에어로졸화된 계면활성제의 치료량 ("단위 복용량") 은 2 ~ 400 ㎎일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 액체 계면활성제 조성물은 20 ~ 120 ㎎/㎖의 농도를 갖는 용액을 포함할 수 있다. 본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기용 유속은 0.1 ~ 0.5 ㎖/min 범위이며, 상기 유속은 비교되는 에어로졸 생성기, 예를 들면 대체로 0.2 ㎖/min 이하의 유속을 갖는 제트 분무기의 유속보다 상당히 높다. 1 ㎏ 신생아에 있어서 계면활성제 결핍의 치료를 위한 에어로졸화된 계면활성제의 단위 복용량이 40 ㎎인 경우(예를 들면, 40 ㎎/㎖ 액체 계면활성제 조성물의 1.0 ㎖), 0.4 ㎖/min의 유속을 갖는 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 이용하는 본 발명의 방법은 3분 이내에 단위 복용량의 90 %를 생성시키는 반면, 비교되는 제트 분무기는 3 ㎖의 충전 체적을 필요로 하고, 동일한 단위 복용량을 6분 이상 전달할 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 달성되는 보다 적은 복용량 조건 및 보다 짧 은 치료 시간은 직접적인 점적주사 (instillation) 에 앞서 환자가 이득을 볼 수 있는 가능성을 매우 향상시키거나, 또는 분무기 내에 위치된 보다 적은 양의 액체 계면활성제에 의한 치료 방침을 필요로 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 환자의 폐로 전달되는 활성 계면활성제의 전달 속도는 바람직하게는 2 ~ 800 ㎎/hr 범위이다.
바람직한 실시예에 있어서, 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 갖는 분무기 내에 액체 계면활성제 조성물을 보유하는 저장조의 작은 직경 및 크기는 분무기가 대형 "재호흡 체적"의 부가없이 호흡 회로 내로 직접 위치될 수 있도록 한다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 진동식 개구형 에어로졸 생성기는 재호흡 체적을 약 5㎖ 이상 증가시키지 않을 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "재호흡 체적"은 소망량의 에어로졸화된 계면활성제를 제한된 공간 내에 생성하기 위해 시스템에서 요구되는 가스의 체적이다. 공기 및 제트 분무기는 일반적으로 6 ~ 20 ㎖의 저장조 체적을 가지므로, 이러한 분무기 중 하나를 주 유동과 환자의 기도 사이의 CPAP 시스템의 호흡 회로 내에 배치함으로써 상기 회로 내의 재호흡 체적의 원하지 않는 증가를 가산시킨다. 재호흡 체적에 있어서 이러한 증가는 에어로졸화된 계면활성제에 대해서 희석 효과를 가지며, 전달 시스템의 효율을 저하시킨다.
에어로졸화된 약물에 사용될 수 있으며 계면활성제 요법에 특히 유용한 일 바람직한 실시예에 있어서, 진동식 개구형 에어로졸 생성기로부터의 계면활성제 에어로졸은 직접 호흡 회로 [예를 들면, 도 20 의 호흡 회로 (R)] 외측에 위치된 5 ~ 400 ㎖ 내부 체적의 플레넘 챔버 내에서 생성될 수 있다. 공기실은 수집될 계면활성제 에어로졸의 농도가, 호흡 회로 내로 배출되기 전에, 에어로졸 생성기 단독에 의해 생성되는 농도보다 높게끔 한다. 플레넘 챔버의 이용은 호흡 작동식 분무기와 비교되는 에어로졸 계면활성제의 흡입 질량 (inhaled mass) 을 제공하고, 예를 들면 동일한 흡입 질량을 전달하기 위해 호흡 작동식 분무기에 요구되는 시간의 25 % 이하에서, 계면활성제의 80 %의 흡입 질량이 분무기에 제공된다.
본 발명에 따른 플레넘 챔버를 이용하는 장치의 일 예로서, 도 20 은 CPAP 시스템 (2000) 을 도시하고, 여기서 주요 가스 유동 (2071) 은 압력 생성 회로 (P) 내에서 운반되고, 호흡 유동 (2072) 은 호흡 회로 (R) 내에서 회로 (P) 로부터 환자 (2073) 에게 운반된다. 에어로졸 생성기 (2074) 에 의해 생성된 계면활성제 에어로졸 (2076) 을 플레넘 챔버 (2075) 내에 수집할 수 있도록, 진동식 개구형 에어로졸 생성기 (2074) 는 플레넘 챔버 (2075) 상에 위치된다. 플레넘 챔버 (2075) 는 계면활성제 에어로졸 (2076) 의 플룸 (plume) 이 플레넘 챔버 (2075) 의 벽 또는 바닥과 충돌하지 않도록 하는 크기로 형성되므로, 계면활성제 에어로졸의 결과적인 충돌 손실을 감소시킨다. 농축된 계면활성제 에어로졸의 유동 (2079) 이 플레넘 챔버 (2075) 로부터 도관 (2080) 을 통해 호흡 유동 (2072) 내로 도입되도록, 제어된 2차 가스 유동 (2077) 은 입구 (2078) 를 통해 플레넘 챔버 (2075) 내로 도입될 수 있고, 도관 (2080) 은 환자 (2073) 의 기도에 가장 가까운 지점 (2081) 에서 호흡 회로 (R) 와 교차한다. 도관 (2080) 은 플레넘 챔버 (2075) 내의 가스 체적부를 재호흡 체적부와 분리시키기 위해 호흡 회로 (R) 에 대해 유동 (2079) 을 제어하는 일방향 밸브 또는 솔레노이드 (2082) 를 구비할 수 있으며, 따라서 플레넘 챔버 (2075) 로부터의 가스 유동 (2079) 은 호흡 유동 (2072) 에 비해 소량의 퍼센트이다. 유동 (2079) 은 연속적이거나 간헐적일 수 있으며, 계면활성제 에어로졸은 호흡 사이클의 불연속적인 부분 동안 호흡 회로 (R) 내로 도입된다.
에어로졸 생성기, 바람직하게는 진동식 개구형 에어로졸 생성기의 특유한 조합의 결과로서, 압력 보조식 호흡 시스템, 바람직하게는 CPAP 시스템은 위에서 설명되고 앞서 언급된 공동 계류중인 특허출원에서 설명된 하나 이상의 또는 효율 개선 특징부를 구비하고, 본 발명의 방법에서 폐 계면활성제의 10 ~ 80 %가 환자에 의해 흡입될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 폐 계면활성제의 30 % 이상이 환자의 폐로 전달될 수 있다.
하기의 예는 본 발명의 실시에 따른 효율의 향상을 나타내지만, 본 발명은 본원의 상세한 설명에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하기의 예는 특정한 에어로졸화된 약물의 전달에 한정되지 않는다.
예3
도 21a 및 도 21b 는 nCPAP 동안 모방된 유아 호흡 패턴에 의한 에어로졸 전달을 측정하기 위해 사용될 수 있는 nCPAP 시스템 (2100, 2200) 의 모식도이다. nCPAP 시스템 (2100, 2200) 은 절대 필터 (2103, 2203) 에 접속된 유아 크기의 코의 프롱 (2102, 2202) [아가일(Argyle); n=3] 을 나타내는 오리피스를 갖는 어댑터로 구성되는 호흡 시뮬레이터 (2101, 2201) 를 포함하고, 상기 절대 필터는 nCPAP 시스템을 형성하는 왕복 펌프 동물 인공호흡기 (2104, 2204)[하버드 장치(Harvard Apparatus)] 에 부착된다. 폐 시뮬레이터 (2100, 2200) 는 유아의 인공호흡기 파라미터 (VT 10 ㎖, 호흡 속도 40 호흡/분) 로 설정될 수 있다. 한계치 저항기 (threshold resistor)(2105, 2205) 에 의해 조절되는 5㎝ H2O의 CPAP를 생성시키기 위해 인공호흡기 (2104, 2204) 로부터 10 L/min의 일정한 산소 유동이 사용될 수 있다.
양 시스템에 있어서, 액체 약물 [0.5% 알부테롤 황산염 0.5㎖] 은 nCPAP 시스템의 회로 내에 위치된 분무기 (2106, 2206) 에 의해 에어로졸화될 수 있다. 약제는 코의 프롱 (2102, 2202) 에 대해서 말단에 위치된 필터 (2103, 2104) 에 수집될 수 있고, 수집된 약제는 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC) 를 이용함으로써 분석될 수 있다. 에어로졸만이 필터에 도달하고, 응축액이 호흡 회로, 분무기 또는 어댑터에 체류하는지에 대한 걱정이 들 수 있다. 이는 분무기 (2106, 2206) 가 각각의 필터 요소 (2103, 2203) 보다 낮아지도록 시스템을 기울임으로써 달성될 수 있다. nCPAP 시스템의 효율은 필터 상에 수집되는 약제의 양을 분무기 내에 위치되는 약제의 복용량의 백분율로서 표현함으로써 측정될 수 있다.
