Способ доставки лекарственного средства в дыхательную систему пациента, способ доставки лекарственного средства в одно или два легких пациента, которому не вставлена интубационная трубка, способ доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, способ доставки лекарственного средства к разветвленному участку дыхательной системы пациента, катетер для доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента (варианты), катетерная система для доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, катетерная система для доставки аэрозольной терапии в легкие пациента, дренажный катетер для использования в интубационной трубке и способ изготовления катетера для распыления жидкости с помощью газа

 

Изобретение предназначено для доставки лекарственного средства в легкие и может быть использовано для контролируемого и эффективного введения препарата пациенту посредством дыхательной системы пациента. Дистальный конец распыляющего катетера размещают в дыхательной системе, а проксимальный конец располагают вне ее. Распыляющий катетер используют в сочетании с интубационной трубкой с возможностью удаления из нее. Катетер подает лекарственный препарат в жидкой форме к дистальному концу, у которого лекарственное средство распыляется при помощи сжатого газа или другого механизма распыления. Распыленное лекарственное средство поступает в легкие пациента с дыханием пациента, что может быть облегчено с помощью вентилятора. Генерируя аэрозоль жидкого лекарственного средства внутри дыхательной системы пациента, катетер обеспечивает увеличение эффективности и степени контроля за дозировкой доставляемого лекарственного препарата. Технический результат заключается в обеспечении контроля за дозированной доставкой лекарственного средства в виде аэрозоля. 11 с. и 57 з.п.ф-лы, 78 ил.

Настоящее изобретение включает в качестве справки ожидающую решения экспертизы заявку на изобретение под названием "улучшенная катетерная распыляющая система для доставки лекарственного препарата в виде аэрозоля при использовании с контейнером со сжатым газом-вытеснителем", поданную авторами настоящего изобретения в один и тот же день с данной заявкой.

Предпосылки изобретения Настоящее изобретение относится к способам доставки лекарственного средства в легкие в виде аэрозоля, в частности, настоящее изобретение относится к системам доставки распыленного лекарственного препарата в легкие, характеризующимся высокой скоростью поступления лекарства, эффективностью и степенью контроля.

Многие типы лекарственных препаратов могут назначаться пациентам через дыхательные пути. Доставка лекарственных средств через дыхательные пути может быть осуществлена за счет вдыхания пациентом переносимых по воздуху частиц (в частности, аэрозолей) в легкие, где лекарственное средство проходит сквозь тонкие мембраны альвеол и попадает в кровяной поток пациента. Доставка лекарственного препарата через дыхательные пути может оказаться предпочтительной во многих случаях, поскольку лекарственное средство, доставляемое подобным образом, очень быстро попадает в кровяной поток. Доставка лекарственного средства в легкие может быть также предпочтительной в том случае, когда лекарственный препарат используется при лечении болезней или состояний, оказывающих воздействие на легкие, с целью доставить или направить лекарственное средство как можно ближе физически к больному месту.

Несмотря на то, что доставка лекарственного средства через дыхательные пути используется в течение многих лет, при использовании известных систем наблюдается ряд трудностей, которые ограничивают применение известных систем. Например, известные способы обладают лишь ограниченной скоростью поступления лекарства, эффективностью и степенью контроля. Обычные способы доставки аэрозолей приводят к тому, что значительная часть лекарственного средства не попадает в легкие, а потому, вероятно, теряется или же попадает в другие части тела, в частности в трахею.

Аэрозоли, как правило, являются относительно коротко живущими и относительно быстро осаждаются в виде частиц большего размера или капель. Аэрозоли могут также влиять друг на друга и на другие объекты, разрушаясь в результате осаждения, рассеивания или коалесценции. Частицы аэрозоля по мере их перемещения могут также подвергаться гигроскопическому росту. Доставка лекарственного средства в виде переносимых по воздуху частиц требует превращения лекарственного средства, которое может быть в жидкой форме, в аэрозоль, после чего аэрозоль достаточно быстро используют для лечения дыхательных путей. Одним из таких устройств, которые были опробованы с указанной целью, является ингалятор. Ингалятор может распылять жидкость с образованием аэрозоля, который пациент вдыхает через рот или нос. Как правило, ингаляторы позволяют осуществить лишь ограниченную доставку лекарственного средства в легкие, поскольку большая часть лекарственного средства осаждается на тканях, выстилающих внутренние стенки респираторного тракта. По оценочным данным при таком способе до альвеол доходит лишь 10 - 15% поступающего при ингаляции аэрозоля.

Доставку лекарственного средства в виде аэрозоля в дыхательные пути можно также осуществить в то время, когда пациенту введена канюля, т.е. у пациента в трахее для облегчения дыхания размещена интубационная трубка. Если пациенту вставлена интубационная трубка, то ее проксимальный конец может быть связан с механическим вентилятором, а дистальный конец размещается в трахее. Аэрозоль может быть введен в поток воздуха в вентиляционной системе интубационной трубки и доставлен в легкие за счет дыхания пациента. Значительное количество превращенного в аэрозоль лекарственного средства может осадиться внутри интубационной трубки, а скорость поступления лекарственного препарата в легкие также остается относительно низкой и непредсказуемой.

Низкая и непредсказуемая скорость поступления лекарственного препарата в известных ранее системах доставки аэрозолей ограничивает типы лекарственных средств, которые вводятся через дыхательные пути. Для новых лекарственных препаратов, которые относительно дороги, количество потерянного лекарственного средства может оказаться существенным стоимостным фактором в процессе терапии. Поэтому желательно увеличить степень доставки или эффективность лекарственного средства, доставляемого в легкие.

Другое обстоятельство связано с тем, что некоторые аэрозоли, доставляемые в легкие, могут оказывать вредное побочное воздействие, в частности радиоактивные индикаторы, используемые для сканирования легких. Поэтому желательно минимизировать общее количество доставляемого лекарственного средства при сохранении его эффективности путем доставки того же или большего количества лекарственного средства к нужному месту дыхательной системы.

По этой причине некоторые лекарственные средства могут оказаться более эффективными, если они имеют определенный размер частиц. Таким образом, улучшенная система доставки аэрозоля, учитывающая размер частиц аэрозоля, может способствовать увеличению скорости доставки и эффективности лекарственного препарата.

Может оказаться важным назначать определенные лекарственные средства в виде специфических контролируемых дозировок. Известные способы доставки не только неэффективны, но и не обеспечивают надежных способов строгого контроля за доставляемой дозой.

Важно также, чтобы лекарственное средство направлялось к нужным специфическим бронхам или к специфическим группам бронхов и в то же время не попадало в другие части легких.

Принимая во внимание эти и другие обстоятельства, доставка аэрозоля через дыхательные пути могла бы стать еще более широко используемым и более эффективным способом введения лекарственного средства, если можно было бы увеличить скорость доставки и эффективность лекарственного препарата.

Краткое описание изобретения В соответствии с настоящим изобретением заявляется способ и устройство для контролируемой и эффективной доставки лекарства пациенту через дыхательную систему пациента. Распыляющий катетер помещают в дыхательную систему пациента таким образом, что дистальный конец распыляющего катетера находится в дыхательной системе, а проксимальный конец располагается вне тела. В соответствии с первым аспектом по настоящему изобретению распыляющий катетер может использоваться вместе с интубационной трубкой и предпочтительно может выниматься из интубационной трубки. Распыляющий катетер передает лекарственное средство в жидкой форме к дистальному концу, где лекарственное средство распыляется сжатым газом или другим распыляющим агентом. Распыленное лекарственное средство передается в легкие пациента за счет дыхания пациента, что может быть облегчено с помощью вентилятора. Распыляющий катетер включает альтернативные конструкции в зависимости от анатомических особенностей пациента и свойств распыленного лекарственного средства, с целью контролируемой и эффективной доставки лекарственного средства.

Краткое описание рисунков.

На фиг. 1 в разобранном виде представлен первый вариант устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 2 вариант устройства, приведенного на фиг. 2, показан в собранном виде.

Фиг. 2A в разрезе показывает распыляющий катетер, изображенный на фиг. 1 и 2.

На фиг. 3 дан вид сверху альтернативного варианта интубационной трубки по настоящему изобретению, приведенной на фиг. 1 и 2.

На фиг. 4 представлен разрез по линии a-a' альтернативного варианта интубационной трубки по настоящему изобретению, изображенной на фиг. 3, без распыляющего катетера.

На фиг. 5 представлен разрез по линии b-b' альтернативной интубационной трубки по настоящему изобретению, изображенной на фиг. 3, вместе с распыляющим катетером.

На фиг. 6 приведен вид сверху на распыляющий катетер по фиг. 1 и 2, помещенный в трахею пациента, которому не введена интубационная трубка.

Фиг. 7 аналогичен изображению на фиг. 6 и показывает альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению.

На фиг. 8 приведен разрез по линии a-a' распыляющего катетера по фиг. 7.

Фиг. 9 аналогичен изображению на фиг. 7 и показывает альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, представленного на фиг. 7.

На фиг. 10 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, показанного на фиг. 1.

На фиг. 11 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 12 дан перспективный вид альтернативного устройства по фиг. 11 с закрытой полостью для подачи жидкости.

На фиг. 13 дан перспективный вид альтернативного устройства по фиг. 12, где полость для подачи жидкости показана в открытом положении.

На фиг. 14 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 15 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 16 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 17 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 10.

На фиг. 18 представлен перспективный план дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 19 показан вид в разрезе дистального конца распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 18.

На фиг. 20 показан вид в разрезе дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 1.

На фиг. 21 дан вид в разрезе, аналогичный приведенному на фиг. 20, показывающий альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 20.

На фиг. 22 показан перспективный вид, частично в разрезе, дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг.1.

Фиг. 23 аналогичен изображению на фиг. 22 и показывает альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 22.

На фиг. 24 показан перспективный вид, частично в разрезе, дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1, На фиг. 25 показан вид в разрезе дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 24.

На фиг. 26 дан вид в разрезе, аналогичный приведенному на фиг. 26, показывающий вариант изобретения по фиг. 25 на стадии выдыхания пациента.

На фиг. 27 дан перспективный план альтернативных вариантов распыляющего катетера по настоящему изобретению и интубационной трубки, приведенных на фиг. 1.

На фиг. 28 дан перспективный план альтернативных вариантов распыляющего катетера и интубационной трубки по настоящему изобретению, приведенных на фиг. 27.

На фиг. 29 дан перспективный план альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 27 и 28.

На фиг. 30 дан перспективный план распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 29, при этом интубационная трубка располагается в трахее пациента.

На фиг. 31 приведен вид в разрезе дистального конца и схематичный вид проксимального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 32 приведен вид в разрезе по линии a-a' распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 31.

На фиг. 33 приведен вид в разрезе дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 34 приведен разрез перспективного плана дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера и интубационной трубки по настоящему изобретению, изображенных на фиг. 2.

На фиг. 35 приведен вид в разрезе дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 37 приведен вид в разрезе по линии a-a' распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 36.

На фиг. 38 дан перспективный план альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 36 и 37.

На фиг. 39 дан перспективный план альтернативных вариантов распыляющего катетера и интубационной трубки по настоящему изобретению, изображенных на фиг. 37 и 38.

На фиг. 40 приведен разрез перспективного плана дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 41 дан перспективный план альтернативного варианта распыляющего катетера и интубационной трубки по настоящему изобретению, приведенных на фиг. 1, которые располагаются в трахее пациента.

На фиг. 42 приведен вид сбоку другого варианта распыляющего катетера по фиг. 1, где показано центрирующее устройство.

На фиг. 43 приведен вид сбоку другого варианта распыляющего катетера по фиг. 1, где показано другое альтернативное центрирующее устройство.

На фиг. 44 приведен вид сбоку другого варианта распыляющего катетера по фиг. 1, где показано еще одно альтернативное центрирующее устройство.

На фиг. 45 приведен вид сбоку варианта по фиг. 44, где изображена другая стадия процесса.

Фиг. 46 показывает вид сбоку дистального конца распыляющего катетера, расположенного в трахее пациента, и изображает нежелательное состояние.

На фиг. 47 дан перспективный план, аналогичный приведенному на фиг. 40, альтернативного варианта распыляющего катетера и интубационной трубки по настоящему изобретению, относящийся к состоянию, показанному на фиг. 46.

На фиг. 48 приведен альтернативный вариант распыляющего катетера и интубационной трубки по фиг. 47, которые располагаются в трахее пациента.

На фиг. 49 приведен альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 6.

На фиг. 50 приведена диаграмма, поясняющая вариант резервуара для лекарства по настоящему изобретению и устройства для подачи сжатого воздуха, которые могут использоваться вместе с распыляющим катетером по фиг. 1.

На фиг. 51 приведена диаграмма, аналогичная фиг. 50, поясняющая альтернативный вариант резервуара для лекарства по настоящему изобретению и устройства для подачи сжатого воздуха.

На фиг. 52 приведен разрез по линии c-c' фиг. 51.

На фиг. 53 приведен вид сбоку альтернативного варианта осуществления изобретения, приведенного на фиг. 1, включающего необязательные устройства для увлажнения и нагревания.

На фиг. 54 приведен вид сбоку системы контроля за расходом, которая используется в сочетании с вариантом осуществления изобретения по фиг. 1 для подачи давления в полость, по которой перемещается поток жидкости.

Фиг. 55 аналогична фиг. 54 и показывает систему контроля за потоком, приведенную на фиг. 54, на другой стадии процесса.

На фиг. 56 дан перспективный вид альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения, поясняющий альтернативный способ его использования.

На фиг. 57 приведен перспективный план, поясняющий всю систему распыляющего катетера, включая датчики.

На фиг. 58 представлен разрез распыляющего катетера по настоящему изобретению, включая датчик.

На фиг. 59 представлен альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, приведенного на фиг. 58.

На фиг. 60 приведен вид в разрезе дистального конца альтернативного варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 61 приведен вид в разрезе альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения, который включает дефлектор (турбулизатор потока) для генерации вторичного аэрозоля.

На фиг. 62 приведен вид в разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, который включает дефлектор для генерации вторичного аэрозоля.

На фиг. 63 приведен вид в разрезе еще одного варианта осуществления настоящего изобретения, который включает дефлектор для генерации вторичного аэрозоля.

На фиг. 64 приведен вид в разрезе еще одного другого варианта осуществления настоящего изобретения, который включает дефлектор для генерации вторичного аэрозоля.

На фиг. 65 приведена диаграмма, поясняющая вариант осуществления настоящего изобретения, где используется контейнер, содержащий смесь находящегося в сжатом состоянии лекарства и газа-вытеснителя.

На фиг. 66 представлен вид сбоку распыляющего катетера по настоящему изобретению, помещенного в интубационную трубку.

Фиг. 67 представляет собой детальный разрез кончика дренажного катетера - распыляющего катетера по фиг. 66.

На фиг. 68 дан перспективный план устройства по фиг. 66, размещенного внутри интубационной трубки в дыхательной системе пациента.

На фиг. 69 представлен вид в разрезе по линии a-a' варианта осуществления изобретения, приведенного на фиг. 66.

Фиг. 70 представляет собой перспективный вид, аналогичный фиг. 68, на котором дренажный катетер выдвинут вперед при осуществлении следующей стадии процесса.

На фиг. 71 приведен вид сбоку проксимального конца интубационной трубки, поясняющий порядок размещения дренажного катетера и распыляющего катетера в интубационной трубке.

Фиг. 72 представляет собой альтернативный вариант устройства по фиг. 71.

Фиг. 73 представляет собой еще один альтернативный вариант устройства по фиг. 71.

На фиг. 74 приведен другой вариант дренажного катетера по настоящему изобретению, включающего доставку аэрозоля путем распыления.

На фиг. 75 приведен еще один вариант дренажного катетера по настоящему изобретению, включающего доставку аэрозоля путем распыления.

На фиг. 76 приведен вид сбоку дистального конца варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, включающего также вибрирующий кончик.

На фиг. 77 представлен вид сбоку другого варианта распыляющего катетера по настоящему изобретению, включающего микрокапсуляцию источника подачи жидкости.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения Целью настоящего изобретения является контролируемая и эффективная доставка лекарственного средства в виде аэрозоля в легкие пациента путем распыления лекарственного средства на дистальном конце катетера, размещенного в респираторном тракте. В описании и формуле настоящего изобретения поясняется использование распыляющего катетера для достижения доставки лекарства или лекарственного средства. Следует понимать, что термины "лекарственное средство", "лекарство", "лекарственный препарат" включают и другие агенты, которые могут быть доставлены в легкие в диагностических или терапевтических целях, такие как радиоактивные метки, или для увлажнения.

1. Распыляющий катетер - базовая конфигурация.

Обратимся к фиг. 1 и 2, на которых изображен первый вариант осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 и 2 показана интубационная трубка 10, которая может представлять собой обычную интубационную трубку. Интубационная трубка 10 может иметь продуваемую воздухом манжету 12, расположенную близко от ее дистального конца, которая облегчает размещение трубки 10 в трахее пациента, или же интубационная трубка 10 может не иметь продуваемой воздухом манжеты. Продуваемая воздухом манжета 12 связана посредством отдельной продуваемой полости в интубационной трубке 10 с проксимальным штуцером 13 для подсоединения к источнику газа для наддува (не показан). Проксимальный конец интубационной трубки 10 соединен с патрубковыми фитингом 14. Фитинг 14 имеет канал 15, приспособленный для подсоединения к цепи вентилятора (не показан). Фитинг 14 включает также другой канал 16, который позволяет с проксимального конца вводить в интубационную трубку отдельный катетер. Конструкция фитинга 14 может быть аналогична коленчатому патрубку, приведенному в Патенте США 5078131 (Foley), полное описание которого приводится здесь для правок. На фиг. 1 распыляющий катетер 20 изображен в положении, подготовленном для размещения в вентиляционный канал 22 интубационной трубки 10 с помощью проксимального фитинга 14. На фиг. 2 распыляющий катетер 20 изображен уже полностью размещенным в интубационной трубке 10, при этом проксимальный конец выступает из канала 16 проксимального фитинга 14.

На проксимальном конце распыляющего катетера 20 расположен патрубок 24. Патрубок 24 включает по крайней мере отверстие для ввода газа 28 и отверстие 32 для ввода жидкости (лекарственного средства). Указанные отверстия 28 и 32 могут иметь обычные средства крепежа также как фитинги типа люерных запоров. Далее, указанные отверстия 28 и 32 могут также включать колпачки 31, которые могут служить для закрытия отверстий, когда они не используются, и которые раскрываются, если необходимо подсоединение к источнику газа или жидкости. Патрубок 24 необязательно может включать фильтр, размещенный последовательно с отверстием 28 для ввода газа или отверстием 32 для ввода жидкости или же с обоими отверстиями, чтобы предотвратить блокирование полостей твердыми частицами. Распыляющий катетер 20 содержит по крайней мере два отдельных канала (как показано на фиг. 2A). Первый канал 33 используется для подачи жидкого лекарственного средства, и он связан с отверстием 32 патрубка 24. Другой канал 34 используется для подачи сжатого газа, и она связана с отверстием 28 патрубка 24. Канал для подачи жидкости 33 соединен с дистальным отверстием 35 для подачи жидкости, а канал 34 для подачи газа соединен с дистальным отверстием 36 для подачи газа у дистального конца 37 распыляющего катетера 20. Дистальное отверстие 36 канала 24 для подачи сжатого газа направляет сжатый газ через дистальное отверстие 35 в канале для подачи жидкости, распыляя при этом жидкое лекарственное средство, так что оно может быть доставлено в легкие пациента. Дистальное отверстие 35 для подачи жидкости может быть открытым или же может быть снабжено заглушкой из пористого материала или заглушкой из материала типа фетра, которая может слегка выступать из дистального отверстия, позволяет жидкости выходить из отверстия и тем не менее уменьшается вероятность подтекания жидкости из кончика.

Длина распыляющего катетера 20 должна быть достаточной, так чтобы дистальный конец 37 мог занять требуемое положение в дыхательной системе, в то время как проксимальный конец (т.е. конец, включающий патрубок 24) доступен врачу или другому медицинскому персоналу и может быть подсоединен к подходящему источнику газа или жидкости за пределами тела пациента. Таким образом, длина распыляющего катетера зависит от размеров пациента, для которого он используется. Более короткий распыляющий катетер может быть предпочтительным для маленьких пациентов, таких как подростки или дети, а более длинный распыляющий катетер может потребоваться для взрослых. Например, распыляющий катетер, пригодный для взрослых, может иметь длину приблизительно 45 см. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения приблизительно 30 см распыляющего катетера 20 располагается внутри интубационной трубки 10. Распыляющий катетер может быть введен в дыхательную систему через рот пациента, или через трахеотомическую канюлю, или через носовые проходы. Распыляющий катетер может также использоваться для доставки аэрозоля в носовые проходы и в этом случае его длина, соответственно, может быть меньше.

Как более подробно разъясняется ниже, генерирование струи аэрозоля с нужной геометрией, размером частиц, скоростью и т.п. требует того, чтобы дистальные отверстия для подачи газа и жидкости имели небольшие размеры. Кроме того, как поясняется ниже, дистальные отверстия 36 для подачи газа и дистальные отверстия 35 для подачи жидкости должны располагаться близко друг к другу, чтобы можно было получить аэрозоль с нужными характеристиками и требуемой экономичностью. Далее, для обеспечения требуемых скоростей подачи лекарственного средства и для использования разумных доступных источников давления, полости для подачи жидкости и газа в распыляющем катетере должны быть как можно больше в зависимости от анатомических требований. Таким образом, распыляющий катетер 20 имеет многоступенчатую конструкцию, при этом основная часть штифта имеет больший размер и большие каналы, а дистальная часть штифта имеет меньший размер и меньшие каналы.

Как показано на фиг. 2A, распыляющий катетер 20 состоит из штифта 38, имеющего основную часть 39 и дистальную часть 40. В основной части 39 штифта распыляющего катетера полости 33 для подачи жидкости и полости 34 для подачи газа имеют больший размер, чем в дистальном конце 40. Например, в основной части 39 штифта как каналы для подачи жидкости, так и каналы для подачи газа могут иметь внутренний диаметр приблизительно от 0,25 мм до 0,75 мм. На наиболее проксимальном конце, где основная часть 39 штифта соединяется с патрубком 24, каналы могут быть еще больше. В дистальной части 40 штифта каналы для подачи жидкости и газа сужаются до значительно меньшего внутреннего диаметра, при этом каналы для подачи жидкости имеют размер приблизительно от 0,05 мм до 0,20 мм или даже менее, а каналы для подачи газа имеют размер от 0,05 мм до 0,5 мм. В предпочтительном варианте осуществления изобретения каналы 35 и 36 для подачи жидкости и газа отстоят друг от друга менее чем на 3 мм, более предпочтительно менее чем на 0,75 мм, и наиболее предпочтительно менее чем на 0,25 мм. В распыляющем катетере с общей длиной 45 см основная часть 39 штифта может составлять приблизительно 25 см, а дистальная часть 40 штифта может составлять приблизительно 20 см. Кроме того, хотя каналы для подачи жидкости и газа показаны на фиг. 2A рядом друг с другом, они могут быть коаксиальными или же иметь другое расположение. Далее, хотя основная часть 39 штифта изображена с одинаковым диаметром и профилем, она в качестве альтернативы может иметь конусообразный диаметр и профиль, так что весь штифт 38 может сужаться вдоль своей длины.

В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 1 и 2, распыляющий катетер 20 является съемным и может выниматься из интубационной трубки 10. Это позволяет получить несколько важных преимуществ. Во-первых, распыляющий катетер 20 может быть специально приспособлен и подобран таким образом, чтобы он обладал желаемыми рабочими характеристиками и был пригоден для доставки конкретного медицинского средства, назначаемого пациенту. Далее, тот факт, что распыляющая трубка 20 является съемной и заменяемой, обеспечивает универсальность и гибкость терапии и режимов дозировки, которые могут быть выбраны врачом. Например, врач может не принимать решение о том, как доставить лекарственное средство в респираторный тракт, и не выбирать тип и дозировку лекарственного средства, которое необходимо доставить, до тех пор, пока интубационная трубка не будет установлена пациенту. После того, как время определит правильный тип лекарственного средства, которое необходимо принимать пациенту через респираторный тракт, подходящий распыляющий катетер может быть выбран и размещен в интубационной трубке. Далее распыляющий катетер 20 может быть удален после его использования, т.е. распыляющий катетер не обязательно оставлять у пациента после того, как он перестанет быть нужным, и занимает место в респираторном тракте пациента или интубационной трубке 10. Более того, после того, как интубационная трубка расположена по месту, решение относительно выбора подходящего типа лекарственного средства может быть пересмотрено. Если потребуется другой типа распыляющего катетера, например, с точки зрения стерильности, то нет нужды заменять и интубационную трубку.

Другим преимуществом изготовления распыляющего катетера в виде отдельного и съемного устройства является то, что он может быть приспособлен для других разнообразных инструментов и/или устройств. Например, как показано на фиг. 1-5, распыляющий катетер используется внутри интубационной трубки; однако распыляющий катетер может размещаться также внутри бронхоскопа, например, в рабочем канале бронхоскопа. Распыляющий катетер может быть установлен в любой инструмент, который размещается в дыхательной системе и размер которого соответствует размеру распыляющего катетера.

Для облегчения размещения и центровки распыляющий катетер может быть снабжен непрозрачными в рентгеновских лучах метками 41. Непрозрачные в рентгеновских лучах метки 41 могут быть выполнены в виде непрозрачных в рентгеновских лучах полос металла или в виде складчатых полос пластмассы, содержащей непрозрачную в рентгеновских лучах присадку, которые прикрепляются к распыляющему катетеру, или же метки могут быть изготовлены путем легирования пластического материала, из которого сделан распыляющий катетер, непрозрачным в рентгеновских лучах веществом. В качестве альтернативы, с целью облегчить наблюдение, непрозрачный в рентгеновских лучах краситель может добавляться в жидкость, которая доставляется с помощью распыляющего катетера. Метки 41 могут быть отградуированы таким образом, чтобы облегчить распознавание или же могут занимать часть или всю длину распыляющего катетера. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения метки могут быть образованы с помощью ультразвуковых отражателей, в частности, с помощью текстурированного материала, которые видны при использовании методов ультразвуковой визуализации. Распыляющий катетер может также включать полоску 43, проходящую сбоку штифта (как показано на фиг. 5 и 6). Полоска 43 может быть непрозрачной в рентгеновских лучах или же быть визуализована методами ультразвуковой диагностики и может быть использована для определения вращательной ориентации стержня. Полоска может быть получена в процессе совместной экструзии путем вставки проволоки в стенку распыляющего катетера.

Одним из способов, облегчающих установку распыляющего катетера в заданное положение, является контроль давления на дистальном конце интубационной трубки по мере продвижения распыляющего катетера. Контроль за давлением на конце интубационной трубки может быть осуществлен с помощью одного из каналов интубационной трубки. Источник газа, подсоединенный к проксимальному концу распыляющего катетера, может функционировать таким образом, что он выпускает газ из дистального конца распыляющего катетера по мере продвижения. Газ, выделяющийся из дистального конца распыляющего катетера, воздействует на величину давления, которая поддерживается в интубационной трубке. Как только дистальный конец распыляющего катетера достигает дистального конца интубационной трубки, давление, измеряемое внутри интубационной трубки, скачкообразно изменяется, что вполне определенно указывает на расположение дистального конца распыляющего катетера относительно интубационной трубки.

Распыляющий катетер может включать также ограничитель 44, расположенный вдоль проксимальной части, которая зацепляет проксимальную часть интубационной трубки или расположенного на ней патрубка, как показано на фиг. 2. Ограничитель 44 обеспечивает правильное размещение дистального конца распыляющего катетера 20 по отношению к дистальному концу 46 интубационной трубки 10 и препятствует тому, что дистальный конец 37 распыляющего катетера слишком далеко вдавался в трахею. Помимо ограничителя 44 проксимальный конец распыляющего катетера 20 может также иметь градуированные метки 48, которые должны быть видны врачу, размещающему проксимальный конец распыляющего катетера, и облегчают определенные положения дистального конца 37 распыляющего катетера 20 по отношению к дистальному концу интубационной трубки 10.

Распыляющий катетер может включать также нормирующее отверстие 49, расположенное в проксимальной части распыляющего катетера. Нормирующее отверстие 49 может быть образовано небольшим проходом, соединенным с каналом 34 для подачи сжатого газа штифта распыляющего катетера недалеко от патрубка 24. Размер нормирующего отверстия 49 подбирается таким образом, что если в распыляющий катетер подается поток, превышающий проектное рабочее значение для катетера, то нормирующее отверстие позволит пройти через дистальное отверстие для подачи газа лишь той части потока, которая соответствует проектному рабочему значению. Иначе клапан безопасности может быть расположен в проксимальной части штифта катетера. Клапан безопасности разработан так, чтобы он открывался, если на него подается избыточное давление.

Далее, распыляющий катетер может включать центрирующее устройство 50. Центрирующее устройство 50 располагается недалеко от дистального конца штифта распыляющего катетер и помогает отцентрировать и разместить дистальный конец распыляющего катетера, с целью улучшения его работы, что подробно описывается далее.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения извлекаемый распыляющий катетер 20 помещается в защитный чехол 51. Защитный чехол 51 может быть аналогичен защитному чехлу, который используется с дренажными катетерами. Защитный чехол предпочтительно является гибким, складывающимся или может растягиваться, чтобы можно было поместить в него катетер. Защитный чехол 51 может быть соединен с фитингом 14. Защитный чехол 51 может использоваться для приема распыляющего катетера 20 после того, как тот вынимается из интубационной трубки 10. Защитный чехол 51 закрывается и может сохранять распыляющий катетер в изолированном состоянии в то время, когда он временно удален из дыхательной системы пациента. Защитный чехол 51 позволяет также врачу вновь разместить распыляющий катетер у пациента, таким образом, распыляющий катетер может повторно использоваться для данного пациента ограниченное количество раз и может сохраняться в стерильных условиях в то время, когда он извлечен из пациента. Защитный чехол 51 может иметь дистальную муфту 53, который может скользить по штифту распыляющего катетера таким образом, что распыляющий катетер может продвигаться внутрь вентиляционного канала интубационной трубки или извлекаться и размещаться в защитном чехле 51. Рукав 53 может иметь открытое фитинговое уплотнение 55, расположенное в муфте таким образом, чтобы очищать и/или промывать распыляющий катетер в то время, когда он убирается в защитный чехол. Иначе очищающее уплотнение 55 может находиться в канале 16 патрубкового фитинга 14.

Другим свойством, которое может использоваться при проведении некоторых операций, является защита от радиации. Некоторые операции, в которых используют распыляющий катетер, включают доставку радиоактивных агентов, например, радиоактивных меток, в легкие. Чтобы снизить до минимума влияние радиоактивных материалов, распыляющий катетер может быть снабжен защитой по всей длине или значительной части длины катетера. Защита может быть также снабжена с резервуаром для подачи жидкости.

Распыляющий катетер преимущественно изготавливается из биосовместимого и химически инертного полимера, так чтобы он подходил для использования с широким кругом лекарств. Штифт катетера является преимущественно прозрачным, чтобы можно было увидеть загрязнения или закупорки внутренних полостей. Далее, часть штифта катетера, которая образует катетер 33 для подачи жидкости, предпочтительно изготавливается из относительно неэластичного материала. В данном варианте осуществления настоящего изобретения штифт катетера образован полимером, таким как полиэтилен или найлон. Полимерную трубку со множеством полостей, которые используют отдельно для газовых и жидкостных каналов, получают методом экструзии. Для изготовления распыляющего катетера с конусообразной дистальной секцией 40 часть полученной методом экструзии многоканальной трубки можно вытянуть такой, чтобы образовалась конусообразная дистальная секция 40. Степень вытяжки может быть выбрана такой, чтобы получить требуемые размеры штифта распыляющего катетера. Процесс вытягивания служит для получения каналов значительно меньшего размера, а также расположенных как можно ближе друг к другу, и сохранения при этом профиля сечения проксимального конца многоканальной трубки. Больший проксимальный профиль большее усилие в штифте катетера и облегчает изготовление за счет упрощения конструкции патрубкового соединения. Степень вытяжки, которая задается при экструзии полимерной трубки, может составлять порядка 2 к 1, 5 к 1 или даже 20 к 1 и более. Перед вытягиванием полученную экструзией полимерную трубку подвергают воздействию радиации большой энергии, с целью сшить молекулы полимера и придать материалу полезные свойства, такие как способность сохранять размеры и допуски. Радиация может иметь энергию приблизительно 10 - 700 кГр. После стадии сшивки трубку нагревают до его температуры перехода, лежащей между температурой плавления и температурой стеклования и подвергают вытягиванию с требуемой степенью вытяжки.

В качестве альтернативы вытягиванию многоступенчатый штифт распыляющего катетера можно изготавливать по методу формовки вздутием, в процессе которого необходимая конусообразная дистальная секция формируется непосредственно на штифте по мере его экструзии. Далее, указанный метод может использоваться для облегчения процесса изготовления и повышения его эффективности. В качестве другой альтернативы многоступенчатый штифт может быть получен сочетанием методов формовки вздутием и вытягиванием. Еще одним альтернативным способом формирования требуемого конусообразного профиля штифта распыляющего катетера является использование материала, который может быть вытянут на холоду с целью получения горла меньшего диаметра, такого как полиэтилен. Хотя процесс формирования трубки наиболее пригоден для получения штифта распыляющего катетера, используемого для доставки лекарственного средства в респираторный тракт, следует понимать, что указанный способ может использоваться для изготовления аэрозольных насадок также и не для медицинских целей.