테스트 1에 있어서, 도 21a 에 도시된 바와 같이, 분무기 (2106) 는 에어로졸화된 약물을 nCPAP 시스템 (2100) 의 압력 생성 회로 내의 주 공기 유동 내로 배출시키도록 배치된 표준 제트 분무기를 포함할 수 있다. 테스트 2에 있어서, 분무기 (2106) 는, 진동식 개구형 에어로졸 생성기 [에어로젠, 인크 (Aerogen, Inc.)로부터의 에어로넵 (Aeroneb)® 프로(Pro)]를 가지는 한편, 에어로졸화된 약물을 nCPAP 시스템 (2100) 의 압력 생성 회로 내의 주 공기 유동 내로 배출시키도록 배치된, 분무기를 포함한다. 테스트 3에 있어서, 분무기 (2206) 는, 유아의 기도에 근접하여 배치하기 적합하게 설계되는 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동식 개구형 에어로졸 생성기 [에어로젠, 인크로부터의 폐로의 약 전달 시스템 (PDDS) 분무기] 를 이용하는, 소형 경량 분무기를 포함할 수 있다. 도 21b (및 도 2) 에 도시된 바와 같이, 분무기 (2206) 는, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 주 공기 유동과 모방된 환자 기도 사이의 nCPAP 시스템 (2200) 의 호흡 회로 내의 적은 공기 유동 내로 에어로졸화된 약물을 연속적으로 배출시키도록 위치될 수 있다. 테스트 4에 있어서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 에어로졸화된 약물은 호기 동안 에어로졸 생성 중단과 더불어 PDDS 분무기 (2206) 로부터 간헐적으로 생성될 수 있다.
도 22 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 장착한 에어로넵 프로 분무기가 nCPAP 시스템의 압력 생성 회로에 배치되는 경우, 대체로 표준 제트 분무기보다 더욱 효과적이다. 또한, 본 발명의 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 구비한 PDDS 분무기가 nCPAP 시스템을 통한 주요 가스 유동과 모방된 환자 기도 사이에 배치되는 경우, 일반적으로 보다 많은 정도의 약물을 코의 프롱을 통해서 필터에 전달한다. 예를 들면, 도 21b 에 도시된 위치에 있어서 일반적으로 PDDS 분무기 (2206) 는 에어로졸의 연속적인 생성을 갖는 분무기 내에 위치된 1회분 약물의 26±9 % 침착 (평균 + 표준 편차) 을 초래하고, 에어로졸 의 간헐적인 생성을 갖는 분무기 내에 위치된 1회분 약물의 40±9 % 침착을 초래한다. 에어로졸의 연속적인 생성동안, 분무기로부터 nCPAP 시스템의 압력 생성 회로의 호기 림 내로 유도되는 실제적인 에어로졸량이 존재한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호기 동안 중단식 에어로졸 생성은 가시적인 손실을 제거하고, 흡입되는 복용량의 백분율에 있어서 50 % 향상에 근접하는 결과를 초래할 수 있다. 테스트 2에서 달성되는 비교적 낮은 침착은, 보다 높은 효율의 진동식 개구형 에어로졸 생성기 분무기에서도, 분무기가 도 21a 에 도시된 위치에 배치되는 경우 분무기를 통과하는 높은 전체 가스 유동에 의해서 분무기의 에어로졸 배출의 희석에 대해 상당 부분 기인한다고 믿어진다.
상기 예시적인 실시예와 같이, 본 발명에 따른 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 구비하는 분무기는 에어로졸화된 계면활성제 및 다른 약물을 일반적인 CPAP 시스템을 통해 환자의 기도에 전달하기 위해 사용되는 경우 표준 제트 분무기보다 대체로 보다 효과적이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이러한 효율은 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 구비하는 특히 바람직한 소형 분무기를 CPAP 시스템의 낮은 유동 호흡 회로에 배치함으로써, 가장 바람직하게는 환자의 기도에 근접시킴으로써, 더욱더 향상될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 에어로졸을 간헐적 (예를 들면, 흡기 동안에만 생성하고, 호기 동안에는 생성 중단함) 으로 생성시킴으로써 보다 나은 효율이 달성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 상세한 설명 및 도면은 첨부된 특허청구범위 및 그의 동등물에 의해 규정된 본 발명의 범위를 나타 내거나 한정하지 않는다.

Claims (103)

  1. 압력 보조식 호흡 시스템으로서,
    시스템 내에서 양압을 유지하는 압력 생성 회로와,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    상기 압력 생성 회로와 상기 환자 인터페이스 장치 사이에서 가스 연통을 제공하는 호흡 회로와,
    상기 호흡 회로에 연결된 분무기를 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 생성 회로는 유동 생성기를 압력 조절 장치에 연결시키는 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 생성 회로는 제 1 가요성 튜브를 포함하고, 상기 호흡 회로는 제 2 가요성 튜브를 포함하며, 상기 제 2 가요성 튜브는 상기 제 1 가요성 튜브 보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 가요성 튜브는 5 ㎜ 이하의 외경을 갖는 실리콘 튜브인 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 분무기는 환자의 호흡 시스템으로 전달될 액체 약제 를 보유하는 저장조와, 액체 약제를 에어로졸화하는 진동식 개구형 에어로졸 생성기와, 에어로졸화된 약제를 상기 에어로졸 생성기로부터 상기 호흡 회로를 통해 유동하는 가스 내로 운반하도록 상기 분무기를 상기 호흡 회로에 연결시키는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 저장조는 약제의 1회 단위 복용량과 동일한 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 저장조는 4 ㎖ 이하의 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 분무기는 5 gm 이하의 순중량을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분무기는 5 데시벨 이하의 음향압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 약 1 gm의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 분무기는 환자의 코, 입 또는 인공 기도의 바로 부근에 위치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 호흡 회로는 상기 환자 인터페이스 장치 내에 수용된 가스 도관을 포함하고, 상기 분무기는 상기 환자 인터페이스 장치와 일체화되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스 장치는 코의 프롱, 마스크, 비인두 프롱, 비인두 튜브, 기관 절개 튜브 또는 기관내 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 에어로졸화된 약제를 환자에게 전달하는 장치로서,
    지속 기도 양압을 생성시키기 위한 제 1 고 체적 가스 유동을 제공하기 위해 가스 유동 생성기를 압력 조절 장치에 연결하는 제 1 가스 도관과,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    상기 환자의 호흡 시스템에 제 1 가스 유동보다 체적이 작은 제 2 가스 유동을 제공하기 위해 상기 제 1 가스 도관을 상기 환자 인터페이스 장치에 연결시키는 제 2 가스 도관과,
    에어로졸화된 약제를 제 2 가스 유동으로 방출시키기 위해 상기 제 2 가스 도관에 연결된 분무기를 포함하는 에어로졸화된 약제를 환자에게 전달하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 가스 도관은 상기 제 1 가스 도관보다 작은 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 가스 도관은 5 ㎜보다 작은 외경을 갖는 가요성 실리콘 튜브인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 분무기는 5 gm보다 작은 순중량을 가지며, 5 데시벨보다 작은 음향압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 분무기는 약제의 1회 단위 복용량과 동일한 용량을 갖는 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. CPAP 장치로서,
    가압된 가스 공급원과,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 마스크와,
    상기 가압된 가스 공급원을 상기 마스크에 연결하는 가요성 튜브와,
    상기 마스크에 연결되며, 환자의 코, 입, 또는 코와 입에 근접하여 에어로졸화된 약제를 방출시키는 분무기를 포함하는 것을 특징으로 하는 CPAP 장치.
  20. 호흡 치료 방법으로서,
    호흡 회로보다 큰 체적의 가스 유동을 갖는 압력 생성 회로 및 환자 인터페이스 장치에 연결된 호흡 회로를 갖는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하는 단계와,
    약제를 환자의 호흡 시스템에 전달하기 위해서 에어로졸화된 약제를 상기 호흡 회로 내의 가스 유동 내에만 도입시키는 단계를 포함하는 호흡 치료 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 에어로졸화된 약제는 상기 호흡 회로에 연결된 진동식 개구형 분무기에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 분무기는 약제의 1회 단위 복용량과 동일한 용량을 갖는 저장조를 포함하고, 실질적으로 저장조의 모든 내용물은 저장조를 재보충할 필요없이 환자의 호흡 시스템에 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 복용량은 약제 4 ㎖ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 계면활성제 약제를 환자의 호흡 시스템에 전달하는 방법으로서,
    압력 생성 회로와, 환자 인터페이스 장치에 연결된 호흡 회로와, 호흡 회로에 연결된 진동식 개구형 분무기를 구비하는 압력 보조식 호흡 시스템을 제공하는 단계와,
    액체 계면활성제를 상기 분무기 내로 도입시키는 단계와,
    분무기 내에서 계면활성제를 에어로졸화시키는 단계와,
    에어로졸화된 계면활성제를 상기 호흡 회로내로 도입시키는 단계를 포함하고, 이에 의해 환자가 환자 인터페이스 장치를 통해 에어로졸화된 계면활성제를 호흡하게 되는 계면활성제 약제를 환자의 호흡 시스템에 전달하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 계면활성제는 인지질인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 에어로졸화된 계면활성제의 6 ~ 18 %가 환자에게 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서, 약제의 1회 단위 복용량이 상기 분무기 내로 도입되고, 전체 복용량이 환자에게 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 24 항에 있어서, 복용량은 약제 10 ㎎ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 압력 보조식 호흡 시스템으로서,
    공기 유동 생성기와,
    상기 공기 유동 생성기를 환자의 호흡 시스템에 연결하는 회로와,
    에어로졸 입자를 상기 회로 내로 방출시키는 에어로졸 생성기를 포함하고,
    상기 회로는 15°이하의 각도에서 변화를 갖는 에어로졸 입자를 방출시키는 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 보조식 호흡 시스템.
  30. 제 1 항에 있어서, 경로 각도에 있어서의 변화는 12°이하인 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는 방출되는 에어로졸 입자용 직선 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는 인공호흡기 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는 CPAP 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제 1 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 분무기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제 6 항에 있어서, 상기 분무기는 환자의 호흡 시스템에 전달될 액체 약제를 보유하는 저장조와, 액체 약제를 에어로졸화하는 진동식 개구형 에어로졸 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 제 7 항에 있어서, 상기 저장조는 약제의 1회 단위 복용량과 동일한 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  37. 제 7 항에 있어서, 상기 저장조는 환자, 회로의 다른 구성요소, 또는 환자와 회로의 다른 구성요소의 위치가 변하는 동안 에어로졸 생성기에 대해서 액체 약제의 최적의 중력식 공급을 유지하도록 회전가능한 것을 특징으로 하는 시스템.
  38. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는 호흡 회로에 연결된 접속 장치에서 수렴하는 흡기 튜브 및 호기 튜브를 갖는 인공호흡기 회로를 포함하고, 상기 접속 장치는 (a) 흡기 튜브에 부착된 제 1 단부로부터 호흡 회로에 부착된 제 2 단부까지 연장된 직선형의 종방향 루멘을 갖는 관형 주 본체 부재와, (b) 상기 종방향 루멘으로부터 호기 튜브에 부착된 제 3 단부까지 연장된 루멘을 갖는 관형 분기 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  39. 제 10 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 에어로졸 입자를 흡기 튜브 내로 방출시키도록 위치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  40. 제 10 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 에어로졸 입자를 결합 장치의 종방향 루멘 내로 방출시키도록 위치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  41. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는 환기 장치 회로와 상기 인공호흡기 회로에 부착된 환자 인터페이스 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  42. 제 13 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 인공호흡기 회로 및 환자 인터페이스 장치 사이의 회로 내로 에어로졸 입자를 방출하도록 위치된 분무기인 것을 특징으로 하는 시스템.
  43. 제 14 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성기는 환자의 코, 입 또는 인공 기도의 바로 부근에 위치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  44. 제 13 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스 장치는 관형 갈래 섹션에 의해 한 쌍의 코의 캐뉼러에 연결된 관형 입구 섹션을 포함하며, 상기 입구 섹션 내의 루멘은 에어로졸 입자가 지나가는 사실상 평행한 2개의 경로를 제공하기 위해서 갈래 섹션의 각각의 프롱에서 루멘과 유체 연통되고, 각각의 경로는 15°이하의 각도 변화를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  45. 압력 보조식 호흡 시스템의 튜브 연결용 결합 장치로서,
    종방향 루멘의 일단부에 부착된 제 1 튜브로부터 상기 종방향 루멘의 대향 단부에 부착된 제 2 튜브로 에어로졸 입자를 운반하는 제 1 가스 유동을 안내하기 위하여 그 전체 길이가 연장된 실질적으로 직선 종방향 루멘을 갖는 관형 주 본체 부재와,
    상기 종방향 루멘의 내부 또는 외부로 상기 에어로졸 입자가 실질적으로 없는 가스의 제 2 유동을 안내하기 위하여 일단부에서 상기 종방향 루멘과 유체 연통하고 대향 단부에서 제 3 튜브에 부착된 관형 분기 부재를 포함하는 튜브 연결용 결합 장치.
  46. 제 17 항에 있어서, 상기 에어로졸 입자를 가스의 제 1 유동내로 도입하기 위해서 주 본체 부재에 분무기를 부착시키기 위한 분무기 포트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  47. 에어로졸 입자를 환자에게 전달하기 위한 환자 인터페이스 장치로서,
    종방향 루멘을 갖는 관형 입구 섹션과,
    한 쌍의 코의 캐뉼러와,
    상기 코의 캐뉼러에 상기 입구 섹션을 연결시키는 관형 갈래 섹션을 포함하며,
    상기 종방향 루멘은 에어로졸 입자를 위한 평행한 2개의 경로를 형성하기 위해서 갈래 섹션의 각각의 프롱에서 루멘과 유체 연통되고, 각각의 경로는 15°이하의 각도 변화를 갖는 것을 특징으로 하는 환자 인터페이스 장치.
  48. nCPAP 시스템으로서,
    (a) 압력 생성 회로와,
    (b) 상기 압력 생성 회로로부터 환자에게 가압된 가스 유동을 안내하기 위하여 상기 압력 생성 회로에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    (c) 상기 환자 인터페이스 장치로 가스 유동 내의 약제 에어로졸 입자를 방출하기 위해 상기 압력 생성 회로 및 환자 인터페이스 장치 사이에 위치된 분무기를 포함하고,
    상기 환자 인터페이스 장치는, (i) 종방향 루멘을 갖는 관형 입구 섹션과, (ⅱ) 한 쌍의 코의 캐뉼러와, (ⅲ) 코의 캐뉼러에 입구 섹션을 연결시키는 관형 갈래 섹션을 포함하며, 상기 종방향 루멘은 가스 유동을 15°이하의 각도 변화를 각각 갖고 평행한 2개의 경로를 따라 코의 캐뉼러로 안내하기 위해서 갈래 섹션의 각각의 프롱 내의 루멘과 유체 연통되는 nCPAP 시스템.
  49. 대상의 호흡 시스템에 에어로졸화된 약제를 전달하는 방법으로서,
    공기 유동 생성기, 대상의 호흡 시스템에 공기 유동 생성기를 연결시키는 회로, 및 상기 회로 내로 약제의 에어로졸 입자를 방출시키기 위한 에어로졸 생성기를 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템을 상기 대상에 부착시키는 단계와,
    압력 보조식 호흡 시스템을 경유하여 상기 대사에 약제의 에어로졸 입자를 복용시키는 단계를 포함하며,
    상기 회로는 15°이하의 각도의 변화를 갖는 방출된 에어로졸 입자용 경로를 형성하는, 에어로졸화된 약제 전달 방법.