В качестве альтернативы все части штифта распыляющего катетера могут быть получены формованием, особенно в тех местах, где предпочтительны небольшие допуски, как на концах.

После того, как на штифте сформированы требуемые ступеньки, его отрезают и собирают вместе с другими компонентами распыляющего катетера. Хотя распыляющий катетер преимущественно изготавливается из полимера, в альтернативном варианте осуществления изобретения он может быть сделан из других материалов, таких как металл, особенно ковкий металл, с целью облегчения вытягивания, придания формы и формирования отверстий. В процессе изготовления распыляющий катетер может быть подвергнут предварительной стерилизации с использованием обычных средств, таких как гамма-излучение или поток электронов. Распыляющий катетер преимущественно удаляется после его использования для одного пациента, однако он может использоваться повторно для того же самого пациента ограниченное количество раз, при условии что он защищен от загрязнения за счет применения защитного чехла 51, описанного ранее. Штифт распыляющего катетера преимущественно обладает торсионной жесткостью, так что вращение проксимального конца передается в соотношении 1:1 к дистальному концу. Распыляющий катетер может иметь также антисептическое покрытие.

Скорости подачи лекарства тесно связаны с размерами частиц, при этом большие частицы обеспечивают большие скорости доставки. Варианты распыляющего катетера, приведенные в настоящем описании, могут генерировать частицы с величиной распределения от 2 до 2,5. Могут быть получены скорости доставки в интервале приблизительно от 5 до 1000 мг (0,005 - 1,0 мл) в минуту. Для большинства скоростей потока за счет выбора типа катетера и объема аэрозоля на выходе могут быть получены различные распределения частиц по размерам. С помощью распыляющего катетера аэрозоли указанного типа могут быть получены при скоростях потока газа даже 0,1 л/мин.

На размер генерируемых частиц влияет ряд факторов. Эти факторы включают: 1) диаметр отверстия для подачи газа, 2) диаметр отверстия для подачи жидкости, 3) внешний диаметр и геометрию трубки для подачи жидкости, 4) расстояние между отверстиями для подачи газа и жидкости, 5) скорости подачи газа и 6) давление жидкости. Несомненно, что твердые частицы суспензии, если они присутствуют, в жидкости являются решающим фактором при формировании размера частиц аэрозоля. Кроме того существуют и другие факторы, которые оказывают воздействие на размер частиц аэрозоля, такие как параметры жидкости, в частности, вязкость, взвесь, поверхностное натяжение, и состав газа-вытеснителя, однако эти факторы в меньшей степени влияют на размер частиц генерируемого аэрозоля. Путем избирательного варьирования указанных параметров можно изменять размер частиц и распределение частиц аэрозоля по размеру от доли микрона и по крайней мере до 10 микрон.

Приводимые в данном описании предпочтительные способы по настоящему изобретению пригодны для доставки аэрозоля путем распыления с объемным распределением частиц по размерам, сравнимым с другими системами распыления. Далее, генерируя аэрозоль в определенном месте в трахее или даже глубоко в бронхе, можно избежать потерь, вызванных столкновениями в респираторном тракте. Если уменьшить потери на столкновение, то становится возможным использовать частицы большего размера (в частности, более 5 микрон). Сочетание меньших потерь, вызванных столкновениями, и больших размеров частиц может обеспечить более эффективные скорости доставки, чем известные системы. Уменьшение потерь на столкновение позволяет получить в предпочтительном варианте распыляющего катетера приемлемые скорости подачи аэрозолей с частицами размером более 5 микрон.

Что касается фиг. 3-5, то на них изображены другие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. В соответствии с вариантами, приведенными на фиг. 3-5, заявляется интубационная трубка 52 и распыляющий катетер. Распыляющий катетер может быть аналогичен распыляющему катетеру 20, изображенному на фиг. 1-3. В предпочтительных вариантах по фиг. 3-5 интубационная трубка 52 имеет дополнительный канал 56 помимо ее основной вентиляционной полости 60. Некоторые интубационные трубки снабжены дополнительными каналами, размещенными в стенках штифта. Вспомогательный канал 56 предпочтительно имеет такой размер и адаптирован таким образом, чтобы можно было размещать отдельный распыляющий катетер 20. Этот вариант осуществления изобретения обеспечивает получение тех же преимуществ, что и вариант осуществления изобретения по фиг. 1-3. Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения вспомогательный канал 56 может быть снабжен дистальным вырезом 64, который облегчает размещение и центровку дистального конца 37 распыляющего катетера 20 в нужном месте для распыления.

В вариантах осуществления изобретения, приведенных на фиг. 1-5, распыляющий катетер 20 показан вместе с интубационной трубкой как обычного типа 10, как на фиг. 1 или 2, или интубационной трубкой, специально разработанной для использования с распыляющим катетером, такой как интубационная трубка 52 на фиг. 3-5. Распыляющий катетер 20 по настоящему изобретению может также использоваться без отдельной интубационной трубки, т.е. распыляющий катетер может использоваться на пациенте, которому трубка не введена, как показано на фиг. 6. Если он используется для пациента, который дышит самостоятельно (без интубационной трубки), то пациент должен быть правильно анестезирован или же необходима местная анестезия дыхательного пути пациента. Распыляющий катетер 20 размещается в дыхательной системе пациента после киля трахеи 68 в одном из бронхов 72 легких. Иначе, если необходимо, распыляющий катетер может размещаться после киля в трахее. Предпочтительные варианты осуществления изобретения могут использоваться для пациентов с трахеотомией или с трахеотомической трубкой.

В варианте осуществления изобретения по фиг. 6 используется направляющая оболочка 73. Направляющая оболочка 73 применяется для облегчения размещения распыляющего катетера 20 в дыхательной системе пациента. Направляющая оболочка 73 включает полость, через которую можно продвинуть распыляющий катетер, чтобы попасть в нужное место в бронхе. С целью облегчения центровки распыляющего катетера, направляющая оболочка 73 может иметь предварительно сформированный дистальный конец, обеспечивающий размещение оболочки в нужном дыхательном пути. В качестве альтернативы, врач непосредственно перед использованием может придать концу направляющей оболочки 73 требуемую форму. Направляющая оболочка 73 отличается от интубационной трубки 10 по фиг. 1-5 тем, что она может иметь меньший внешний диаметр, и может проникать в меньшие воздушные каналы глубоко в бронхи пациента после киля трахеи 68. Внутренний диаметр оболочки 73 достаточно большой, чтобы по нему мог перемещаться распыляющий катетер. Направляющая оболочка 73 особенно полезна в том случае, когда распыляющий катетер 20 расположен глубоко в легких пациента, или в том случае, если распыляющий катетер применяется без интубационной трубки. Направляющая оболочка 73 может также использоваться вместе с интубационной трубкой и вставляется в вентиляционную полость последней. Направляющая оболочка преимущественно изготавливается из торсионно жесткого материала, так что дистальный конец направляющей оболочки отвечает на вращение проксимального конца.

Что касается фиг. 7 и 8, то на них изображен другой вариант распыляющего катетера. В варианте изобретения по фиг. 7 распыляющий катетер 76 включает закупоривающий баллон 80, размещенный на дистальной внешней поверхности штифта 84 распыляющего катетера. Распыляющий катетер 76 может включать дополнительную полость 88, как показано на фиг. 8, соединяющуюся с внутренней частью баллона 80 для подачи надувающего потока, т.е. преимущественно газа, для надувания закупоривающего баллона 80. Указанная полость 88 для надувающего потока дополняет каналы 92 и 96 в штифте катетера 84, которые используются для подачи жидкого лекарственного средства и сжатого газа, соответственно. Закупоривающий баллон 80 может использоваться в случае необходимости для размещения распыляющего катетера в подходящем дыхательном ответвлении 100, центровки конца распыляющего катетера для правильной ориентации и для выделения конкретного бронха. Вариант распыляющего катетера 76, приведенный на фиг. 7, может использоваться вместе с интубационной трубкой аналогично фиг. 1-3 или же он может применяться без отдельной интубационной трубки, аналогично фиг. 6. Если он используется без интубационной трубки, то распыляющий катетер 76 по фиг. 7 может применяться для селективной продувки одного из бронхов легких даже без образования аэрозоля. В качестве альтернативы распыляющий катетер 76 может обеспечивать ритмичное генерирование аэрозоля за счет непрерывной вентиляции. Если распыляющий катетер используется для вентиляции и для подачи аэрозоля лекарственного средства, то режим вентилирования может быть подобран так, чтобы максимально увеличить транспорт аэрозоля.

Далее, чтобы еще более облегчить его размещение и центровку, распыляющий катетер 76 может использоваться вместе с направляющим кордом 104. Распыляющий катетер может быть снабжен отдельным каналом 108 для направляющего корда, и в этот канал вставляется направляющий корд 104, или же направляющий корд может занимать одну из имеющихся полостей, которая используется либо для подачи сжатого газа либо для подачи жидкости, или же направляющий корд может быть включен и зафиксирован в распыляющем катетере так, что его уже нельзя вынуть. Направляющий корд, как съемного типа, так и зафиксированный внутри катетера, может также быть управляемым, т.е. его можно направлять из проксимального конца, чтобы добиться правильного его расположения в легких. В устройстве для направления может применяться избирательное натяжение натяжного тросика и т.п. из проксимального конца. Если направляющий корд является съемным, то его можно удалить после того, как он использован для размещения дистального конца распыляющего катетера, чтобы направляющий корд не мешал доставке аэрозоля. Далее, дистальному концу направляющего корда или распыляющего катетера можно предварительно придать нужную форму или же его форма может быть изменена врачом, чтобы придать ему необходимую кривизну или согнуть его и тем самым облегчить размещение распыляющего катетера в нужном дыхательном пути.

Что касается фиг. 9, то на ней приведен еще один вариант распыляющего катетера, изображенного на фиг. 7. Вариант осуществления изобретения по фиг. 9, аналогичен варианту осуществления изобретения по фиг. 7 за тем исключением, что отдельный направляющий корд 104 заключен в хомут 106, расположенный близко к дистальному концу распыляющего катетера 76. Чуть ближе от хомута 106 направляющий корд 104 размещается рядом со штифтом 84 распыляющего катетера 76. Вместо хомута 106 направляющий корд может быть заключен в короткий канал, расположенный у дистального конца распыляющего катетера.

II. Генерация струи аэрозоля Было обнаружено, что форма струи аэрозоля может оказаться важным фактором, оказывающим влияние на скорость и эффективность доставки лекарственного средства в виде аэрозоля. В общем случае предпочтительно генерировать аэрозоль, который имеет форму, позволяющую уменьшить столкновение частиц рядом с дистальным концом распыляющего катетера при данном расположении конца и условий воздушного потока вокруг него. Например, если струя аэрозоля широкая, то часть лекарства может быть потеряна на конце интубационной трубки или на стенах трахеи или другого воздушного прохода. С другой стороны, если струя слишком широкая или скорость слишком велика, то часть лекарства может интенсивно ударяться о киль трахеи. В общем случае желательно, чтобы скорость частиц аэрозоля была невелика. Это необходимо, чтобы уменьшить столкновение обладающей большой скоростью струи частиц аэрозоля с килем трахеи. Далее, желательно также, чтобы струя аэрозоля была как можно более широкой и в то же время избегать значительного столкновения со стенками интубационной трубки или дыхательных проходов. Влияние скорости струи аэрозоля и геометрии связаны с анатомическими факторами. В некоторых случаях, в частности, после киля трахеи, узкий высокоскоростной поток аэрозоля является предпочтительным перед более медленной и широкой струей.

Что касается описываемых далее вариантов осуществления изобретения, то некоторые варианты осуществления изобретения могут быть предпочтительными с точки зрения универсальности, т.е. они могут доставлять разнообразные лекарственные средства, обладающие различной вязкостью, взвешенным состоянием, поверхностным натяжением и т.п. Другие варианты осуществления изобретения могут быть более удобны для доставки специфических типов лекарственных средств или доставки частиц определенных размеров.

Что касается фиг. 10, то на ней показана конфигурация распыляющего катетера 112. Распыляющий катетер 112 может быть распыляющим катетером автономного типа, аналогичным катетерам, приведенным на фиг. 6 и 10, или же может помещаться в интубационной трубке съемно, как на фиг. 1-5, или не съемно. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 10, распыляющий катетер 112 имеет коаксиальную конфигурацию. В частности, распыляющий катетер включает внешний цилиндрический элемент конструкции 116, ограничивающий полость 120, и внутренний цилиндрический элемент конструкции 124, ограничивающий полость 128. Внутренний элемент конструкции 124 располагается в полости 120 внешнего цилиндрического элемента конструкции 116. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, приведенным на фиг. 6, сжатый газ подается в кольцевую область, образованную внутренним и внешним элементами конструкции. Жидкое лекарственное средство подается в канал 128 внутреннего элемента конструкции 124. Как показано в варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 10, дистальный конец внешнего цилиндрического элемента конструкции 116 приблизительно примыкает к дистальному концу внутреннего цилиндрического элемента конструкции 124. В варианте осуществления изобретения по фиг. 10 внешний цилиндрический элемент конструкции 116 имеет внешний диаметр приблизительно 0,20 мм и внутренний диаметр приблизительно 0,15 мм. Внутренний цилиндрический элемент конструкции 124 имеет внешний диаметр приблизительно 0,075 мм и внутренний диаметр приблизительно 0,038 мм. Как внутренний цилиндрический элемент 124, так и внешний цилиндрический элемент 116 имеют большие размеры в проксимальном направлении от части дистального конца. Вдоль части основного штифта в проксимальном направлении от дистального конца внешний цилиндрический элемент 116 имеет внешний диаметр приблизительно 2,92 мм и внутренний диаметр 2,03 мм, а внутренний цилиндрический элемент 124 имеет внешний диаметр приблизительно 1,52 мм и внутренний диаметр 1,27 мм.

В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 11, показан конец распыляющего катетера 132. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту осуществления изобретения, приведенному на фиг. 10. Кончик 133 образован множеством полостей, которые оканчиваются множеством отверстий. Внутренний канал 134 используется для подачи жидкого лекарственного средства, а через окружающие каналы 135 подается сжатый воздух, который используется для распыления жидкости. Этот вариант осуществления изобретения имеет то преимущество, что отверстие жидкостного канала 134 отцентрировано за счет фиксированного пространства относительно отверстий 135 для подачи газа, расположенных вокруг него. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 11, многоканальная конструкция может простираться до проксимального конца распыляющего катетера 132 или же многоканальную газовую конфигурацию может иметь лишь дистальный сегмент и в этом случае сжатый газ может подаваться через один проксимальный канал, связанный с многочисленными дистальными полостями.

На фиг. 12 и 13 показан альтернативный вариант 136 многоканального распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 11. Варианты осуществления изобретения по фиг. 12 и 13 полезны в том случае, когда требуется доставить лекарственное средство импульсами в виде аэрозоля. Доставка импульсами может быть синхронизирована по времени с дыханием пациента, так что аэрозоль не теряется в те промежутки, когда пациент делает выдох. Потенциальный недостаток, который связан с импульсной доставкой лекарства, заключается в том, что аэрозоль может вытекать из конца распыляющего катетера, когда давление, которое приложено к жидкости, снижается, чтобы вызвать пульсацию. Чтобы преодолеть эту потенциальную проблему в распыляющем катетере 136 предусматривается закрывать канал подачи жидкости, когда давление, приложенное к нему, снижается. Как и в ранее описанных вариантах осуществления изобретения, распыляющий катетер 136 на фиг. 13 и 14 имеет центрально расположенный канал 137 для доставки жидкого лекарственного средства и множество каналов 138, окружающих центральный канал 137, для подачи сжатого газа, с целью распыления жидкости у дистального отверстия 139. В данном варианте осуществления изобретения катетер 137 сделан из материала с низкой эластичностью в области внешней стенки 140 и из материала с относительно высокой эластичностью в области 141, окружающей расположенный в центре канал 137 для подачи жидкости. Эти части с различными эластичными свойствами могут быть получены в штифте катетера путем совместной экструзии единой трубки из разных материалов. При использовании варианта осуществления изобретения по фиг. 12 и 13 к газу, находящемуся в каналах 138, прикладывается постоянное относительно высокое давление. Жидкое лекарственное средство поступает по каналу 137 и импульсы давления прикладываются к жидкости из внешнего источника, такого как насос. Когда давление в жидкостном канале 137 низко, высокое давление в газовых каналах 138 деформирует эластичный внутренний материал 141, сжимая тем самым жидкостной канал 137 и закрывая его, как это показано на фиг. 12. Когда импульс прикладывается к жидкости в канале 137, он преодолевает силы сжатия со стороны газовых каналов 138 и дает возможность каналу 137 раскрыться, при этом жидкость доставляется к дистальному отверстию 139, где она распыляется, как это показано на фиг. 12 и 13. Таким образом, вариант осуществления изобретения, изображенный на фиг. 12, 13, позволяет осуществить импульсное распыление жидкости, которое отличается малой вероятностью утечки.