  50. 제 21 항에 있어서, 상기 압력 보조식 호흡 시스템은 상기 환자 인터페이스 장치를 포함하는 호흡 회로에 연결된 결합 장치로 수렴하는 호기 튜브 및 흡기 튜브를 갖는 인공호흡기 회로를 포함하는 기계적 인공호흡기 시스템이며, 상기 결합 장치는 (a) 상기 흡기 튜브에 부착된 제 1 단부로부터 상기 호기 튜브에 부착된 제 2 단부로 연장하는 직선 종방향 루멘을 갖는 관형 주 본체 부재와, (b) 상기 종방향 루멘으로부터 상기 호기 튜브에 부착된 제 3 단부로 연장된 루멘을 갖는 관형 분기 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 22 항에 있어서, 약제의 에어로졸 입자는 인공호흡기 회로의 흡기 튜브 내로 또는 결합 장치의 종방향 루멘 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 22 항에 있어서, 약제의 에어로졸 입자는 환자의 입, 코 또는 인공 기도에 바로 인접하여 호흡 회로 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 22 항에 있어서, 상기 대상은 하나 이상의 감염의 증상을 나타내는 환자이고, 상기 약제는 항생물질인 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 21 항에 있어서, 압력 보조식 호흡 시스템은,
    (a) 압력 생성 회로와,
    (b) 상기 압력 생성 회로로부터 환자에게 가압된 가스 유동을 안내하기 위하여 상기 압력 생성 회로에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    (c) 상기 환자 인터페이스 장치로 가스 유동 내의 약제의 에어로졸 입자를 방출하기 위해서 압력 생성 회로 및 환자 인터페이스 장치 사이에 위치된 분무기를 포함하는 nCPAP 시스템이고,
    상기 환자 인터페이스 장치는, (i) 종방향 루멘을 갖는 관형 입구 섹션과, (ⅱ) 한 쌍의 코의 캐뉼러와, (ⅲ) 상기 코의 캐뉼러에 입구 섹션을 연결시키는 관형 갈래 섹션을 포함하며, 상기 종방향 루멘은 가스 유동을 15°이하의 각도 변화를 각각 갖고 평행한 2개의 경로를 따라 코의 캐뉼러로 안내하기 위해서 갈래 섹션의 각각의 프롱 내의 루멘과 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 26 항에 있어서, 환자는 호흡 하나 이상의 유아 호흡 곤란 증상을 나타내는 유아이고, 약제는 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 유아 호흡 곤란 증상의 치료 방법으로서,
    (i) 압력 생성 회로와,
    (ⅱ) 상기 압력 생성 회로로부터 코의 캐뉼러 환자 인터페이스 장치로 가압된 가스 유동을 안내하는 호흡 회로와,
    (ⅲ) 상기 호흡 회로에서 가압된 가스 유동 내로 계면 활성제 약제의 에어로졸 입자를 도입하기 위해서 상기 호흡 회로와 유체 연통하는 진동식 개구형 분무기를 포함하는 nCPAP 시스템에 유아를 부착시키는 단계 (a) 와,
    상기 코의 캐뉼러 인터페이스 장치를 경유하여 유아에게 계면 활성제의 에어로졸 입자를 복용시키는 단계 (b)를 포함하며,
    상기 코의 캐뉼러 인터페이스 장치는 15°이하의 각도 변화를 갖는 방출된 에어로졸 입자를 위한 경로를 형성하는 유아 호흡 곤란 증상의 치료 방법.
  57. 압력 보조식 호흡 시스템으로서,
    시스템 내에서 양압을 유지하는 압력 생성 회로와,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    상기 압력 생성 회로와 상기 환자 인터페이스 장치 사이에서 가스 연통을 제공하는 호흡 회로와,
    상기 호흡 회로 내의 가스 유동 내로 에어로졸 입자를 도입시키는 수단과,
    환자가 숨을 내쉴 때 상기 호흡 회로 가스 유동 내로의 에어로졸 입자의 도입을 중단시키는 수단을 포함하는 압력 보조식 호흡 시스템.
  58. 제 1 항에 있어서, 에어로졸 입자의 도입을 중단시키기 위한 수단은 호흡 회로 유동 내로 에어로졸 입자를 도입시키는 수단과 전자적으로 결합되고 호흡 회로와 유체 연통하는 보조 회로 내에 배치된 유동 센서를 포함하며, 상기 유동 센서는 환자가 숨을 내쉴 때 보조 회로 내의 가스 체적 유량에서의 변화를 검출하고 이러한 검출과 동시에 에어로졸 입자를 도입시키는 수단이 꺼지게 하는 제 1 전자 신호를 보내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  59. 제 2 항에 있어서, 유동 센서는 환자가 숨을 내쉬는 것을 멈출 때 보조 회로 내의 가스의 체적 유동량의 변화를 검출하고 이러한 검출과 동시에 에어로졸 입자를 도입시키는 수단이 켜지게 하는 제 2 전자 신호를 보내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  60. 제 2 항에 있어서, 보조 회로는 유동 센서를 통해 가스의 유동을 도입하는 압력 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  61. 제 2 항에 있어서, 보조 회로는 가스 유동 내의 오염물이 유동 센서를 지나기 전에 포획하기 위한 폐기 가능한 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  62. 제 1 항에 있어서, 에어로졸 입자를 도입하는 수단은 분무기을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  63. 제 6 항에 있어서, 분무기는 환자 호흡 시스템에 전달될 액체 약제를 보유하 기 위한 저장조, 액체 약제를 에어로졸화시키는 진동식 개구형 에어로졸 생성기, 및 호흡 회로를 통해 에어로졸 생성기로부터 가스 유동 내로 에어로졸화된 약제를 운반하기 위해 호흡 회로에 분무기를 연결하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  64. 환자 호흡 시스템으로 에어로졸화된 약제를 운반하는 CPAP 장치로서,
    시스템 내에서 지속적인 양압을 유지하는 압력 생성 회로와,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    상기 압력 생성 회로와 상기 환자 인터페이스 장치 사이에서 가스 연통을 제공하는 호흡 회로와,
    상기 호흡 회로 내의 가스 유동 내로 에어로졸화된 약제를 도입시키는 분무기와,
    상기 호흡 회로와 가스 연통하는 보조 회로 내에 배치된 유동 센서와,
    상기 분무기에 유동 센서를 연결하는 전자 회로를 포함하고, 그에 의해 유동 센서가 환자가 숨을 내쉬기 시작하는 결과로서 보조 회로 내의 가스의 체적 유량에서의 증가를 검출할 때 분무기를 꺼지게 하는 제 1 전자 신호를 보내는 CPAP 장치.
  65. 제 8 항에 있어서, 유동 센서는 환자가 숨을 내쉬는 것을 중단하는 결과로서 보조 회로 내의 가스의 체적 유량에서의 감소를 검출할 때 분무기가 켜지게 하는 제 2 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 장치.
  66. 제 9 항에 있어서, 각각의 신호는 유동 센서에 의해 생성된 임의의 출력 전압인 것을 특징으로 하는 장치.
  67. 제 8 항에 있어서, 유동 센서로의 가스 유동을 조절하는 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  68. 제 11 항에 있어서, 유동 센서는 0 ~ 1 리터/분의 유동 범위를 갖고, 밸브는 가스 유동을 상기 범위의 약 중간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 장치.
  69. 제 8 항에 있어서, 유동 센서를 지나가기 전에 오염물을 포획하는 일회용 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  70. 제 8 항에 있어서, 분무기는 환자 호흡 시스템에 전달될 액체 약제를 보유하기 위한 저장조, 액체 약제를 에어로졸화하는 진동식 개구형 에어로졸 생성기, 및 호흡 회로를 통해 에어로졸 생성기로부터 가스 유동 내로 에어로졸화된 약제를 운반하기 위해 호흡 회로에 분무기를 연결하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  71. 제 14 항에 있어서, 상기 액체 약제는 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 장 치.
  72. 호흡 회로를 포함함으로써 에어로졸화된 약제를 환자의 호흡 시스템으로 운반하는 CPAP 시스템에서, 호흡 회로와 유체 연통하는 보조 회로 내에 배치된 유동 센서를 포함하여 개선되고, 상기 유동 센서는 환자가 숨을 내쉴 때 보조 회로 내의 가스의 체적 유동량의 증가를 검출하고 그에 대응하여 에어로졸화된 약제의 운반을 중지시키도록 구성되는 CPAP 시스템.
  73. 제 16 항에 있어서, 유동 센서는 환자가 숨을 내쉬는 것을 중지할 때 보조 회로 내의 가스의 체적 유동량의 감소를 검출하고 그에 대응하여 에어로졸화된 약제의 운반을 개시하도록 추가적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 CPAP 시스템.
  74. 환자 호흡 시스템에 연결된 호흡 회로를 갖는 CPAP 시스템을 제공하는 단계와,
    환자가 흡기할 때에만 호흡 회로 내로 에어로졸화된 약제를 도입하는 단계를 포함하는 호흡 치료 방법.