Другой особенностью фиг. 11 и 12 является пористая пробка 142, находящаяся в жидкостном отверстии 139. Эта пористая пробка может изготавливаться из материала типа фетра и может помогать получению аэрозоля с мелкими частицами.

В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 14, показан дистальный конец другого варианта распыляющего катетера. В этом варианте распыляющий катетер 148 включает основную часть 152 штифта и дистальную часть 156 штифта. Дистальная часть 156 штифта сходит на конус к концу 160. На конце 160 отверстие 164 для подачи жидкости окружено множеством отверстий 168 для подачи газа. В предпочтительном варианте осуществления изобретения имеется шесть газовых каналов, которые заканчиваются шестью отверстиями 168 для подачи газа. В указанном варианте осуществления изобретения отверстие 164 для подачи жидкости имеет диаметр приблизительно 0,05 мм и каждое отверстие 168 для подачи газа имеет диаметр приблизительно 0,05 мм. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту осуществления изобретения по фиг. 11, за исключением того, что дистальная часть 156 служит для уменьшения размера кончика и соответствующего модифицирования свойств распыленной струи. Это уменьшение является предпочтительным, поскольку оно обеспечивает меньший размер отверстий.

Вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг. 15, показывает дистальную часть распыляющего катетера 172. В данном варианте осуществления изобретения распыляющий катетер включает проксимальную часть 176 штифта и дистальную часть 180 штифта. Проксимальная часть 176 штифта содержит множество каналов 184. Центральный канал 188 из этого множества каналов 184 используется для подачи жидкого лекарственного средства, а окружающие его остальные каналы используют для подачи газа. Дистальная часть 180 штифта соединяет дистальный конец проксимальной части 176 штифта и ограничивает конусообразный канал 192, расположенный между дистальным концом проксимальной части 176 штифта и дистальными отверстиями 196. По крайней мере один из множества каналов 184 используется для подачи сжатого газа, поток которого поступает в канал 192. Конусообразная удлиненная часть 200 выступает из полости для подачи жидкости через канал 192 и дистально от отверстия 196. Отверстие 196 имеет такой размер, который позволяет кольцевому пространству вокруг конусообразной удлиненной части 200 пропускать сжатый газ и распылять жидкое лекарственное средство, которое выходит из дистального отверстия 204 конусообразной удлиненной части 200. В предпочтительном варианте осуществления изобретения дистальная часть 180 штифта изготовлена из нержавеющей стали и отверстия имеют внутренний диаметр 0,64 мм. Конусообразная удлиненная часть 200 имеет внешний диаметр 0,30 мм и внутренний диаметр 0,18 мм. Указанный вариант осуществления изобретения имеет то преимущество, что он объединяет относительно небольшой дистальный профиль с относительно большим проксимальным проточным каналом. Другим преимуществом указанного варианта осуществления изобретения является то, что он обеспечивает сбалансированный поток воздуха вокруг отверстия 204 для подачи жидкости.

На фиг. 16 приведен еще один вариант конца распыляющего катетера по настоящему изобретению. фиг. 16 распыляющий катетер 208 имеет коаксиальную конфигурацию, аналогичную варианту осуществления изобретения, приведенному на фиг. 10 (однако он может иметь конфигурацию, напоминающую конфигурацию других коаксиальных вариантов осуществления изобретения, в частности изображенных на фиг. 11, 14 или 15). На фиг. 16 тонкая твердая проволока или нить 212 располагается у дистального конца отверстия 216 для подачи жидкости, которое находится на дистальном конце внутреннего цилиндрического элемента конструкции 220. Конусообразное проволочное соединение 212 выступает на небольшое расстояние дистально от дистального конца внутреннего цилиндрического элемента конструкции 220. Конусообразное проволочное соединение 212 располагается по отношению к отверстию 216 таким образом, что жидкость, передаваемая по внутреннему элементу конструкции 220, продолжает течь в дистальном направлении от дистального отверстия 216 вдоль проволочного соединения 212, т.е. прилипает к нему за счет поверхностного натяжения. Естественно, как только жидкость достигает дистального конца 224 проволочного соединения 212, она подхватывается и распыляется потоком газа, который течет по цилиндрической части 228, образованной внутренним цилиндрическим элементов конструкции 220 и внешним цилиндрическим элементом конструкции 232. Как указано ранее, одним из факторов, которые оказывают воздействие на размер частиц и геометрию распыляющей струи, является размер дистального отверстия для подачи жидкости. В общем случае меньшее отверстие для подачи жидкости позволяет получить меньшие частицы аэрозоля и более узкий конус струи аэрозоля. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 16, тонкое проволочное соединение 212 удерживает на себе лишь небольшое количество жидкости, так что оно функционирует аналогично отверстию с очень малым размером. Таким образом, вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг.16, обладает потенциальной способностью генерировать аэрозоль с очень маленькими частицами. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 16, внешний цилиндрический элемент конструкции имеет внутренний диаметр приблизительно 0,5 мм. Внутренний цилиндрический элемент конструкции имеет внутренний диаметр приблизительно 0,15 мм. Тонкое проволочное соединение 212 имеет внешний диаметр приблизительно 0,005 мм. Проволока или нить 212 может быть изготовлена из металлической проволоки или полимерной нити, такой как полиолефиновое волокно типа оптического волокна. В качестве альтернативы нить 212 может быть изготовлена из пористого материала или материала типа фетра, такого как нейлон или материал фирмы "Porex", и в этом случае он может иметь больший диаметр, чем в том случае, когда он сделан из твердого материала.

На фиг. 17 приведен вариант осуществления изобретения, альтернативный показанному на фиг. 16. На фиг. 17 дистальный конец распыляющего катетера 236 имеет коническое проволочное соединение или нить 240, которая располагается у дистального конца полости внутреннего элемента конструкции 244. Конусообразное проволочное соединение 240 в этом варианте осуществления изобретения имеет искривленную форму, так что оно превращается в спираль, когда попадает в поток воздуха. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 17, прохождение сжатого газа по цилиндрической полости 248 заставляет коническое проволочное соединение совершать спиралеобразное движение. Длина проволоки 240 подобрана таким образом, что, совершая спиралеобразное движение, она не ударяется о стенки трахеи или других воздушных проходов. В одном из вариантов осуществления изобретения проволока 240 имеет длину приблизительно 1-2 мм. Конусообразное проволочное соединение 240 передает жидкость к своему концу, где она подхватывается и образуется поток распыленного вещества конической формы. Ширина потока может быть изменена путем изменения длины нити 240. Скорость спиралеобразного движения может контролироваться путем соответствующего выбора жесткости проволочной конструкции и формы воздушной пленки. В общем случае спиралевидный поток, образуемый при использовании варианта изобретения, приведенного на фиг. 17, будет шире, чем при использовании варианта изобретения, приведенного на фиг. 16, и имеет меньшую скорость в прямом направлении. Обе эти характеристики могут быть благоприятными для распыляющего катетера.

На фиг. 18 и 19 приведен другой вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению. В этом варианте осуществления изобретения распыляющий катетер 252 имеет коаксиальную конфигурацию, образованную внешним цилиндрическим элементом конструкции 256 и внутренним цилиндрическим элементом конструкции 260. Дистальная пробка 264 соответствует дистальному концу кольцевой полости 268, образующей канал для подачи газа. Множество отверстий 272 пронизывает пробку 264 и образует дистальные отверстия для подачи газа. В полости 276, образованной внутренним цилиндрическим элементом 260, располагается корд или штифт 280, который можно отводить назад. Корд 280 преимущественно представляет собой жесткую проволоку, изготовленную из твердого материала. Например, проволока может быть из металла, такого как нержавеющая сталь, полимера или материала, непрозрачного для рентгеновских лучей. Дистальный конец 284 внутреннего элемента конструкции 260 является коническим и может простираться в дистальном направлении от пробки 264 или же может простираться лишь в сторону дистального конца внутреннего элемента конструкции 260 или даже в сторону проксимального конца. Дистальный конец внутреннего элемента конструкции 260 заканчивается дистальным отверстием 285 для подачи жидкости. Дистальный конец 286 корда 280 также может быть коническим. Размер корда 280 подбирается в соответствии с внутренним цилиндрическим элементом конструкции 260, так что коническая дистальная часть 286 корда 280 располагается напротив конической дистальной части 284 внутреннего цилиндрического элемента конструкции 260 и, таким образом, закрывает дистальный конец полости 276 для подачи жидкости также, как и в игольчатом вентиле. Корд 280 можно вынуть, и в предпочтительном варианте осуществления изобретения он может двигаться взад и вперед, вызывая импульсную подачу жидкости из дистального конца распыляющего катетера 252. Пульсацию доставки аэрозоля можно согласовать с любым временным интервалом. В одном предпочтительном варианте проведения процесса аэрозоль может быть доставлен во время вдоха пациента. Если распыляющий катетер 252 используется вместе с интубационной трубкой и вентилятором, то можно подобрать пульсацию доставки аэрозоля таким образом так, что она будет совпадать со входом пациента, за счет подходящего подсоединения с вентилятором. Ограничивая подачу лекарственного средства лишь периодом времени, когда пациент делает вдох, лекарственное средство может быть доставлено более эффективно и с меньшими потерями.

Одним из предпочтительных способов генерирования пульсирующего потока аэрозоля с помощью варианта осуществления изобретения, приведенного на фиг. 18 и 19, является использование патрубка 287. Проксимальный конец корда 280 крепится к выдвигающейся секции 288 патрубка 287. Штифт 280 может крепиться с помощью эластомерного уплотнения 289. Сжатый газ подается на вход 290 патрубка, который соединяется с внешним цилиндрическим элементом конструкции 256, а жидкое лекарственное средство, которое необходимо распылить, поступает через второй вход 291, который связан с внутренним цилиндрическим элементом конструкции 260. Жидкое лекарственное средство также заполняет объем 292 в проксимальном направлении от канала 291 в расширяющейся секции 288. Корд 280 соединяется с патрубком, так что дистальный конец штифта смещен по отношению к дистальному концу внутреннего цилиндрического элемента конструкции вследствие эластичности внутреннего цилиндрического элемента конструкции 260 и/или расширяющейся секции 288. Пульсирующее сжатие жидкого лекарственного средства из источника заставляет расширяющуюся часть 288 совершать движения взад и вперед, как показано стрелкой 293. Поскольку проксимальный конец корда 280 крепится к расширяющейся секции 288 проксимально от канала 291, то прикладывание импульсов давления к жидкости заставляет проксимальный конец корда 280 также совершать возвратно-поступательные движения. Это приводит к тому, что дистальный конец корда 280 движется взад и вперед вдоль опорной поверхности 284. Прикладывание импульсов давления к жидкому лекарственному средству можно согласовать таким образом, чтобы они совпадали с периодами вдыхания пациента. В качестве альтернативы вместо изготовления расширяющейся или сжимающейся части патрубка штифт внутреннего цилиндрического элемента конструкции 260 может быть образован из способного вытягиваться материала, так что сжатие жидкости приводит к тому, что корд отводится назад по мере удлинения штифта. Другой альтернативой для осуществления возвратно-поступательного действия корда 280 является использование электромеханического, механического, гидравлического или пневматического привода для того, чтобы привести корд в движение. Помимо обеспечения пульсирующей подачи аэрозоля указанный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению имеет то преимущество, что возвратно-поступательное движение корда может спасать отверстия от возможной закупорки, которая может произойти при использовании некоторых вязких жидкостей или суспензий.

Аналогично вариантам осуществления изобретения 208 и 236, приведенным на фиг. 16 и 17, в варианте осуществления изобретения 252, приведенном на фиг. 18 и 19, дистальный конец выдвигаемого корда 292 может продолжаться дистально от дистального отверстия для подачи жидкости 288, с целью минимизировать размер частиц, или же может не продолжаться дистально от дистального отверстия 292 для подачи жидкости. В одном варианте осуществления изобретения дистальный конец вынимаемого корда может дистально продолжаться за пределы отверстия 288 для подачи жидкости приблизительно на 0,2 мм.

На фиг. 20 приведен другой вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению. В этом варианте осуществления изобретения распыляющий катетер 296 включает основную часть 300 штифта, канал 304 для подачи газа, который примыкает к каналу 308 для подачи жидкости. Каналы 304 и 308 для подачи газа и жидкости соединяются с дистальной полостью 312. Дистальная полость 312 образована внешним цилиндрическим расширением 316, которое простирается дистально над и за дистальный конец 320 основной части 300 штифта. Фильтр 324 располагается в канале 308 для подачи жидкости, с целью фильтрования каких-либо частиц в жидкости. Канал 308 для подачи жидкости сразу же ступенчато уменьшается в диаметре дистально от фильтра 324. На дистальном конце внешнего цилиндрического расширения 316 располагается заглушка 328. Заглушка 328 (которая может изготавливаться, например, из кристалла сапфира) имеет диафрагму 332, которая образует выходные отверстия из полости 312. Заглушка 328 имеет конусообразный проксимальный профиль, обращенный к полости 312. Внутреннее цилиндрическое расширение 336 вписывается в ступенчато уменьшающуюся часть канала 308 для подачи жидкости и простирается за канал 308 для подачи жидкости в полость 312. Дистальный конец 340 внутреннего цилиндрического расширения 336 оканчивается в полости 312. Поскольку канал 304 для подачи жидкости выходит в полость 312, распыление жидкости происходит на кончике внутреннего цилиндрического расширения 336 внутри полости 312. Эта часть полости 312 находится в области положительного давления вследствие относительных размеров и расположения диафрагмы. Положительное давление в этой части может оказать воздействие на уменьшение вытекания жидкого лекарственного средства, когда оно вытекает из отверстий цилиндрического расширения 336. Аэрозоль покидает катетер 296 через диафрагму 332 и поток аэрозоля частично определяется положительным давлением в полости 312 и размером диафрагмы. В данном варианте осуществления изобретения главная часть штифта и цилиндрическое расширение изготовлены из подходящей пластмассы, такой как полиэтилен. Фильтр образован многочисленными трубками с внутренним диаметром 50 микрон или изготовлен из фильтрующего материала с аналогичным размером пор. Каналы для подачи газа и жидкости каждый могут иметь внутренний диаметр от 0,25 мм до 0,38 мм. Внутреннее цилиндрическое расширение 336 может быть образовано из полиимидной трубки с внутренним диаметром 0,10 мм и внешним диаметром 0,25 мм. Внешнее цилиндрическое расширение 316 может быть образовано с помощью надетой в горячем состоянии трубки, такой как трубка из полиэтилена. Заглушка 328 может иметь внешний диаметр 2,2 мм, а отверстие 332 в заглушке 328 может иметь диаметр 0,18 мм.

На фиг. 21 приведен еще один вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг. 20, и поэтому его компоненты обозначены одинаковыми числами. Вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг. 21, отличается от варианта осуществления изобретения, изображенного на фиг. 20, тем, что дистальный конец внутреннего цилиндрического расширения 312 располагается в диафрагме 332 заглушки 328. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 21, отверстие 332 на дистальном конце цилиндрического расширения 336 располагается в области низкого давления, области высокой скорости потока, по сравнению с вариантом осуществления изобретения, приведенным на фиг. 20. Это оказывает соответствующее воздействие на размер и форму потока, а также на возможный размер частиц.

На фиг. 22 приведен еще один вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению. В этом варианте осуществления изобретения основная часть 344 штифта распыляющего катетера 340 включает канал 348 для подачи газа и канал 352 для подачи жидкости. Канал 348 для подачи газа заканчивается в дальнем конце отверстием 356 для подачи газа. На дистальном конце канала 352 для подачи жидкости расположено цилиндрическое удлинение 360 для подачи жидкости. Цилиндрическое удлинение 360 для подачи жидкости образует угол, так что расположение дистального сопла 364 для подачи жидкости согласовано с потоком газа из дистального сопла 356 для подачи газа. В указанном варианте осуществления изобретения канал 352 для подачи жидкости имеет внутренний диаметр в интервале от 0,25 до 0,5 мм. Канал 348 для подачи жидкости имеет внутренний диаметр приблизительно от 0,25 мм до 0,5 мм. Цилиндрическое удлинение 360 для подачи жидкости изготовлено из трубки из нержавеющей стали с внешним диаметром 0,46 мм и внутренним диаметром 0,30 мм. Дистальное отверстие 356 для подачи газа имеет внутренний диаметр 0,25 мм. Трубка удлинения из нержавеющей стали 360 образует прямой угол, так что дистальное отверстие 364 для подачи жидкости находится под прямым углом и его положение согласовано с дистальным отверстием 356 для подачи газа. Дистальное отверстие 356 для подачи газа и дистальное отверстие 364 для подачи жидкости располагаются как можно ближе друг к другу и в одном из вариантов осуществления изобретения указанные отверстия находятся на расстоянии приблизительно 0,25 мм друг от друга.

На фиг. 23 представлен альтернативный вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 22. В указанном варианте осуществления изобретения распыляющий катетер 340 имеет дополнительный канал 365. Указанный дополнительный канал 365 может иметь внутренний диаметр приблизительно 0,5 мм. Этот дополнительный канал 365 может использоваться для трубки оптического волновода 366, применяемого для освещения и визуализации дистального конца распыляющего катетера 340. Оптический волновод 366 может размещаться в катетере 340 постоянно или может извлекаться, что более предпочтительно. Дистальный конец 367 канал 365 открыт или закрыт прозрачной линзой, так что область в дистальном направлении от катетера 340 может наблюдаться с помощью оптического визуального устройства, прикрепленного к проксимальному концу оптического волновода 366. Это помогает врачу наблюдать центровку дистального конца распыляющего катетера и также наблюдать за процессом распыления. Отверстие 356 для подачи газа может размещаться таким образом, что выделяющийся сжатый газ позволяет поддерживать в чистоте дистальный конец канала 365 для осуществления наблюдений. Канал для оптического волновода может включаться в любой вариант распыляющих катетеров по настоящему изобретению, которые приводятся в данном описании. В том случае, если дополнительный канал 365 занят удаляемым устройством для наблюдения, он может использоваться для других целей, таких как измерение давления, отбор проб газа, сброс избыточного давления или для других диагностических или терапевтических целей. В качестве альтернативы для указанных целей может использоваться другой канал.

На фиг. 23 показаны также противолежащие отверстия. Как и в варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 22, цилиндрическое удлинение 360 выдвигается в дистальном направлении от конца штифта катетера и ориентировано под углом, в частности, 90 градусов, по отношению к направлению оси штифта катетера. Цилиндрическое удлинение 360 открывает дистальное отверстие 364 для подачи жидкости, из которого выводится жидкость, поступающая по каналу 352. В указанном варианте осуществления изобретения второе цилиндрическое удлинение 363 связывается с каналом 348 для подачи газа и открывается в дистальное отверстие 367 для подачи газа. Второе цилиндрическое расширение 363 также ориентировано под углом, в частности, 90 градусов, по отношению к оси штифта катетера, так что оно направлено в сторону дистального отверстия 364 для подачи жидкости, с целью распыления жидкости, поступающей из дистального отверстия 364 для подачи жидкости.

На фиг. 24 приведен еще один вариант распыляющего катетера по настоящему изобретению. В этом варианте осуществления изобретения основная часть 372 штифта распыляющего катетера 368 включает канал 376 для подачи газа и канал 380 для подачи жидкости. Цилиндрические удлинения 384 и 388 продлевают каналы 376 и 380 для подачи газа и жидкости от основной части штифта 372 в сторону дистального конца катетера 368. Дистальная часть штифта образует коническую область 392, которая окружает цилиндрические расширения 384 и 388 и заставляет их сгибаться под углом друг к другу. Цилиндрическое удлинение 388 для канала 380 подачи жидкости несколько выдвигается в дистальном направлении от дистального конца цилиндрического удлинения 384 канала 376 для подачи газа, так, что расположение дистального отверстия 396 для подачи жидкости согласуется с направлением потока газа из дистального отверстия 400 для подачи газа. В указанном варианте осуществления изобретения дистальное отверстие 396 для подачи жидкости имеет внешний диаметр 150 микрон и внутренний диаметр 20 микрон. Отверстие 400 для подачи газа имеет внутренний диаметр приблизительно 450 микрон.

На фиг. 25 и 26 приведен альтернативный вариант распыляющего катетера 368 по настоящему изобретению, изображенного на фиг. 24. На фиг. 25 и 26 цилиндрические удлинения 384 и 388 канала 376 для подачи газа и канала 380 для подачи жидкости имеют концы, которые могут закрываться. В частности, цилиндрическое удлинение 384 для подачи газа имеет способный закрываться кончик 408, а цилиндрическое удлинение 388 для подачи жидкости имеет способный закрываться кончик 412. В качестве альтернативы способный закрываться кончик 412 имеет лишь канал 380 для подачи жидкости, а канал 376 для подачи газа имеет открытое дистальное отверстие. Способные закрываться кончики могут быть образованы путем нагревания материала, из которого изготовлены цилиндрические удлинения, чтобы изменить форму стенок пластического материала и получить закрытую щель. Это показано на фиг. 26. Когда сжатый газ или жидкость под давлением подается по каналам 376 и 380, щели, образующие кончики 408 и 412, расширяются, позволяя газу и жидкости выйти и образовать аэрозоль, как это показано на фиг. 25. Однако, когда давление в каналах 376 и 380 уменьшается до значения ниже порогового, кончики 408 и 412 закрываются, закупоривая каналы, как это показано на фиг. 26. Вариант распыляющего катетера 404 используется с источниками, осуществляющими пульсирующую подачу газа и/или жидкости. Чтобы импульс генерации аэрозоля совпадал с дыханием пациента, давление в каналы подачи газа и/или жидкости тоже может подаваться импульсно. Когда давление в одном из каналов падает ниже порогового значения, кончики 408 или 412 закрываются. Перекрывая поток жидкости на кончике 412 в тот период, когда аэрозоль не генерируется, можно уменьшить вытекание жидкости из кончика катетера.

III. Распыление с помощью противотока Как указано ранее, контролирование размера частиц и формы струи важно с точки зрения повышения эффективности терапии. Во многих случаях предпочтительнее добиваться как можно меньшего размера частиц в сочетании с как можно меньшей скоростью их движения в прямом направлении. Некоторые варианты осуществления изобретения, рассмотренные ниже, решают эту задачу за счет приспособлений, обеспечивающих противоток.

На фиг. 27 приведен распыляющий катетер 416, который может размещаться внутри интубационной трубки, как в ранее рассмотренных вариантах осуществления настоящего изобретения. Распыляющий катетер 416 образован коаксиальными цилиндрами, при этом внешняя трубка 417 окружает внутреннюю трубку 418 таким образом, что жидкость, поступающая сквозь дистальное отверстие 419 для подачи жидкости из внутренней трубки 418 распыляется потоком сжатого газа, поступающего в дистальном направлении от цилиндрической области между внутренней и внешней трубками из дистального отверстия 420 внешней трубки 417. Кроме того, другой канал 428 выступает за штифт распыляющего катетера 416. Этот дополнительный канал 428 соединен с дистальным цилиндрическим удлинением 432. Цилиндрическое удлинение 432 выступает в дистальном направлении от дистального конца распыляющего катетера 416. Дистальный конец 436 дистального цилиндрического удлинения 432 отогнут назад сам по отношению к себе, так что дистальное отверстие 440 цилиндрического удлинения 432 ориентировано в проксимальном направлении по отношению к отверстиям 419 и 420 внутренней и внешней трубок. Через дополнительный канал 428 также подается сжатый газ, который направляется отверстиями 440 в проксимальном направлении по отношению к направлению потока аэрозоля, генерируемого газом и жидкостью, выходящими из отверстий 419 и 420. Газ из дополнительного канала 428 представляет собой противоток газу из указанных отверстий и, таким образом, снижает скорость частиц, генерируемых этими соплами. В предпочтительном варианте осуществления изобретения дистальное цилиндрическое удлинение 432 может быть изготовлено из подходящего материала, такого как игольчатый шток из нержавеющей стали. Внешний диаметр распыляющего катетера в этом варианте осуществления настоящего изобретения может быть аналогичен другим вариантам распыляющего катетера, рассмотренным выше, в частности, внешний диаметр составляет приблизительно 0,96 мм. Дистальное цилиндрическое расширение 432 может иметь внешний диаметр, равный приблизительно 0,33 мм, и внутренний диаметр, равный приблизительно 0,23 мм. В указанном варианте осуществления изобретения внешний цилиндрический элемент распыляющего катетера может иметь внешний диаметр приблизительно 0,33 мм и внутренний диаметр приблизительно 0,23 мм, а внутренний цилиндрический элемент конструкции может иметь внешний диаметр приблизительно 76 микрон и внутренний диаметр приблизительно 38 микрон.

На фиг. 28 представлен другой вариант осуществления настоящего изобретения для распыляющего катетера 448, который включает устройство для противотока. Как в вариантах осуществления изобретения, приведенных выше, в этом варианте распыляющий катетер 448 может быть расположен в интубационной трубке (не показана). Распыляющий катетер 448 имеет дистальную часть 452, которая отгибается назад по отношению к себе самой. Распыляющий катетер 448 имеет дистальные отверстия 453 и 454, которые генерируют поток распыленных частиц в обратном, т.е. проксимальном, направлении. В распыляющем катетере 448 также размещается другой канал 456 для подачи сжатого газа. Дополнительный канал 456 имеет дистальное отверстие 460, ориентированное в дистальном направлении. Дистальное отверстие 460 дополнительного канала 456 расположено по отношению к дистальным отверстиям 452 и 453 распыляющего катетера 448 таким образом, что поток газа из дополнительного канала замедляет скорость распыленного потока, генерируемого распыляющим катетером 448. Поток аэрозоля, генерированного распыляющим катетером, меняет направление и доставляется в легкие за счет воздуха, вдыхаемого через интубационную трубку, или за счет потока газа из дополнительного канала 456 или из комбинацией.

На фиг. 29 и 30 приведен еще один вариант устройства для создания противотока в распыляющем катетере. На фиг. 29 и 30 распыляющий катетер 464 используется с интубационной трубкой 468. Распыляющий катетер имеет дистальный конец 472, из которого жидкое лекарственное средство, поступающее из дистального отверстия для подачи жидкости, распыляется потоком сжатого газа из отверстия для подачи газа, расположенного рядом с отверстием для подачи жидкости. Распыляющий катетер 464, изображенный на фиг. 30, выступает дистально за пределы интубационной трубки 468, а его дистальная часть 476 отгибается в обратном направлении по отношению к себе самой. Распыляющий катетер 464 имеет дистальные отверстия, которые генерируют поток распыленных частиц в обратном, т.е. проксимальном, направлении обратно в сторону дистального отверстия интубационной трубки 464. Для того, чтобы поддерживать нужную обратную ориентацию и предотвратить засорение, распыляющий катетер 464 включает проволоку 480, которая выступает из кончика 472 распыляющего катетера 464. Проволока 480 крепится к части штифта распыляющего катетера проксимально к его кончику. Проволоку 480 можно закрепить с помощью надетой в нагретом состоянии трубки 484, расположенной на штифте 488 катетера и удерживающей конец проволоки 480. Поскольку некоторая часть аэрозоля может ударяться о проволоку 480, для снижения до минимума потерь, вызванных этим столкновением, используют проволоку небольшого диаметра. Более того, ожидается, что общее улучшение эффективности благодаря уменьшению столкновения аэрозоля со стенками трахеи и другого воздушного прохода более чем компенсирует любые потери, вызванные ударением о проволоку 480.

В другом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 30, распыляющий катетер 464 направляет распыленный поток в обратном направлении по отношению к дистальному отверстию интубационной трубки 468. Распыленная струя из распыляющего катетера сталкивается с потоком воздуха из интубационной трубки во время фазы вдоха пациента. Вдох воздуха через интубационную трубку 468 заставляет распыленное лекарственное средство изменить направление и несет его к легким. Заметим, что изменение направления распыленной струи приводит к снижению скорости потока частиц аэрозоля. Отметим, что в варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 30, интубационная трубка 468 снабжена раздуваемой манжетой 492, расположенной вокруг дистальной части.

IV. Другие варианты распыляющего катетера по настоящему изобретению В вариантах осуществления изобретения, приведенных ранее, скорость распыленного потока уменьшается за счет использования противотока газа в противоположном направлении. В вариантах осуществления изобретения, изображенных на фиг. 31 и 32, скорость распыленных частиц снижается другим способом. На фиг. 31 распыляющий катетер 496 имеет канал 500 для подачи жидкости, который заканчивается дистальным отверстием 504 для подачи жидкости, и один или более каналов 508 для подачи газа, заканчивающихся одним или более дистальными отверстиями 512 для подачи газа. Жидкость, поступающая по каналу 500 для подачи жидкости, распыляется сжатым газом, поступающим через множество отверстий 512 для подачи газа. Распыляющий катетер 496 включает также один или несколько дополнительных каналов 516, которые заканчиваются дополнительными дистальными отверстиями 520. Указанные каналы 516 используются для подачи вакуума (отрицательного давления) к дистальным отверстиям 520. Вакуум подается от подходящего источника вакуума (не показан), подсоединенного к проксимальному концу дополнительных каналов 516. Вакуум, подаваемый по дополнительным каналам 516, помогает удалять сжатый воздух, поступающий по каналу 508, после того, как он распыляет жидкость, поступающую по каналу 500 для подачи жидкости. Без вакуума, подаваемого по дополнительным каналам 516, сжатый газ, поступающий через дистальные отверстия 512 для подачи газа, может оказывать энергичное воздействие на частицы распыленной жидкости, поступающей через дистальные отверстия 504 для подачи жидкости, увеличивая тем самым их скорость в прямом направлении. Вместо этого вакуум удаляет по крайней мере часть сжатого газа после того, как он распылил жидкость, так что скорость частиц жидкости в прямом направлении может быть уменьшена. Чтобы облегчить удаление сжатого газа, дистальное отверстие 504 для подачи жидкости, дистальные отверстия 512 для подачи газа и дистальные отверстия 520 для подачи вакуума все открываются в дистальную полость 524, образованную внешним цилиндрическим удлинением 528 распыляющего катетера 496. Дистальное удлинение 528 имеет закрытый дистальный конец 532 с маленьким отверстием 526 для выделения распыленной жидкости, обладающих маленькой скоростью в прямом направлении. При удалении распыляющего газа частицы аэрозоля поступают вперед в основном по инерции.

Вариант распыляющего катетера 496, приведенный на фиг. 31, включает вакуумную линию 516 как средство уменьшения скорости в прямом направлении у распыленного потока. Снабженный вакуумной линией 516 кончик распыляющего катетера 496 может выполнять дополнительную функцию балансировки потока газа и давления, подаваемого к воздушному проходу, в котором размещен распыляющий катетер. Это может оказаться полезным для предотвращения появления избыточного давления в воздушном канале, создаваемом потоком из катетера, особенно в маленьких воздушных каналах или в том случае, когда требуется получить нейтральный баланс потока. Это может оказаться особенно желательным, когда распыляющий катетер снабжен раздуваемой манжетой, которая закупоривает воздушный проход в дистальном конце распыляющего катетера. Баланс потока можно контролировать с помощью закрытой или частично закрытой системы откачки, где газовый насос 537 с одним входом и одним выходом соединен с соответствующими источниками вакуума и газовыми каналами 516 и 508 катетера. Как рабочий газ, так и вакуум балансируют и регулируют за счет изменения скорости работы насоса. Вентиль канала 538 для подачи вакуума или давления может располагаться на соответствующих линиях для подачи вакуума или давления, если требуется положительный или негативный баланс потока. Если интерес представляет баланс потока, а не уменьшение его скорости, то не важно, где на дистальном конце катетера осуществляется удаление потока воздуха и, следовательно, дистальное удлинение 532 может не потребоваться. В качестве альтернативы баланс потока может поддерживаться с помощью отдельного источника давления или газа путем использования регуляторов, ограничивающих капиллярных трубок или отверстий или же расходомеров и вентилей контроля потока, размещенных в линиях подачи давления или газа.

На фиг. 33 приведен другой вариант распыляющего катетера 540 по настоящему изобретению, который включает устройство для уменьшения скорости частиц распыленного газа в прямом направлении. Распыляющий катетер 540 имеет основную часть 544, имеющую канал 548 для подачи жидкости и канал 552 для подачи сжатого газа. Каналы 548 и 552 завершаются дистальными отверстиями 556 и 560. Поток сжатого газа из отверстия 560 распыляет жидкость, вытекающую из отверстия 556. Распыляющий катетер 540 включает дистальную сепараторную трубку 564. Сепараторная трубка 564 имеет длину приблизительно 2-3 мм и внутренний диаметр, больший чем внешний диаметр штифта распыляющего катетера 544. Поскольку внутренний диаметр сепараторной трубки 564 больше, чем каналы или отверстия для подачи воздуха, то скорость воздуха и увлекаемых им частиц уменьшается по мере их продвижения по сепараторной трубке 564 и на выходе из дистального отверстия 568 сепараторной трубки. Далее, в стенке сепараторной трубки 564 может быть одна или несколько диафрагм или отверстий 572, расположенных недалеко от проксимального конца сепараторной трубки, в месте ее подсоединения к основному штифту 544. Эти отверстия 572 подают воздух внутрь сепараторной трубки 564, вызывая тем самым торможение вследствие турбулентности и уменьшение скорости аэрозоля по мере того, как он покидает сепараторную трубку. Отверстия 572 могут также замедлять поток частиц через сепараторную трубку, вызывая турбулентность за счет столкновений.