  75. 제 18 항에 있어서, 에어로졸화된 약제는 분무기에 의해 호흡 회로 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제 19 항에 있어서, 분무기는 호흡 회로와 유체 연통하는 보조 회로 내에 배치된 유동 센서에 전기적으로 연결되고, 유동 센서는 호흡 회로 내의 호기 유동의 존재에 대응하는 보조 회로 내의 가스의 체적 유동량의 변화를 검출할 때 분무기가 꺼지게 하고, 호흡 회로 내의 호기 유동의 부재 (absence) 에 대응하는 보조 회로 내의 가스의 체적 유동량의 변화를 검출할 때 켜지게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 환자 호흡 시스템으로의 에어로졸 전달 방법으로서,
    압력 생성 회로, 환자 인터페이스 장치에 연결된 호흡 회로, 및 상기 호흡 회로에 연결된 분무기를 구비하는 CPAP 시스템을 제공하는 단계와,
    상기 분무기로 액체를 도입하는 단계와,
    상기 분무기에 의해 형성된 에어로졸 입자가 상기 호흡 회로 내로 도입되고 상기 환자 인터페이스 장치를 통해 환자에 의해 흡기되도록 환자가 흡기하는 동안 상기 분무기를 켜지게 하는 단계와,
    상기 분무기에 의해 형성된 에어로졸 입자가 이러한 호기 동안에 상기 호흡 회로 내로 도입되지 않도록 환자가 호기하는 동안 상기 분무기를 꺼지게 하는 단계를 포함하는 에어로졸 전달 방법.
  78. 제 21 항에 있어서, 호흡 회로와 가스 연통하는 보조 회로 내에 배치된 유동 센서는 상기 유동 센서가 보조 회로 내에서 검출하는 가스의 체적 유동량의 변화에 따라 분무기를 켜지고 꺼지게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  79. 환자의 폐에서 계면 활성제 부족 또는 기능 장애를 유발하는 질병 치료 방법으로서,
    액체 폐 계면 활성제 성분을 제공하는 단계와,
    계면 활성제 에어로졸을 형성하도록 진동식 개구형 에어로졸 생성기로 폐 계면 활성제 성분을 에어로졸화시키는 단계와,
    환자 호흡 시스템에 연결된 압력 보조식 호흡 시스템의 회로 내에서 가스 유동 내로 계면 활성제 에어로졸을 도입함으로써, 상기 폐 계면 활성제의 치료적으로 효과적인 양이 환자의 폐로 전달되는 단계를 포함하는 질병 치료 방법.
  80. 제 1 항에 있어서, 폐 계면 활성제는 동물 폐로부터 획득된 천연 계면 활성제 또는 합성 가공된 폐 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 방법.
  81. 제 1 항에 있어서, 액체 폐 계면 활성제 성분은 20 ~ 120 mg/㎖의 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  82. 제 1 항에 있어서, 활성 폐 계면 활성제의 10 ~ 80 %는 환자에 의해 흡기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  83. 제 4 항에 있어서, 활성 폐 계면 활성제의 5 ~ 50 %는 환자의 폐로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  84. 제 1 항에 있어서, 폐 계면 활성제의 상기 치료적으로 효과적인 양은 2 ~ 400 mg의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  85. 제 6 항에 있어서, 환자의 폐로의 폐 계면 활성제의 전달량은 2 ~ 800 mg/hr의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  86. 제 1 항에 있어서, 진동식 개구형 에어로졸 생성기의 에어로졸 배출은 0.1 ~ 0.5 ㎖/min의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  87. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 보조식 호흡 시스템은 CPAP 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
  88. 제 1 항에 있어서, 폐 계면 활성제 에어로졸의 입자 크기는 5 ㎛ MMAD 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  89. 액체 폐 계면 활성제 성분이 에어로졸화되고 폐 계면 활성제 부족 또는 기능 장애를 갖는 환자의 폐에 전달되는 계면 활성제 교체 요법에서,
    진동식 개구형 에어로졸 생성기로 폐 계면 활성제를 에어로졸화시키는 단계와,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 압력 보조식 호흡 시스템의 회로 내에서 가스 유동 내로 에어로졸화된 폐 계면 활성제를 도입시키는 단계를 포함하여 개선되는 계면 활성제 교체 요법.
  90. 제 11 항에 있어서, 압력 보조식 호흡 시스템의 회로는 에어로졸 생성기가 가스 유동 내로 에어로졸화된 폐 계면 활성제를 도입하는 시점으로부터 에어로졸화된 폐 계면 활성제가 환자의 호흡 시스템으로 들어가는 시점까지 에어로졸 입자의 유동을 위한 직선 또는 부드럽게 각진 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  91. 제 11 항에 있어서, 압력 보조식 호흡 시스템은 CPAP 시스템인 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  92. 제 13 항에 있어서, 에어로졸화된 폐 계면 활성제는 CPAP 시스템의 호흡 회로 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  93. 제 14 항에 있어서, 에어로졸 생성기에 의해 생성된 에어로졸화된 폐 계면 활성제의 더 높은 농도는 호흡 회로 밖에 위치된 플레넘 챔버 내에 수집되고, 그리 고 나서 호흡 회로 내로 방출되는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  94. 제 15 항에 있어서, 플레넘 챔버는 내부 체적이 5 ~ 400 ㎖를 갖는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  95. 제 15 항에 있어서, 환자에 의해 흡기된 계면 활성제의 질량은 에어로졸 생성기에 제공된 계면 활성제의 적어도 80 %인 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  96. 제 17 항에 있어서, 흡기된 질량은 동일한 흡기된 질량을 제공하도록 호흡 작동된 분무기를 위하여 요구된 시간의 적어도 25% 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  97. 제 13 항에 있어서, CPAP 시스템은 환자가 숨을 내쉴 때 가스 유동 내로 에어로졸화된 계면 활성제의 도입을 중단하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  98. 제 11 항에 있어서, 재호흡된 용적은 5 ㎖ 이하인 것을 특징으로 하는 계면 활성제 교체 요법.
  99. 에어로졸화된 약제를 환자에게 전달하는 장치로서,
    장치 내에서 양압을 유지하는 제 1 가스 유동을 갖는 압력 생성 회로와,
    환자의 호흡 시스템에 연결된 환자 인터페이스 장치와,
    상기 압력 생성 회로와 상기 환자 호흡 시스템 사이에서 가스 연통을 제공하는 호흡 회로와,
    상기 호흡 회로의 밖에 위치되고 상기 호흡 회로와 가스 연통하는 플레넘 챔버와,
    상기 플레넘 챔버 내로 에어로졸화된 약제를 생성시키기 위해서 배치된 진동식 개구형 에어로졸 생성기와,
    상기 플레넘 챔버로부터 환자의 기도에 근접한 호흡 회로 내의 한 지점까지의 도관과,
    상기 호흡 회로 내의 가스 유동 내로 상기 도관을 통해 농축된 에어로졸화된 약제를 보내도록 상기 플레넘 챔버 내로 제어된 제 2 가스 유동을 도입하는 수단을 포함하며,
    상기 호흡 회로 내의 가스 유동은 제 1 가스 유동보다 더 낮은 체적이고, 상기 에어로졸화된 약제의 농도는 에어로졸 생성기에 의해 생성된 농도보다 더 높은 농도로 플레넘 챔버 내에 수집되는 것을 특징으로 하는 에어로졸화된 약제를 환자에게 전달하는 장치.
  100. 제 21 항에 있어서, 플레넘 챔버는 내부 체적이 5 ~ 400 ㎖를 갖는 것을 특 징으로 하는 장치.