Сепараторная трубка 564 служит также для защиты дистальных отверстий 556 и 560 распыляющего катетера от контакта с какими-либо другими частями интубационной трубки, трахеи или другого воздушного прохода, помогая поддерживать оптимальные условия у кончика катетера и защищая его от повреждения в процессе использования катетера и его размещения. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, если необходимо лишь защитить кончик, то сепараторная трубка 564 на фиг. 33 может быть снабжена отверстиями 572. В указанном варианте осуществления настоящего изобретения сепараторная трубка 564 может быть меньшей длины, в частности ее длина может составлять 1 мм.

На фиг. 34 изображен другой вариант распыляющего катетера 576, который используется вместе с интубационной трубкой 580. Интубационная трубка 580 может быть обычной интубационной трубкой. Распыляющий катетер 576 обеспечивает получение распыленного потока с уменьшенной скоростью в прямом направлении за счет добавления спиральной компоненты в поток движения жидкости. Распыляющий катетер 576 имеет дистальный конец 584, из которого жидкое лекарственное средство, поступающее из дистального отверстия для подачи жидкости, распыляется потоком сжатого газа из отверстия для подачи газа, расположенного рядом с отверстием для подачи жидкости. Распыляющий катетер 576 располагается коаксиально в интубационной трубке 580. Для облегчения центровки распыляющего катетера 576 может использоваться центрирующее устройство 585. Вдоль части распыляющего катетера 576 в проксимальном направлении от конца 584 располагается второе отверстие 588 для подачи газа. Это второе отверстие 588 для подачи газа может открываться в тот же самый канал для подачи жидкости, который соединяется с отверстием для подачи распыляющего газа у дистального конца 564, или же в качестве альтернативы второе отверстие 588 для подачи газа может соединяться с другим отдельным каналом для подачи газа. Второе отверстие 588 для подачи газа ориентировано таким образом, что оно направляет поток сжатого газа в спиральном дистальном направлении вдоль дистального конца распыляющего катетера 576. Чтобы достичь этого, второе отверстие 588 для подачи газа может быть образовано с помощью расположенного под углом прохода или с помощью деформирующейся мембраны, с целью направить поток газа в необходимом спиральном направлении. Спиралевидный поток сжатого газа поступает вдоль дистальной части распыляющего катетера 575 внутри интубационной трубки 580. Спиралевидный поток газа подхватывает аэрозоль, генерируемый у дистального конца 584 распыляющего катетера и привносит спиральную компоненту скорости в поток аэрозоля. Это приводит к уменьшению компоненты скорости в прямом направлении для потока частиц жидкости, покидающей интубационную трубку 580.

На фиг. 35 приведен альтернативный способ использования распыляющего катетера 576, приведенного на фиг. 34. На фиг. 35 показано, что распыляющий катетер 576 выдвинут в дистальном направлении от дистального конца интубационной трубки 580, так что дистальная часть распыляющего катетера 576, включая второе отверстие 588 для ввода газа, располагается в воздушном проходе. Принимая во внимание размер воздушного прохода, распыляющий катетер 576 со вторым отверстием 588 для ввода газа должен функционировать так же, как в способе, проиллюстрированном на фиг. 34, и генерировать спиралевидный газовый поток, с целью уменьшения скорости потока аэрозоля в прямом направлении.

Еще один вариант распыляющего катетера 592 по настоящему изобретению приведен на фиг. 36 и 37. Этот вариант распыляющего катетера 592 по настоящему изобретению может использоваться с отдельной интубационной трубкой (не показана). Распыляющий катетер 592 включает основной штифт 596 с центральным каналом 600 и одним или несколькими дополнительными каналами 604, расположенными вокруг центрального канала 600. В этом варианте осуществления изобретения центральный канал 600 используется для подачи сжатого газа, а дополнительные периферические каналы 604 служат для доставки жидкого лекарственного средства. Каналы 600 и 604 заканчиваются дистально, соответственно, отверстиями 608 и 612. На дистальном конце распыляющего катетера 592 непосредственно рядом с отверстиями 608 и 612 размещается рассеиватель 616. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения рассеиватель 616 состоит из корпуса в виде диска, размер которого подобран таким образом, что он отклоняет поток газа из сопла 608 центрального канала 600 в сторону отверстий 612 для подачи жидкости, распыляя тем самым жидкое лекарственное средство. Небольшой промежуток (или область вентури) 620 между рассеивателем 616 и дистальным концом основной части 596 штифта катетера 592 обеспечивает придание потоку благоприятных свойств для генерации аэрозоля. Рассеиватель 616 может быть присоединен к опорному корду 624, который размещается в центральном канале 600. Опорный корд 624 может использоваться для крепления рассеивателя 616 к дистальному концу распыляющего катетера 592. Опорный корд 624 может также использоваться для генерации пульсирующего потока аэрозоля с помощью возвратно-поступательных движений к рассеивателю. Следует отметить, что аэрозоль, получаемый с помощью этого варианта осуществления изобретения обладает значительной радиальной компонентой скорости, и поэтому может иметь лишь небольшую скорость в прямом направлении. Далее, к рассеивателю 616 может прикрепляться центрирующее устройство, такое как крылья 625.

На фиг. 38 приведен альтернативный вариант рассеивателя 616. На фиг. 38 рассеиватель 616 образован петлей, концы которой размещаются в двух отверстиях на конце штифта распыляющего катетера, а центральная часть размещается непосредственно перед дистальным соплом 608 для подачи газа. Петля может быть сделана из металлической или полимерной проволоки или другого материала. Петля может быть изготовлена методом экструзии или формованием.

Что касается фиг. 39, то на ней изображен альтернативный вариант системы с распыляющим катетером. Распыляющий катетер 627 размещается в интубационной трубке 628. Распыляющий катетер 627 включает коаксиально расположенные внешнюю трубку 629, среднюю трубку 630 и внутреннюю трубку 631. Жидкость, поступающая по каналу внутренней трубки 631, распыляется сжатым газом, подаваемым по внутренней области 632, образованной между внутренней трубкой 631 и средней трубкой 630. Далее, сжатый газ также подается из второго источника, который связан с кольцевой областью 633 между средней трубкой 630 и внешней трубкой 629. Второй источник подачи газа может использоваться, чтобы помочь придать потоку нужную форму и получить нужную скорость. Например, поток газа из второго источник, поступающий из внешней трубки 629, может использоваться для получения коаксиальной газовой оболочки, которая помогает снизить, до минимума столкновение распыленного аэрозоля со стенками трахеи и других воздушных проходов. В качестве альтернативы второй источник подачи газа может применяться для придания потоку аэрозоля дополнительной скорости в прямом направлении. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 39, дополнительный поток газа может подаваться из второго источника газа через область 633.

В рассмотренном выше варианте осуществления изобретения распыление осуществляется у дистального кончика катетера направлением потока сжатого газа из дистального сопла навстречу другому соплу, из которого поступает жидкое лекарственное средство. Как указано в нескольких рассмотренных ранее вариантах осуществления настоящего изобретения одним из способов доставки жидкости к дистальному соплу является использование канала, который простирается до проксимального конца катетера. Эта конструкция обеспечивает эффективное функционирование катетера для многих способов доставки лекарственных средств. В большинстве случаев дистальное сопло для подачи жидкого лекарственного средства находится в области отрицательного давления, вследствие потока через него сжатого газа. Это отрицательное давление во многих случаях достаточно для извлечения жидкости из сопла и ее распыления. Если необходима пульсация аэрозоля, то давление в газовый канал может подаваться импульсами, что приводит к импульсной генерации аэрозоля. Увеличивая давление газа, можно также увеличить выход аэрозоля.

В других ситуациях может быть предпочтительнее приложить к жидкости положительное давление, такое как у проксимального конца канала для подачи жидкости, с целью доставки жидкости к дистальному отверстию для подачи жидкости. Это положительное давление, приложенное к каналу для подачи жидкости, может быть таким же, что и приложенное к каналу для подачи газа (в частности, 241-345 кПа), или же может быть отличным (меньшим, чем давление канала для подачи газа). Если необходимо импульсное распыление жидкости, это может быть осуществлено путем приложения импульсов давления к столбу жидкости с помощью проксимального конца канала для подачи жидкости или с помощью резервуара. Может оказаться также предпочтительным синхронизировать подачу сжатого газа в газовый канал со сжатием жидкости в жидкостном канале. Помимо прикладывания импульсного положительного давления к каналу для подачи жидкости, с целью генерирования импульсов аэрозоля из дистального сопла, может оказаться предпочтительным в альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения подавать небольшое отрицательное давление сразу же после каждого импульса положительного давления, с целью извлечения жидкости у дистального сопла обратно в канал для подачи жидкости, препятствуя тем самым подтеканию жидкости. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения часть распыляющего катетера, в котором сформирован канал для подачи жидкости, может быть изготовлена из материала с низкой упругостью, чтобы передавать импульсы давления к дистальному концу с минимальным ослаблением.

Длинный канал для подачи жидкости может в ряде случаев оказаться неудобным. Например, пульсация жидкости из дистального сопла может не совпадать или не соответствовать приложению давления к проксимальному концу, вследствие ослабления импульсов давления по длине катетера. Далее, при приложении давления к проксимальному концу канала для подачи жидкости, с целью передачи давления для выделения жидкости из дистального сопла, необходимо, чтобы канал был заполнен жидкостью. В некоторых ситуациях это оказывается больше, чем требуется пациенту и может привести к напрасным потерям.

Вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг. 40, принимает эти обстоятельства во внимание за счет прикладывания давления к жидкости как можно ближе к дистальным отверстиям для подачи жидкости, при этом снижается влияние, которое оказывает упругость катетера, и ослабление давления. На фиг. 40 распыляющий катетер 652 имеет основной корпус 656, включающий канал 660 для подачи газа, который простирается от проксимального конца (не показан) до дистального отверстия 664 для подачи газа. Основной корпус 656 включает также дистальный резервуар 668 для жидкого лекарственного средства. В варианте осуществления изобретения, представленном на фиг. 40, резервуар 668 для жидкости располагается в дистальной части основного штифта 656 катетера 652. Резервуар 668 для жидкости преимущественно располагается близко к дистальному концу распыляющего катетера 652. Резервуар 668 для жидкости заполняется лекарственным средством, доставку которого необходимо осуществить. Если лекарственное средство занимает небольшой объем, то резервуар для жидкости может, соответственно, быть маленьким. Этот вариант осуществления изобретения особенно удобен для доставки небольших объемов лекарства, таких как от 0,1 до 0,5 мл, например, для разового использования. Резервуар 668 может быть предварительно заполнен на стадии изготовления катетера. Резервуар 668 может быть сформирован путем затыкания канала катетера у дистального конца. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения резервуар 668 для жидкости может также простираться до проксимального конца катетера, образуя тем самым канал для подачи жидкости, и связываться с проксимальным патрубком, как это описано для других вариантов осуществления изобретения, рассматриваемых в настоящем описании. Это может потребоваться в том случае, если канал выполнен из неэластичного материала. В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения резервуар для жидкости может быть выполнен в виде баллона, расположенного за пределами штифта катетера 656.

Фильтр 672 и пробка 676 занимают положение в дистальном конце канала/резервуара 668 для жидкости. Дистальное цилиндрическое удлинение 680 простирается от пробки 676 и связывается с каналом/резервуаром 668 для подачи жидкости. Цилиндрическое удлинение 680 имеет дистальное сопло 684, расположенное по отношению к дистальному отверстию 664 для подачи газа таким образом, что сжатый газ, выходящий из газового сопла 664, распыляет жидкость, выходящую из отверстия 684 для подачи жидкости. Дистальное отверстие для подачи жидкости может иметь накидывающийся колпачок или воскообразное покрытие, которое может открываться при использовании распыляющего катетера. В дистальной части основного штифта 656 катетера 652 канал 660 для подачи газа и канал 668 для подачи жидкости могут быть разделены гибкой растягивающейся стенкой или мембраной 688. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 40, пульсация аэрозоля достигается за счет пульсации давления газа в канале 660 для подачи газа. Когда давление в канале 660 для подачи газа высоко, оно приводит к тому, что гибкая стенка 688 между каналами 660 и 668 для подачи газа и жидкости растягивается в сторону канала 668 для подачи жидкости, что изображено на фиг. 40 пунктирными линиями. Когда это происходит, то давление из канала 60 для подачи газа передается к каналу 668 для подачи жидкости и заставляет жидкое лекарственное средство перемещаться в сторону дистального отверстия 684 для подачи жидкости. Если давление, приложенное к каналу 660 для подачи газа является низким, то растягивающаяся стенка сохраняет свое исходное положение. Следует отметить, что в том случае, когда растягивающаяся стенка 688 восстанавливает свое исходное положение, она может вызвать появление отрицательного давления у дистального отверстия 684 для подачи жидкости, что может привести к тому, что жидкость слегка оттягивается в цилиндрическое удлинение 680, снижая тем самым вероятность подтекания жидкости из кончика. Далее следует отметить, что доставка жидкости от дистального отверстия 684 для подачи жидкости может не произойти сразу же после прикладывания высокого давления газа к газовому соплу, поскольку пневматической камере 688 требуется некоторое время, чтобы расшириться. Это означает, что газ вытекает под устойчивым высоким давлением из дистального сопла для подачи газа в то время, когда жидкость начинает вытекать из дистального отверстия для подачи жидкости. Это может способствовать также более чистой доставке аэрозоля и снижению вероятности подтекания жидкости с кончика.

Альтернативный вариант распыляющего катетера 652 по настоящему изобретению, приведенный на фиг. 40, можно изготовить, используя гибкий, но неэластичный материал для стенки пневматической камеры 688. Если бы стенки пневматической камеры 688 были гибкими, но неэластичными, то сжатый газ, проходящий мимо отверстия 684 для подачи жидкости, создавал бы отрицательное давление (эффект вентури), вытягивая тем самым жидкость и распыляя ее. Непрерывная или преимущественно прерывистая подачи газа в область вентури способствует образованию этого отрицательного давления. Стенки пневматической камеры снабжены воздушным клапаном, с целью облегчения нагнетания.

Чтобы получить распыляющий катетер с деформируемыми и недеформируемыми областями, как указано выше, катетер можно изготовить совместной экструзией, используя различные соединения или полимеры, с целью оптимизировать физические свойства различных частей стенок. В процессе формирования стенок пневматической камеры предпочтительнее использовать радиацию высокой энергии, чтобы провести сшивку полимерного материала.

V. Регулирование потока аэрозоля
Приведенные выше варианты осуществления изобретения направлены на формирование оптимальной распыленной струи. Еще одним фактором, который вносит вклад в эффективность распыления, является расположение катетера относительно анатомического окружения. Например, даже если используемый распыляющий катетер формирует оптимальную струю, эффективность доставки данного катетера может быть значительно ухудшена, если поток направлен в стенку интубационной трубки, трахеи или другого воздушного прохода. Таким образом, правильное расположение, размещение и центрирование распыляющего катетера внутри тела может оказаться важным фактором, который вносит свой вклад в доставку лекарственного средства с помощью распыляющего катетера. В общем случае предпочтительнее центрировать катетер коаксиально в воздушном проходе, где он размещен.

Следует отметить, что интубационная трубка, если она присутствует, может оказать негативное воздействие на доставку аэрозоля из отдельного распыляющего катетера. Например, интубационная трубка имеет внутренний диаметр, который меньше, чем диаметр трахеи, так что если распыление происходит внутри интубационной трубки, то часть аэрозоля может ударяться о внутренние стенки интубационной трубки и, таким образом, будет потеряна. Большинство обычных интубационных трубок имеют искривленный дистальный конец, который является относительно жестким, так что когда она размещена в трахее пациента, дистальный конец интубационной трубки ориентирован в сторону от центра. Это может оказать воздействие на ориентацию распыляющего катетера, размещенного в интубационной трубке, и приводит к тому, что он направляет свой аэрозоль в стенку трахеи даже в том случае, когда распыляющий катетер располагается таким образом, что его дистальный конец расположен дистально от интубационной трубки. В общем случае желательно, чтобы частицы аэрозоля избегали столкновения на расстоянии нескольких сантиметров от того места, где аэрозоль генерируется, чтобы частицы аэрозоля могли погасить свою скорость и могли бы быть подхвачены потоком воздуха в процессе дыхания.

Вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг. 41, направлен на улучшение способа размещения распыляющего катетера с трахее пациента. На фиг. 41 интубационная трубка 700 располагается в трахее 704 пациента. Интубационная трубка 700 представляет из себя тип интубационной трубки, имеющей раздуваемую манжету 708, занимающую положение вокруг дистальной внешней части и облегчающей размещение и центрирование интубационной трубки 700 в трахее 696. Распыляющий катетер 712 проходит через интубационную трубку 700 и продолжается за пределы ее дистального конца. Распыляющий катетер может быть аналогичен любым вариантам распыляющего катетера по настоящему изобретению, рассмотренным ранее. Вокруг дистальной части 716 распыляющего катетера 712 размещается гибкое центрирующее устройство 720. Гибкое центрирующее устройство 720 включает стопорное кольцо 724, закрепленное на штифте распыляющего катетера 712, и множество манипуляторов 726, присоединенных
к кольцу 724. В одном варианте осуществления изобретения имеется три манипулятора 726. Манипуляторы 726 являются гибкими и эластичными. Манипуляторы могут изготавливаться из упруго закаленного металла или подходящей пластмассы. На конце каждого манипулятора 726, противоположно тому концу, который крепится к кольцу 724, имеется шарик 727. Гибкое центрирующее устройство 720 развертывается при первом размещении распыляющего катетера, включающего гибкое центрирующее устройство, в канале 728 интубационной трубки 700. Манипуляторы 726 изготавливаются таким образом, чтобы они принимали размер, больший, чем диаметр трахеи или воздушного прохода. Таким образом, когда центрирующее устройство размещают в интубационной трубке 700, манипуляторы упруго деформируются в сжатое состояние, при этом шарики 727 становятся ближе и штифту распыляющего катетера 712. Для развертывания центрирующего устройства, распыляющий катетер 712 выдвигают вперед из дистального конца интубационной трубки 700. Когда шарики 727 выходят из интубационной трубки, они быстро переходят в расширенное состояние и зацепляются за стенки трахеи или другого воздушного прохода. Шарики 727 имеют относительно гладкую поверхность, чтобы уменьшить раздражение или повреждение стенок трахеи или другого воздушного прохода. Когда манипуляторы находятся в расширенном состоянии, распыляющий катетер центрируется в трахее или в другом воздушном проходе так, что поток, выходящий из дистального конца распыляющего катетера, минимально контактирует со стенками трахеи или другого воздушного проходе. Если распыляющий катетер 712 необходимо вынуть, то его можно извлечь в проксимальном направлении обратно в интубационную трубку 700. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения манипуляторы изготавливают из упругой проволоки или полимера, преимущественно менее чем 0,38 мм в диаметре. Манипуляторы и/или шарики могут быть изготовлены или покрыты материалом, непрозрачным для рентгеновских лучей. Преимуществом варианта центрирующего устройства, приведенного на фиг. 41, является то, что он размещается несколько впереди от дистального конца распыляющего катетера. Это обеспечивает размещение манипулятора 726 центрирующего устройства в части трахеи или другого воздушного прохода, в который первоначально будет поступать аэрозоль. Таким образом, центрирующее устройство ориентирует дистальный конец распыляющего катетера относительно части трахеи или другого воздушного прохода за пределами дистальной трубки, помогая тем самым уменьшить удары вдоль указанной части.

На фиг. 42 приведен альтернативный вариант распыляющего катетера. Распыляющий катетер 729 используют внутри интубационной трубки, как указано ранее. Распыляющий катетер включает центрирующее устройство 730. Центрирующее устройство 730 имеет ряд манипуляторов 731, которые изготовлены таким образом, чтобы они упруго отклонялись от оси штифта катетера и зацеплялись за стенки трахеи или другого воздушного прохода пациента или внутренней части интубационной трубки, в зависимости от требуемого расположения дистального конца распыляющего катетера. На конце каждого манипулятора 731 имеются шарики 732. Проксимальные концы манипуляторов 731 образованы проволочными конструкциями 733, которые проходят по каналам 734 в штифте катетера 729. Каждый из каналов 734 имеет дистальное отверстие 735, из которого может выдвигаться манипулятор. Дистальные отверстия располагаются приблизительно на расстоянии 0,1-1 см от дистального конца штифта катетера. Проксимальные концы проволочных конструкций 733 выходят из каналов 734 распыляющего катетера через отверстия 736, которые располагаются ближе к проксимальному концу катетера в той части катетера, которая во время его использования обычно находится вне тела пациента. Таким образом, проксимальные концы проволочных конструкций 733 доступны для врача во время использования катетера. Вставляя и выдвигая проксимальные концы проволочных конструкций 733, можно установить положение той части манипуляторов 731, которые выдвигаются из отверстий 735. Таким образом, манипуляторы 731 можно установить в положение от полностью отведенного назад до полностью выдвинутого вперед, вставляя и выдвигая проксимальные концы проволочных конструкций 733. Далее, поскольку проксимальные концы проволочных конструкций 733 могут быть установлены в любом промежуточном положении от полностью отведенного назад до полностью выдвинутого вперед, то врач может по желанию подобрать удобный размер центрирующего устройства 730. Поскольку проволочные конструкции 733 должны приобрести нужную форму при выдвижении из каналов, в которых они располагаются во время размещения катетера, то они предпочтительно должны быть изготовлены из материала, обладающего свойствами запоминать форму, так чтобы требуемую развернутую форму проволочным конструкциям можно было придать в процессе их изготовления. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения проволочные конструкции могут быть сделаны из нитинола.

В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используют также второе центрирующее устройство 737. Второе центрирующее устройство 737 располагается на штифте распыляющего катетера 729 проксимально от первого центрирующего устройства 730. Второе центрирующее устройство может быть образовано из упругих крыльев, изготовленных из такого материала как пластмасса или металл, которые простираются радиально в стороны от штифта. Второе (или проксимальное) центрирующее устройство 737 помогает сохранить в нужном положении дистальную часть катетера 729.

На фиг. 43 показан еще один альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. На ней изображен распыляющий катетер 738, который может быть аналогичен катетеру 20 по фиг. 1. Распыляющий катетер 738 включает проволочную петлю 740, расположенную на дистальном конце катетера. Один конец 741 петли 740 соединен с дистальным концом штифта распыляющего катетера. Другой конец 742 проволочной петли 740 входит в отверстие 743 в штифте, которое связано с каналом 744, простирающимся до проксимального конца катетера 738. Проксимальный конец 745 проволоки выходит из канала 744 через отверстие 746 в проксимальной части распыляющего катетера, которая обычно при использовании катетера размещается вне тела пациента. Размер петли 740 варьируется путем продвижения вперед или вытягивания назад проксимального конца 745 проволоки. В этом варианте осуществления изобретения можно установить, что центрирующее устройство полностью выдвинуто, по тому, что проволоку 745 уже нельзя вынуть дальше. Положение дистального конца распыляющего катетера можно также определить по сопротивлению, которое вызвано тем, что петли или манипуляторы цепляются за дистальный конец интубационной трубки. Когда петля 740 находится в расширенном состоянии, она цепляет стенки трахеи или воздушного прохода или внутреннюю часть интубационной трубки, в зависимости от того, где находится дистальный конец распыляющего катетера. Размер проволочной петли 740 можно подобрать от полностью сложенного состояния до полностью раскрытого состояния, а также промежуточного состояния. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 43, размер петли можно подобрать для различных размеров дыхательных путей у различных пациентов или же размер петли можно подобрать для различных размеров дыхательных путей у одного и того же пациента, если врач решит переместить распыляющий катетер в другое место в респираторном тракте пациента. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на дистальном конце распыляющего катетера размещается более чем одна петля. Следует отметить, что проволочная петля 740 по указанному варианту осуществления изобретения может использоваться также для облегчения размещения над направляющей проволочной конструкцией аналогично петле 106, изображенной на фиг. 9.

На фиг. 44 и 45 приводится еще один альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. У распыляющего катетера 747 часть штифта 748 и проволочная петля 749 выдвигаются за дистальный конец штифта 748. В этом варианте осуществления изобретения проволочная петля 749 соединяется на каждом конце 750 и 751 с дистальным концом штифта 748 катетера. На штифт 748 надевается съемный чехол 752. Чехол 752 можно выдвигать вперед и назад относительно штифта 748 катетера. Если необходимо совершить маневр и переместить катетер в требуемое положение в респираторном тракте пациента, то чехол 752 выдвигают над петлей 749, поддерживая тем самым малое сечение устройства, как это показано на фиг. 45. Когда дистальный конец распыляющего катетера займет требуемое положение, чехол выдвигают назад, как показано на фиг. 44, позволяя петле 749 расшириться до полного размера и отцентрировать и согласовать положение дистального конца распыляющего катетера в респираторном тракте. В одном варианте осуществления изобретения петля 749 изготавливается из суперэластичного материала, такого как нитинол.

Как указано ранее, правильное размещение и центрирование распыляющего катетера может отказаться важным фактором, влияющим не эффективность доставки лекарств. В общем случае предпочтительнее разместить конец распыляющего катетера как можно ближе к центральной части трахеи (или других дыхательных путей, таких как бронхи). Следует также отметить, что даже если катетер может быть расположен по центру трахеи, а часть в проксимальном направлении от центрирующего устройства направлена неправильно, то это может повлиять на пространственную ориентацию кончика катетера. Эта ситуация показана на фиг. 46, где распыляющий катетер 753 расположен по центру, однако его кончик направлен неверно и не обеспечивает получение оптимальной струи. Эту потенциальную проблему можно преодолеть путем использования варианта осуществления изобретения, изображенного на фиг. 47. На фиг. 47 распыляющий катетер 754 размещен в трахее 755 пациента. Распыляющий катетер 754 выдвигается за пределы интубационной трубки 756. Первое центрирующее устройство 757 располагается на основной части штифта 760 распыляющего катетера 754 близко к дистальному концу 764. Первое центрирующее устройство 757 может быть аналогичным центрирующему устройству, изображенному на фиг. 41-45. Второе центрирующее устройство 768 расположено аксиально вдоль штифта 760 распыляющего катетера в проксимальном направлении от первого центрирующего устройства 757. Второе центрирующее устройство 768 может быть таким же, как и первое центрирующее устройство 757. Как показано на фиг. 47, эти два центрирующих устройства 757 и 768 служат не только для размещения распыляющего катетера 754 по центру трахеи, но и для позиционирования кончика распыляющего катетера, с целью направлять поток вдоль центральной оси трахеи.

Проксимальное центрирующее устройство 768 можно заменить другим типом центрирующего устройства или же с этой целью можно использовать интубационную трубку 756, как это показано на фиг. 48. Если интубационная трубка используется, чтобы помочь отцентрировать распыляющий катетер, то она может включать вытянутую закупоривающую манжету 772 или баллон, с тем чтобы коаксиально расположить ее точно в трахее. Большинство обычных интубационных трубок имеет искривляющий конец, чтобы облегчить их размещение в трахее пациента. Далее, большинство интубационных трубок является относительно жестким. Указанные факторы могут привести к неправильному размещению дистального конца интубационной трубки относительно трахеи пациента, что иллюстрируют фиг. 46 и 47. Чтобы использовать интубационную трубку для центрирования распыляющего катетера, предпочтительнее сделать кончик интубационной трубки более прямым и/или более гибким, чем в обычных интубационных трубках, с целью обеспечить нужную концентричность с закупоривающим баллоном в трахее. Интубационная трубка с более прямым и гибким кончиком показана на фиг. 48. Далее, интубационная трубка может быть снабжена центрирующим или нацеливающим устройством 776 для выравнивания распыляющего катетера 754. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 48, нацеливающее устройство образовано множеством гибких или эластичных крыльев, которые выступают за стенки интубационной трубки 756 в сторону аксиального центрального положения.

На соответствующее центрирование и нацеливание распыляющего катетера могут оказать влияние анатомические факторы. Следует отметить, что в некоторых обстоятельствах предпочтительнее разместить дистальный конец распыляющего катетера либо в бронхе легких или даже в отдельных бронхах. Размещение распыляющего конца ближе к альвеолам может усилить эффективность доставки лекарства. В том случае, когда требуется разместить кончик распыляющего катетера в двух бронхах легких, может использоваться катетер 780 с двумя кончиками, как это показано на фиг. 49. При использовании катетера с двумя кончиками, такого как катетер, изображенный на фиг. 49, центрирование или нацеливание могут иметь решающее значение, поскольку происходит сужение прохода в каждом из бронхов. С целью центрирования и нацеливания катетера с двумя кончиками, каждый из кончиков 784 и 788 может быть снабжен своим собственным центрирующим устройством, таким как 792 и 796. Указанные центрирующие устройства могут быть аналогичны центрирующим устройствам, описанным ранее. В качестве альтернативы центрирующие устройства 792 и 796 могут быть образованы с помощью манипуляторов или распорок, изготовленных из гибкого или эластичного материала, которые отгибаются от штифтов каждого из кончиков 784 и 788, как изображено на рисунке. Эти распорки могут быть меньшей длины, чтобы они проходили в более мелкие воздушные проходы или же они могут быть изготовлены таким образом, чтобы их длина могла при развертывании иметь ряд значений и их можно было приспособить к различным воздушным проходам.

Если необходимо доставить лекарственное средство в виде аэрозоля в отдельные бронхи легких, то в качестве альтернативы изготовлению распыляющего катетера с двумя кончиками 784 и 788, как это показано на фиг. 49, предпочтительнее использовать распыляющий катетер с одним распыляющим кончиком, который имеет множество отверстий или сопел, направленных в направлении нужных ответвлений.

Что касается всех рассмотренных выше центрирующих устройств, то следует отметить, что некоторая часть аэрозоля может сталкиваться с проволоками и петлями, которые образуют центрирующие устройства и, следовательно, центрирующие устройства преимущественно изготавливаются из проволоки или других материалов, имеющих маленький диаметр или сечение, чтобы свести к минимуму потери, вызванными этим столкновением. Более того, можно ожидать, что общее улучшение эффективности вследствие уменьшения столкновения аэрозоля со стенками трахеи или другого воздушного прохода более чем компенсирует какие-либо потери, вызванные столкновением с центрирующим устройством.

Другим альтернативным способом центрирования дистального конца распыляющего катетера в воздушном проходе является использование части сжатого газа для пневматического центрирующего устройства. Для центрирования катетера в дыхательном канале могут использоваться струи воздуха, генерируемые двумя или большим количеством направленных наружу отверстий, равномерно расположенных на внешней окружности распыляющего катетера рядом с его кончиком. Эта альтернатива может помочь избежать раздражения и позволяет получить дополнительные преимущества, по сравнению с физическими центрирующими устройствами.

Другим альтернативным способом, помогающим центрировать распыляющий катетер в дыхательном канале пациента, является использование баллона или проволочного центрирующего устройства, размещаемого около кончика распыляющего катетера. Баллон или проволочное центрирующее устройство может быть временно раздуто, чтобы осуществлять двойной контроль расположения кончика распыляющего катетера по отношению к кончику интубационной трубки. С этой целью распыляющий катетер выдвигают за конец интубационной трубки, используя отметки на дистальном штифте, чтобы оценить расстояние. Центрирующее устройство или баллон затем можно было бы расширить до диаметра, превосходящего диаметра интубационной трубки, и выдвигать до тех пор, пока не почувствуется, что центрирующее устройство или баллон не зацепятся за кончик интубационной трубки или же пока не будет перекрыт поток воздуха в интубационной трубке.

VI. Регулирование процесса и потока
Как указано ранее, газ, используемый для поддержания давления в канале для подачи газа, может быть чистым (в частности, 100%-ным) кислородом с давлением 241-345 кПа. Могут использоваться другие газы с другим давлением после соответствующей регулировки, с целью получения частиц требуемого размера. В случае необходимости сжатый газ может также увлажняться с помощью барботера или другого подходящего средства и подогреваться.

Что касается канала для подачи жидкости, то одним из способов перемещения жидкого лекарственного средства через распыляющий катетер является использование ручного шприца. Чтобы доставить жидкое лекарственное средство указанным способом, шприц, содержащий лекарственное средство, которое необходимо распылить, подсоединяют к каналу для подачи жидкости патрубка, связанного с проксимальным концом распыляющего катетера. Затем впрыскивают жидкость и одновременно в распыляющий катетер подают сжатый газ по каналу для подачи газа в патрубке распыляющего катетера. Использование ручного шприца вполне надежно, осуществляется достаточно просто и является предпочтительным в том случае, когда необходимо ввести небольшое количество лекарственного средства.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения жидкое лекарство поступает в распыляющий катетер из источника в сжатом состоянии. Источник под давлением для жидкого лекарственного средства может поддерживать обычно более высокое и более однородное давление. Высокое давление помогает устранять какие-либо преграды, которые могут закупоривать канал для подачи жидкости. Подача давления в жидкостный канал обеспечивает также полное удаление жидкого лекарственного средства с кончика катетера. Далее, использование источника для подачи давления к жидкости может способствовать доставке лекарства в течение более длительного периода времени или доставке лекарства, которая осуществляется импульсами или согласована по времени таким образом, чтобы она совпадала с действием вентилятора, если он используется. В предпочтительном варианте осуществления изобретения тот же источник (с давлением 345 кПа), который применяют для подачи давления к газу, может также использоваться для подачи давления к жидкости. Некоторые вентиляторы имеют вспомогательный канал, который применяют для подключения расположенных извне распылителей. Давление, передаваемое через указанный вспомогательный канал, можно использовать в качестве источника давления, чтобы привести в действие источники подачи жидкости и газа в вариантах распыляющих катетеров, рассмотренных в данном описании. В качестве альтернативы для включения другого контрольного устройства, управляющего источниками сжатого газа и находящейся под давлением жидкости, можно использовать датчик, расположенный на выходе из этого вспомогательного канала.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения генерацию аэрозоля можно синхронизировать с дыханием пациента. В одном из вариантов осуществления изобретения это можно осуществить вручную с помощью контрольного газового вентиля, расположенного на линии подачи сжатого газа на входе канала для подачи жидкости. Это может оказаться удобным в том случае, когда лекарственное средство должно быть доставлено в течение короткого периода времени, в частности, в течение нескольких циклов дыхания. В качестве альтернативы, если необходимо доставлять лекарственное средство в течение длительного периода времени, может оказаться предпочтительнее использовать систему, которая автоматически доставляет лекарственное средство из источника жидкого лекарственного средства с помощью распылителя. В таких системах поток газа и/или жидкости может приводиться в движение за счет респираторного цикла при использовании электронного датчика давления и релейного привода.