  101. 제 21 항에 있어서, 에어로졸 생성기에 의해 생성된 에어로졸화된 약제의 플룸은 플레넘 챔버의 바닥 또는 벽에 충돌하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  102. 제 21 항에 있어서, 도관은 재호흡된 체적으로부터 플레넘 챔버 내의 가스의 체적을 고립시키기 위해서 호흡 회로에 농축된 에어로졸화된 약제의 유동을 제어하는 도관 또는 일방향 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  103. 제 21 항에 있어서, 에어로졸화된 약제는 폐 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723799B1 (ko) * 2016-10-18 2017-04-06 에스에이치메디칼 주식회사 격막공간에 히팅와이어가 구비된 호흡순환 도관 장치
WO2018216019A1 (en) * 2017-05-25 2018-11-29 Ian Solomon Apparatus for delivering a liquid aerosol to oral cavity surfaces
KR102361810B1 (ko) 2021-04-26 2022-02-14 엔텍메디칼(주) 인공호흡기의 약물 주입 구조
WO2022231134A1 (ko) * 2021-04-26 2022-11-03 바디텍메드 주식회사 인공호흡기용 약물 에어로졸 공급 장치

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2875138B1 (fr) * 2004-09-15 2008-07-11 Mallinckrodt Dev France Sa Procede de regulation pour un humidificateur chauffant
US8028697B2 (en) 2005-04-28 2011-10-04 Trudell Medical International Ventilator circuit and method for the use thereof
NZ563360A (en) * 2005-05-25 2011-04-29 Aerogen Inc Aerosolising liquid using an apertured membrane aligned within a peizoelectric ring
US8820662B2 (en) 2005-12-22 2014-09-02 Donovan B. Yeates Nozzle and nozzle holder for an aerosol generator
DE102006006183A1 (de) * 2006-02-10 2007-08-16 Pari GmbH Spezialisten für effektive Inhalation Inhalationstherapievorrichtung für die Anwendung bei Frühgeborenen und Kleinkindern
US8225785B2 (en) * 2006-10-03 2012-07-24 Smiths Medical Asd, Inc. Vibratory PEP therapy system with medicated aerosol nebulizer
EP3912664A1 (en) * 2007-05-11 2021-11-24 ResMed Pty Ltd Automated control for detection of flow limitation
CA2709071C (en) 2007-12-14 2016-11-15 Labogroup S.A.S. Delivering aerosolizable food products
SI2265309T1 (sl) 2008-03-17 2016-04-29 Discovery Laboratories, Inc. Adapter za cevje ventilatorja in sistem za proksimalno dovajanje aerosola
EP2113178A1 (en) 2008-04-30 2009-11-04 Philip Morris Products S.A. An electrically heated smoking system having a liquid storage portion
WO2009149355A1 (en) 2008-06-06 2009-12-10 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods for monitoring and displaying respiratory information
ES2402241T3 (es) 2008-10-22 2013-04-30 Trudell Medical International Sistema de suministro de aerosol modular
WO2010122103A1 (en) * 2009-04-23 2010-10-28 Nycomed Gmbh Improved apparatus for the aerosolization of large volumes of dry powder
EP2451519A1 (en) * 2009-07-09 2012-05-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for integrated paced breathing and inhalation therapy
CN102470225B (zh) * 2009-07-22 2014-03-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 雾化器
CN102844068B (zh) * 2009-12-02 2016-10-26 莱斯皮诺有限公司 药物递送设备
WO2011089490A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Flow sensor and aerosol delivery device
CN101912653B (zh) * 2010-07-21 2012-07-18 广东粤华医疗器械厂有限公司 避免呼吸提示音互相干扰的同步医用雾化器
CN103228312B (zh) * 2010-08-09 2016-08-17 塔科达有限责任公司 用于向换气支持时的病人输送气雾剂的设备和系统
CN105194772B (zh) * 2010-09-24 2019-03-26 多诺万·B.·耶茨 用于增大气溶胶流中的颗粒浓度的浓缩器
CN103209728B (zh) * 2010-09-24 2015-10-14 多诺万·B.·耶茨 紧凑、低流阻的气溶胶发生器及其操作方法
US20120125332A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Vapotherm, Inc. Apparatus, systems, and methods for respiratory therapy
CN102553039B (zh) * 2010-12-17 2014-10-29 陈庆堂 药粉吸嘴及应用
WO2012100205A2 (en) 2011-01-21 2012-07-26 Biodot, Inc. Piezoelectric dispenser with a longitudinal transducer and replaceable capillary tube
US8714154B2 (en) 2011-03-30 2014-05-06 Covidien Lp Systems and methods for automatic adjustment of ventilator settings
AU2012294959B2 (en) 2011-08-10 2017-05-11 Fisher & Paykel Healthcare Limited Conduit connector for a patient breathing device
CA2884836C (en) * 2011-09-14 2018-01-23 Brian Anthony LEMPER Inhalation systems, breathing apparatuses, and methods
WO2013160129A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-31 Chiesi Farmaceutici S.P.A. Method and system for the administration of a pulmonary surfactant by atomization
US9993604B2 (en) 2012-04-27 2018-06-12 Covidien Lp Methods and systems for an optimized proportional assist ventilation
US10362967B2 (en) 2012-07-09 2019-07-30 Covidien Lp Systems and methods for missed breath detection and indication
US9713687B2 (en) * 2012-08-21 2017-07-25 Philip Morris Usa Inc. Ventilator aerosol delivery system with transition adapter for introducing carrier gas
CA2871922C (en) * 2012-09-26 2015-07-07 Ulvac Kiko, Inc. Sputum apparatus, artificial ventilation system, and method for operating sputum apparatus
US9375542B2 (en) 2012-11-08 2016-06-28 Covidien Lp Systems and methods for monitoring, managing, and/or preventing fatigue during ventilation
US9358355B2 (en) 2013-03-11 2016-06-07 Covidien Lp Methods and systems for managing a patient move
GR1008255B (el) * 2013-03-22 2014-07-21 Γεωργιος Δημητριου Ναουμ Συσκευη νεφελοποιησης και μασκας εισπνοης διαλυματος
CN103463717A (zh) * 2013-09-18 2013-12-25 青岛市市立医院 一种用于检测气流变化的门控设备
WO2015155342A1 (en) 2014-04-11 2015-10-15 Stamford Devices Limited A high flow nasal therapy system
WO2015196379A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Outstanding Healthcare Company Limited A micro-humidifier
US9808591B2 (en) 2014-08-15 2017-11-07 Covidien Lp Methods and systems for breath delivery synchronization
US9950129B2 (en) 2014-10-27 2018-04-24 Covidien Lp Ventilation triggering using change-point detection
EP4275733A3 (en) * 2014-11-25 2024-03-06 Fisher & Paykel Healthcare Limited Substance delivery arrangement for gas therapy device
CN104667398B (zh) * 2015-01-29 2017-06-20 深圳市科曼医疗设备有限公司 呼吸机及其气道辅助装置
KR102583774B1 (ko) 2015-03-31 2023-10-04 피셔 앤 페이켈 핼스케어 리미티드 호흡 보조 시스템용 장치
US20180296124A1 (en) * 2015-10-07 2018-10-18 Koninklijke Philips N.V. Device, sysem and method for determining a respiratory feature of a subject based on a breathing gas
CN105457133A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 刘修武 一种结核内科用智能呼吸系统
CN105664329B (zh) * 2016-01-05 2018-09-11 湖南明康中锦医疗科技发展有限公司 可配合机械通气的雾化系统
USD809656S1 (en) 2016-06-10 2018-02-06 Fisher & Paykel Healthcare Limited Connector for a breathing circuit
DE102016112822A1 (de) * 2016-07-13 2018-01-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Atemgesteuerte Applikation von pulverförmigem Aerosol bei der Beatmung oder Atemunterstützung eines Patienten
CN106492298A (zh) * 2016-11-11 2017-03-15 濡新（北京）科技发展有限公司 一种洗肺系统
CN110678218A (zh) * 2017-03-23 2020-01-10 斯坦福设备有限公司 改型气雾剂输送系统和方法
CN107469226A (zh) * 2017-09-14 2017-12-15 华润双鹤药业股份有限公司 肺表面活性物质给药装置
CN110049799B (zh) 2017-11-14 2022-04-26 柯惠有限合伙公司 用于驱动压力自发通气的方法和系统
WO2019115771A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Pari Pharma Gmbh Nebuliser system, holding system, combination comprising nebuliser system and holding system, and aerosol administration method
CN110269982A (zh) * 2018-03-15 2019-09-24 古鲁南达有限责任公司 重力供给扩散器
CN112118884A (zh) 2018-05-14 2020-12-22 柯惠有限合伙公司 用于利用信号失真的呼吸努力检测的系统和方法
KR20210032939A (ko) * 2018-05-31 2021-03-25 베이포썸, 인코포레이티드 캐뉼라 기반 진동 메쉬 분무기
US11517691B2 (en) 2018-09-07 2022-12-06 Covidien Lp Methods and systems for high pressure controlled ventilation
US11752287B2 (en) 2018-10-03 2023-09-12 Covidien Lp Systems and methods for automatic cycling or cycling detection
US20210370007A1 (en) * 2018-10-30 2021-12-02 Chiesi Farmaceuticl S.p.A. Apparatus to administer drugs to mechanically ventilated patients
CN109432556B (zh) * 2018-11-20 2019-09-03 王芳 一种智能儿科用药物雾化器及其使用方法
EP3930807B1 (en) * 2019-02-27 2023-11-08 NuvoAir AB A method and a device for estimating an amount of a powder shaped material passing a bend in a flow channel
USD1006981S1 (en) 2019-09-06 2023-12-05 Fisher & Paykel Healthcare Limited Breathing conduit
USD948027S1 (en) 2019-09-10 2022-04-05 Fisher & Paykel Healthcare Limited Connector for a breathing conduit
KR20210041372A (ko) 2019-10-07 2021-04-15 주식회사 멕 아이씨에스 호흡치료기용 호흡 회로장치 및 이를 포함하는 호흡치료기
CN110841157B (zh) * 2019-12-18 2022-01-21 江西龙泰洋健医疗器械有限公司 一种药雾量和气压可调的雾化治疗仪
US20230071308A1 (en) * 2020-01-22 2023-03-09 Virginia Commonwealth University Air-jet dry power inhaler for rapid delivery of pharmaceutical aerosols to infants
USD940861S1 (en) 2020-03-03 2022-01-11 Fisher & Paykel Healthcare Limited Connector for a respiratory system conduit
BR112023000677A2 (pt) * 2020-07-14 2023-04-25 Stamford Devices Ltd Aparelho e método de administração de vacinas
USD974551S1 (en) 2020-12-09 2023-01-03 Fisher & Paykel Healthcare Limited Connector assembly and connector
WO2022196343A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 セイコーホールディングス株式会社 Ｃｐａｐ用流路ジョイント、ｃｐａｐ用バルブユニット及びｃｐａｐ装置
ES2926416B2 (es) * 2021-04-16 2023-11-15 Sotos Lucas Picazo Respirador para ventilacion mecanica, equipo de control y acondicionamiento de flujo asociado al mismo, y metodo de funcionamiento de un respirador para ventilacion mecanica
USD995758S1 (en) 2021-06-11 2023-08-15 Fisher & Paykel Healthcare Limited Tube assembly and connector
CN114849003B (zh) * 2022-06-13 2023-12-01 四川大学华西医院 一种呼吸机用人工气道气囊压力调节系统及其使用方法

Family Cites Families (114)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735427A (en) * 1956-02-21 Hypodermic syringe
US809159A (en) * 1905-09-30 1906-01-02 Richard M Willis Dispensing bottle or jar.
US2187528A (en) * 1937-06-07 1940-01-16 Russell T Wing Fountain pen
US2705007A (en) * 1951-09-10 1955-03-29 Louis P Gerber Inhaler
US2779623A (en) * 1954-09-10 1957-01-29 Bernard J Eisenkraft Electromechanical atomizer
US3490452A (en) * 1967-06-20 1970-01-20 Samuel L Greenfield Therapeutic face mask
US3561444A (en) * 1968-05-22 1971-02-09 Bio Logics Inc Ultrasonic drug nebulizer
US3558052A (en) * 1968-10-31 1971-01-26 F I N D Inc Method and apparatus for spraying electrostatic dry powder
US3563415A (en) * 1969-06-04 1971-02-16 Multi Drop Adapter Corp Multidrop adapter
US3662751A (en) * 1970-05-20 1972-05-16 Michigan Instr Inc Automatic respirator-inhalation therapy device
US3719328A (en) * 1970-10-22 1973-03-06 C Hindman Adjustable spray head
US3715432A (en) * 1971-01-22 1973-02-06 Massachusetts Inst Technology Submicron aqueous aerosols containing lecithin
US3790079A (en) * 1972-06-05 1974-02-05 Rnb Ass Inc Method and apparatus for generating monodisperse aerosol
US3812854A (en) * 1972-10-20 1974-05-28 A Michaels Ultrasonic nebulizer
US3874379A (en) * 1973-08-15 1975-04-01 Becton Dickinson Co Manifold nebulizer system
US3865106A (en) * 1974-03-18 1975-02-11 Bernard P Palush Positive pressure breathing circuit
US4005435A (en) * 1975-05-15 1977-01-25 Burroughs Corporation Liquid jet droplet generator
US4020834A (en) * 1975-05-16 1977-05-03 Bird F M Respirator and method
US4076021A (en) * 1976-07-28 1978-02-28 Thompson Harris A Positive pressure respiratory apparatus
FI64896C (fi) * 1978-04-18 1984-02-10 Taisto Haekkinen Respirator
JPS5848225B2 (ja) * 1979-01-09 1983-10-27 オムロン株式会社 超音波液体霧化装置の霧化量制御方式
US4248227A (en) * 1979-05-14 1981-02-03 Bristol-Myers Company Fluid unit dispensing device
JPS5689569A (en) * 1979-12-19 1981-07-20 Canon Inc Ink jet recording head
US4368850A (en) * 1980-01-17 1983-01-18 George Szekely Dry aerosol generator
DE3010178C2 (de) * 1980-03-17 1985-10-03 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Mit einem Schnellschlußventil ausgerüstete Schlitzdüse zur Herbeiführung impulsartiger Gasströmungen
JPS5929118B2 (ja) * 1980-09-19 1984-07-18 セイコーエプソン株式会社 パラジウム・ニツケル合金メツキ液
US4374707A (en) * 1981-03-19 1983-02-22 Xerox Corporation Orifice plate for ink jet printing machines
US5862802A (en) * 1981-04-03 1999-01-26 Forrest M. Bird Ventilator having an oscillatory inspiratory phase and method
US4566452A (en) * 1982-07-12 1986-01-28 American Hospital Supply Corporation Nebulizer
US4722906A (en) * 1982-09-29 1988-02-02 Bio-Metric Systems, Inc. Binding reagents and methods
US5002582A (en) * 1982-09-29 1991-03-26 Bio-Metric Systems, Inc. Preparation of polymeric surfaces via covalently attaching polymers
US4502481A (en) * 1983-02-15 1985-03-05 Christian Pamela H Device for manually ventilating a patient
US4799622A (en) * 1986-08-05 1989-01-24 Tao Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Ultrasonic atomizing apparatus
ATE46836T1 (de) * 1987-03-17 1989-10-15 Lechler Gmbh & Co Kg Ultraschall-fluessigkeitszerstaeuber.
DE3775054D1 (de) * 1987-06-16 1992-01-16 Akzo Nv Zweikammer-spritze und herstellungsverfahren.
US5522382A (en) * 1987-06-26 1996-06-04 Rescare Limited Device and method for treating obstructed breathing having a delay/ramp feature
US5080093A (en) * 1987-07-08 1992-01-14 Vortran Medical Technology, Inc. Intermittant signal actuated nebulizer
US5388571A (en) * 1987-07-17 1995-02-14 Roberts; Josephine A. Positive-pressure ventilator system with controlled access for nebulizer component servicing
US4805609A (en) * 1987-07-17 1989-02-21 Josephine A. Roberts Pressurized ventilation system for patients
FI82808C (fi) * 1987-12-31 1991-04-25 Etelae Haemeen Keuhkovammayhdi Ultraljudfinfoerdelningsanordning.
US5086785A (en) * 1989-08-10 1992-02-11 Abrams/Gentille Entertainment Inc. Angular displacement sensors
US5002048A (en) * 1989-12-12 1991-03-26 Makiej Jr Walter J Inhalation device utilizing two or more aerosol containers
DE59001705D1 (de) * 1990-02-07 1993-07-15 Vetter & Co Apotheker Doppelkammerspritze und verwendungsverfahren.
SG45171A1 (en) * 1990-03-21 1998-01-16 Boehringer Ingelheim Int Atomising devices and methods
FR2665849B1 (fr) * 1990-08-20 1995-03-24 Dynamad Dispositif ultrasonique pour la production en continu de particules.
US5086765A (en) * 1990-08-29 1992-02-11 Walter Levine Nebulizer
EP0480615B1 (en) * 1990-10-11 1996-02-14 Kohji Toda Ultrasonic atomizing device
WO1992011050A1 (en) * 1990-12-17 1992-07-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Inhaler
US5186164A (en) * 1991-03-15 1993-02-16 Puthalath Raghuprasad Mist inhaler
US5938117A (en) * 1991-04-24 1999-08-17 Aerogen, Inc. Methods and apparatus for dispensing liquids as an atomized spray
US5164740A (en) 1991-04-24 1992-11-17 Yehuda Ivri High frequency printing mechanism
US6540154B1 (en) * 1991-04-24 2003-04-01 Aerogen, Inc. Systems and methods for controlling fluid feed to an aerosol generator
US5180482A (en) * 1991-07-22 1993-01-19 At&T Bell Laboratories Thermal annealing of palladium alloys
US5601077A (en) * 1991-08-07 1997-02-11 Becton, Dickinson And Company Nasal syringe sprayer with removable dose limiting structure
US5186166A (en) * 1992-03-04 1993-02-16 Riggs John H Powder nebulizer apparatus and method of nebulization
US5392769A (en) * 1992-10-06 1995-02-28 Vinatroics Division One-way valve
US6012450A (en) * 1993-01-29 2000-01-11 Aradigm Corporation Intrapulmonary delivery of hematopoietic drug
US5888477A (en) * 1993-01-29 1999-03-30 Aradigm Corporation Use of monomeric insulin as a means for improving the bioavailability of inhaled insulin
US5724957A (en) * 1993-01-29 1998-03-10 Aradigm Corporation Intrapulmonary delivery of narcotics
US5279568A (en) * 1993-04-30 1994-01-18 Spruhventile Gmbh Pharmaceutical pump dispenser for fluid suspensions and fluid mixtures
US5383906A (en) * 1993-05-12 1995-01-24 Burchett; Mark T. Nursing bottle with medication dispenser
US5396883A (en) * 1993-05-18 1995-03-14 Knupp; Jacob E. Nebulizer valve assembly for use in a ventilation circuit
US5497763A (en) * 1993-05-21 1996-03-12 Aradigm Corporation Disposable package for intrapulmonary delivery of aerosolized formulations
US5709202A (en) * 1993-05-21 1998-01-20 Aradigm Corporation Intrapulmonary delivery of aerosolized formulations
US5485850A (en) * 1993-08-13 1996-01-23 Dietz; Henry G. Monitor of low pressure intervals with control capabilities
US5489266A (en) * 1994-01-25 1996-02-06 Becton, Dickinson And Company Syringe assembly and method for lyophilizing and reconstituting injectable medication
US5479920A (en) * 1994-03-01 1996-01-02 Vortran Medical Technology, Inc. Breath actuated medicinal aerosol delivery apparatus
US5707818A (en) * 1994-12-13 1998-01-13 Bsi Corporation Device and method for simultaneously performing multiple competitive immunoassays
ES2129741T3 (es) * 1995-03-09 1999-06-16 Hansen Bernd Botella de plastico y procedimiento para su fabricacion.
US6014970A (en) * 1998-06-11 2000-01-18 Aerogen, Inc. Methods and apparatus for storing chemical compounds in a portable inhaler
US5586550A (en) 1995-08-31 1996-12-24 Fluid Propulsion Technologies, Inc. Apparatus and methods for the delivery of therapeutic liquids to the respiratory system
US6085740A (en) 1996-02-21 2000-07-11 Aerogen, Inc. Liquid dispensing apparatus and methods
US5758637A (en) 1995-08-31 1998-06-02 Aerogen, Inc. Liquid dispensing apparatus and methods
US6205999B1 (en) * 1995-04-05 2001-03-27 Aerogen, Inc. Methods and apparatus for storing chemical compounds in a portable inhaler
EP0823849B1 (de) * 1995-05-02 1999-12-22 Aloy, Alexander, Dr. Vorrichtung zur abgabe eines beatmungsgases
WO1996040337A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Pressure control for constant minute volume
US5609798A (en) * 1995-06-07 1997-03-11 Msp Corporation High output PSL aerosol generator
US5639851A (en) * 1995-10-02 1997-06-17 Ethicon, Inc. High strength, melt processable, lactide-rich, poly(lactide-CO-P-dioxanone) copolymers
US5714360A (en) * 1995-11-03 1998-02-03 Bsi Corporation Photoactivatable water soluble cross-linking agents containing an onium group
US6026809A (en) * 1996-01-25 2000-02-22 Microdose Technologies, Inc. Inhalation device
USD392184S (en) * 1996-02-21 1998-03-17 Automatic Liquid Packaging, Inc. Vial with a frangible closure
FR2746656B1 (fr) * 1996-03-26 1999-05-28 System Assistance Medical Nebuliseur a capteur de pression
SE9601719D0 (sv) * 1996-05-06 1996-05-06 Siemens Elema Ab Doserare för tillförsel av tillsatsgas eller vätska till andningsgas vid anestesiapparat eller ventilator
AUPN976496A0 (en) * 1996-05-10 1996-05-30 Glaxo Wellcome Australia Ltd Unit dose dispensing device
AUPO418696A0 (en) * 1996-12-12 1997-01-16 Resmed Limited A substance delivery apparatus
AUPP855099A0 (en) * 1999-02-09 1999-03-04 Resmed Limited Gas delivery connection assembly
AU739944B2 (en) * 1997-05-16 2001-10-25 Resmed Limited Nasal ventilation as a treatment for stroke
US6037587A (en) * 1997-10-17 2000-03-14 Hewlett-Packard Company Chemical ionization source for mass spectrometry
US6039696A (en) * 1997-10-31 2000-03-21 Medcare Medical Group, Inc. Method and apparatus for sensing humidity in a patient with an artificial airway
DE69834210T2 (de) * 1997-11-19 2007-01-04 Microflow Engineering S.A. Sprühvorrichtung für einen Inhalator
US6014972A (en) * 1997-12-11 2000-01-18 Thayer Medical Corporation Dry drug particle delivery system and method for ventilator circuits
US6358058B1 (en) * 1998-01-30 2002-03-19 1263152 Ontario Inc. Aerosol dispensing inhaler training device
US6269810B1 (en) * 1998-03-05 2001-08-07 Battelle Memorial Institute Pulmonary dosing system and method
JP3860330B2 (ja) * 1998-03-25 2006-12-20 靖 城 人工呼吸器
US6182662B1 (en) * 1998-07-23 2001-02-06 Mcghee Chad J. Intravenous transport/support device
AUPP496198A0 (en) * 1998-07-31 1998-08-20 Resmed Limited Switches with graphical display
FR2783431B1 (fr) * 1998-09-23 2001-02-02 System Assistance Medical Nebuliseur permettant de delivrer un brouillard a un patient et procede de fonctionnement d'un tel nebuliseur
JP3792417B2 (ja) * 1998-10-26 2006-07-05 ナブテスコ株式会社 真空チャンバーに用いる回転軸のシール機構
US6196218B1 (en) * 1999-02-24 2001-03-06 Ponwell Enterprises Ltd Piezo inhaler
AUPQ019899A0 (en) * 1999-05-06 1999-06-03 Resmed Limited Control of supplied pressure in assisted ventilation
US6530370B1 (en) * 1999-09-16 2003-03-11 Instrumentation Corp. Nebulizer apparatus
CA2635489A1 (en) * 2000-02-11 2001-08-16 Respironics Respiratory Drug Delivery (Uk) Ltd Drug delivery apparatus
MXPA02010884A (es) * 2000-05-05 2003-03-27 Aerogen Ireland Ltd Aparato y metodo para el suministro de medicamentos al sistema respiratorio.
US6341732B1 (en) * 2000-06-19 2002-01-29 S. C. Johnson & Son, Inc. Method and apparatus for maintaining control of liquid flow in a vibratory atomizing device
US7066175B2 (en) * 2001-05-07 2006-06-27 Emergent Respiratory Products, Inc. Portable gas powered positive pressure breathing apparatus and method
US7856981B2 (en) 2001-11-16 2010-12-28 Fisher & Paykel Healthcare Limited Nasal positive pressure device
US6851626B2 (en) * 2002-01-07 2005-02-08 Aerogen, Inc. Methods and devices for nebulizing fluids
EP1474198B1 (en) * 2002-01-15 2015-12-30 Novartis AG System for clearing aerosols from the effective anatomic dead space
US6705316B2 (en) * 2002-03-11 2004-03-16 Battelle Pulmonary Therapeutics, Inc. Pulmonary dosing system and method
US6978779B2 (en) * 2002-04-19 2005-12-27 Instrumentarium Corp. Vibrating element liquid discharging apparatus having gas pressure sensing
US8245708B2 (en) * 2002-05-07 2012-08-21 The Research Foundation Of State University Of New York Methods, devices and formulations for targeted endobronchial therapy
WO2003097126A2 (en) * 2002-05-20 2003-11-27 Aerogen, Inc. Aerosol for medical treatment and methods
US7849853B2 (en) * 2003-02-11 2010-12-14 Trudell Medical International Ventilator circuit and the method for the use thereof
US8616195B2 (en) * 2003-07-18 2013-12-31 Novartis Ag Nebuliser for the production of aerosolized medication

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723799B1 (ko) * 2016-10-18 2017-04-06 에스에이치메디칼 주식회사 격막공간에 히팅와이어가 구비된 호흡순환 도관 장치
WO2018216019A1 (en) * 2017-05-25 2018-11-29 Ian Solomon Apparatus for delivering a liquid aerosol to oral cavity surfaces
KR102361810B1 (ko) 2021-04-26 2022-02-14 엔텍메디칼(주) 인공호흡기의 약물 주입 구조
WO2022231134A1 (ko) * 2021-04-26 2022-11-03 바디텍메드 주식회사 인공호흡기용 약물 에어로졸 공급 장치
WO2022231133A1 (ko) 2021-04-26 2022-11-03 바디텍메드 주식회사 인공호흡기의 약물 주입 구조

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