Важным фактором, связанным с эффективной доставкой лекарственного средства с помощью распыляющего катетера, является система регулирования потока для сжатия и подачи газа и жидкости к проксимальному концу распыляющего катетера. Во многих случаях предполагается, что лекарственное средство будет доставляться пациенту с помощью распыляющего катетера, который размещен у пациента на продолжительный период времени, такой как несколько часов или дней. В таких случаях будет предпочтительнее использовать систему, которая автоматически с нужной скоростью доставляет нужную дозу лекарственного средства из источника лекарственного средства к пациенту, более того, систему, которая может функционировать автоматически и без обслуживания. Далее, предпочтительно использовать средства, позволяющие определять, когда запас кончается, с тем чтобы можно было либо отсоединить распыляющий катетер либо пополнить запас. На фиг. 50 и 51 представлено несколько вариантов резервуара и системы нагнетания по настоящему изобретению для использования с распыляющим катетером.

Что касается фиг. 51, то устройство хранения и нагнетания жидкости 800 присоединено к проксимальному концу распыляющего катетера. Распыляющий катетер может быть аналогичен любому из вариантов осуществления изобретения, рассмотренных ранее. Устройство 800 имеет канал 804 для ввода газа, который может соединяться с внешним источником сжатого газа. Внешним источником сжатого газа может служить централизованная система подачи газа в больнице или это может быть другой источник. Внешний источник газа может поставлять кислород под давлением 345 кПа. Канал 804 для подвода газа связан с воздушным перепускным каналом 803, проходящим через устройство 800. Устройство 800 включает канал 812 для вывода газа, который связывается с перепускным каналом 808 для потока жидкости и который соединен с каналом для ввода газа распыляющего катетера (не показан). Канал 812 для выхода газа расположен сразу же вслед за каналом 804 для ввода газа. Ниже по течению от канала 812 для выхода газа в перепускном канале 808 для потока жидкости размещен фильтр 816. Фильтр 816 преимущественно представляет собой гидрофобный фильтр, который пропускает газ, но препятствует обратному потоку жидкости. Ниже по течению от фильтра 816 в перепускном канале 808 для потока жидкости размещается канал для инжекции и резервуар 820. Указанный канал 820 соединен с источником жидкого лекарственного средства, которое необходимо ввести в распыляющий катетер. Ниже по течению в перепускном канале 808 для потока жидкости располагается резервуар 824 с лекарством в виде капиллярной трубки. Резервуар 824 в виде капиллярной трубки изготовлен из длинной и пластичной пластмассовой трубки, приспособленной чтобы содержать источник жидкого лекарственного средства, которое необходимо доставить. В приведенном на рисунке варианте осуществления изобретения резервуар в виде капиллярной трубки состоит из спиральных витков прозрачной трубки. Ниже по течению от капиллярного трубчатого резервуара 824 размещается выход 828 для жидкости, который связан с каналом для подачи жидкости распыляющего катетера (не показан). В вариантах осуществления изобретения, приведенных на фиг. 50, прозрачная капиллярная трубка 824 обеспечивает удобный и надежный способ убедиться в том, что лекарственное средство поступает в катетер. Благодаря своей длине капиллярная трубка может содержать подходящий запас лекарственного средства. Когда обслуживающий медицинский персонал видит, что лекарственное средство кончается, то можно легко обеспечить новый запас. Прозрачная капиллярная трубка позволяет легко оценить поток лекарства путем наблюдения за перемещением вниз по трубке мениска газ - лекарство. Вместо того, чтобы полагаться на непосредственное наблюдение медицинским персоналом, можно использовать капиллярную трубку с автоматическим детектором, в частности, фотоэлементом, который подает сигнал медицинскому персоналу при обнаружении того, что лекарство в капиллярной трубке кончается, или того, что мениск перестал двигаться вследствие закупорки. Закупорку можно установить, определив повышение давления.

На фиг. 51 и 52 приведен еще один вариант устройства для хранения и нагнетания жидкости 832. Этот вариант осуществления изобретения включает ввод газа 836, перепускной канал 840 для жидкости, клапан 844 для подачи жидкого лекарственного средства, фильтр 834, секцию капиллярного канала 852 и выходное отверстие 856. В этом варианте осуществления изобретения фильтр 848 располагается ниже по течению от заполняющего клапана 844. Фильтр 848 позволяет сжатому газу оказывать давление на жидкое лекарственное средство в процессе эксплуатации, однако препятствует жидкому лекарственному средству вытекать обратно в клапан при заполнении. В указанном варианте осуществления изобретения ниже по течению от капиллярной секции 852 располагается второй канал 860 для инжекции, а ниже по течению от второго канала 860 для инжекции размещается второй фильтр 864. Второй фильтр 864 предпочтительно является фильтром с удерживающей способностью 20 микрон. Кроме того, в указанном варианте осуществления изобретения капиллярная секция 852 может включать плоскую секцию 865. Плоская секция 865 может представлять собой изделие из пластмассы, в котором прессованием, выдалбливанием или каким-либо другим способом сформирован извилистый канал. Плоская секция 865 преимущественно окрашена, чтобы обеспечить контраст с жидким раствором, который по ней протекает. Прозрачная плоская пластмассовая крышка располагается над извилистым каналом плоской секции 865, образуя закрытый канал капиллярной секции. Жидкостной канал капиллярной секции преимущественно имеет внутренний диаметр приблизительно 2 мм. Второй вход 864 представляет собой дополнительное приспособление для добавления лекарственного средства в поток жидкости, текущей по катетеру. Когда капиллярный канал секции 852 заполняется, газ используют, чтобы сжать трубку и заставить жидкость перемещаться к кончику катетера. Второй фильтр 864 играет роль ограничивающей форсунки для точного измерения потока в распыляющий катетер. Прозрачный капиллярный канал позволяет легко увидеть поток лекарства, наблюдая за перемещением мениска газ - лекарство вниз по трубке. Узкая трубка позволяет определить наличие протока даже при медленных скоростях подачи. Таким образом, можно легко увидеть любые остановки потока. Капиллярная трубчатая секция обеспечивает практически 100%-ную доставку лекарства к кончику катетера, поскольку в линиях нет мертвых пространств, за исключением канала 860 для инжекции.

В процессе дыхания пациента, которое осуществляется с использованием интубационной трубки, особенно когда трубка вставляется на длительный период времени, желательно увлажнять доставляемый воздух. Если для доставки лекарственного средства используют распыляющий катетер, как вместе с интубационой трубкой или даже без интубационной трубки, то можно применять распыляющий катетер, помимо доставки лекарства, и для увлажнения. Вариант осуществления системы подачи потока для распыляющего катетера, включающего увлажнение, приведен на фиг. 53. Достаточно большой резервуар 866 содержит стерильную воду или физиологический солевой раствор. Резервуар 866 соединяется с каналом 867 для подачи жидкости распыляющего катетера 868. Раствор подается в распыляющий катетер 868 из резервуара 866 под действием отрицательного давления на кончике катетера, гравитации, с помощью насоса в линии доставки раствора, расположенной дистально от резервуара, или подачей подходящим способом давления в резервуар.

Лекарство можно добавить в воду для увлажнения следующими способами. В первом случае лекарственное средство добавляют к изотоническому солевому раствору, находящемуся в резервуаре 866 для раствора, при этом достигается высокое разбавление и медленная продолжительная подача лекарственного средства вместе с водой. Во втором случае лекарственное средство вводят в линию подачи раствора 867 и каналом 869 для инжекции между резервуаром 866 и каналом для подачи жидкости катетера 868. Лекарственное средство можно доставить в канал для инжекции линии подачи раствора из системы хранения раствора, такой как система 800, приведенная на фиг. 50. Применяя последний способ, за конкретное время, выбранное врачом, можно доставить более концентрированную дозу лекарственного средства. Для того, чтобы предотвратить течение или диффузию лекарственного средства обратно в резервуар 866, может оказаться предпочтительнее поместить молекулярные сита, контрольный вентиль или воздухоулавливатель 870 между резервуаром 866 и каналом для инжекции.

В процессе доставки лекарственного средства в легкие или доставки воды для увлажнения может потребоваться нагреть предварительно жидкость. Это может оказаться особенно необходимым, поскольку расширяющиеся газы, которые используются при распылении жидкостей, могут поглощать тепло от тела. Чтобы разрешить эту проблему, в линии подачи жидкости 867 распыляющего катетера может размещаться нагревательный элемент 871. Указанный нагревательный элемент 871 может включать электрическую спираль, намотанную вокруг линии подачи 867, или же можно использовать поток нагретой воды в трубке, намотанной вокруг линии подачи 867. Нагревательный элемент 871 может использоваться в вариантах осуществления изобретения, которые предусматривают увлажнение, а также в вариантах осуществления изобретения, которые ее предусматривают увлажнение. В качестве альтернативы нагревательный элемент 871 может быть связан с линией подачи газа или с резервуаром 866 для жидкости.

Считается более предпочтительным применять распыляющий катетер таким образом, чтобы генерировать аэрозоль, который переносится в легкие при помощи дыхания пациента. Это требует пульсирующей генерации аэрозоля, так чтобы она по времени совпадала с дыханием пациента. Если пациенту вставлена интубационная трубка, то время распыления может быть синхронизировано с работой вентилятора. Считается, что предпочтительнее начинать распыление несколько ранее или несколько позднее наступления стадии вдоха, чтобы учесть расстояние между местом, где происходит распыление, и альвеолами. Может оказываться также предпочтительнее остановить распыление чуть ранее окончания стадии вдоха, чтобы избежать потери аэрозоля после того, как поток, вызванный вдохом, прекратился.

Эту непрерывную пульсацию аэрозоля можно осуществить с помощью системы 872, приведенной на фиг. 54 и 55. На фиг. 54 и 55 изображена часть системы управления потоком для распыляющего катетера. Проточная линия 876 имеет входной канал 880 и выходной канал 884. Проточная линия 876 может быть изготовлена из мягкой (в частности, эластичной трубки). Входной канал 880 соединен с источником жидкого лекарственного средства и, в частности, может быть связан с выходным каналом (828 или 856) резервуара для хранения жидкости, показанного на фиг. 50 - 52. Выход 884 проточной линии на фиг. 54 и 55 соединен с каналом для выхода жидкости патрубка распыляющего катетера, таким как канал 32 на фиг. 1 и 2. Вокруг части проточной линии 876 размещается приводной поршень 888. Приводной поршень 888 включает электромагнитный клапан 892, который может воздействовать на часть проточной линии 876, которая проходит через него, тем самым сжимая ее. Приводной поршень 888 подсоединен и управляется контроллером, который получает импульс от вентилятора (такого как вспомогательный канал, используемый для внешнего пульверизатора), так что приводной поршень 888 заставляет открывать закрывать проточную линию синхронно с фазами вдоха и выдоха вентилятора. Вместо электромагнитного поршня можно применять дозирующий клапан или обратный шприцевый насос.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в системе регулирования потока 872 применяется электромагнитное устройство для придания системе способности отводить жидкость назад. Пульсация потока жидкости под действием приводного поршня 888 может привести к тому, что при снижении давления часть жидкости останется в дистальном жидкостном отверстии катетера. Это может вызывать небольшое подтекание жидкости из кончика отверстия для подачи жидкости, поскольку жидкость не выбрасывается наружу под строго контролируемым давлением. Чтобы ограничить возможность появления указанного подтекания, системе управления потоком придают способность отводить жидкость назад. Способность отводить назад жидкость обеспечивается применением второго электромагнита 896, который связан с пневматической камерой 900, соединенной с линией подачи 876. Пневматическая камера соединяется с линией регулирования потока 876 ниже по течению от приводного поршня 888. В пневматической камере 900 находится небольшое количество жидкости (жидкость/газ). Пневматическая камера изготовлена из эластичного материала, который обладает способностью приобретать вновь свои размеры в расширенном состоянии. Когда приводной поршень 888 открывается, пропуская поток жидкости к дистальному концу распыляющего катетера, второй электромагнит 896 перемещается в закрытое положение, сжимая пневматическую камеру 900 и выталкивания из нее жидкость в канал подачи жидкости 876, как это показано на фиг. 54. На стадии выдоха респираторного цикла приводной поршень 888 закрывается, прерывая поток жидкости к дистальному концу распыляющего катетера. Когда приводной поршень 888 закрывается, второй электромагнит открывается, как это показано на фиг. 55. Это позволяет превматической камере 900 упруго восстановить свой размер в расширенном состоянии и, как только это происходит, она отводит жидкость из жидкостной проточной линии 876. Так как жидкостная проточная линия 876 закрывается проксимально у приводного поршня 888 в тот момент, когда пневматическая камера всасывает жидкость из жидкостной проточной линии 876, она отводит жидкость от дистального конца жидкостной проточной линии, который соединен с жидкостным каналом распыляющего катетера. Это приводит к тому, что весь столб жидкости в жидкостном канале распыляющего катетера слегка перемещается в обратном направлении (т.е. в проксимальном направлении), тем самым отводя жидкость от дистального сопла. Таким образом, при наступлении фазы вывода вентилятора, когда жидкостная проточная линия перекрывается, система регулирования потока, изображенная на фиг. 54 и 55, позволяет отводить жидкость в проточной линии в обратном направлении.

VII Избранные терапевтические приемы доставки лекарств с использованием пульверизации
При доставке лекарственного средства с помощью распыляющего катетера может оказаться необходимым доставить лекарственное средство лишь в один из бронхов легких или же только в некоторые бронхи. Причиной указанной селективной терапии является то, что лекарство требуется лишь для одной области легких. Вариант осуществления изобретения, приведенный на фиг. 56, позволяет осуществить селективную доставку лекарственного средства, используя распыляющий катетер, лишь в один из бронхов. На фиг. 56 интубационная трубка 904 размещается в трахее 908 пациента. Распыляющий катетер 912 располагается в интубационной трубке 904. Этот распыляющий катетер 904 аналогичен вариантам осуществления изобретения, рассмотренным ранее. Указанный распыляющий катетер 904 может быть и такого типа, который несъемно закреплен в интубационной трубке. Второй катетер 916 выдвинут в дистальном направлении из интубационной трубки 904. Второй катетер 916 может размещаться в вентиляционном канале 920 интубационной трубки. Второй катетер 916 включает канал, по которому можно подавать газ с низким давлением. Проксимальный конец второго катетера 916 выступает за пределы проксимального конца интубационной трубки 904 через подходящее уплотнение, такое как уплотнение, приведенное в Патенте США 5078131 (Foley). К проксимальному концу второго катетера 916 подсоединяют подходящий источник сжатого газа. Указанный источник газа может быть тем же самым источником, который используют для подачи давления в газовый канал распыляющего катетера 912. Дистальный конец 928 второго катетера 916 размещен в бронхе, который отличен от того бронха, в который необходимо доставить распыленное лекарственное средство. Сжатый газ поступает из второго катетера 916 через отверстие 936 на дистальном конце второго катетера 916. Выделение газа под давлением из дистального конца 936 второго катетера 916 приводит к тому, что уровень давления в бронхе 932 несколько выше, чем в другом бронхе. Таким образом, когда в катетере 912 генерируется аэрозоль жидкого лекарственного средства, он будет стремиться течь с потоком при вдохе из интубационной трубки 904 в тот из бронхов, в котором не размещен второй катетер 916. Таким образом, один из бронхов легких или даже выбранный бронх можно селективно снабжать лекарственным средством, используя один распыляющий катетер, размещенный в интубационной трубке.

VIII. Синхронизация процесса распыления
Как указывалось ранее, для доставки распыленного лекарственного средства в легкие предпочтительно осуществлять доставку лекарственного средства методом распыления по настоящему изобретению. На эффективность доставки лекарственного способа оказывает влияние ряд факторов. Следующие варианты осуществления настоящего изобретения нацелены на улучшение эффективности доставки лекарства путем учета некоторых из этих факторов.

Если пациенту вставлена интубационная трубка, то можно синхронизировать время импульсов распыления с дыханием пациента. В одном варианте осуществления изобретения этого можно достичь с помощью устройства сопряжения между вентилятором и распылителем. В некоторых обстоятельствах может оказаться предпочтительнее использовать другие средства инициирования распыления. Например, используемый вентилятор может не обеспечивать необходимого сопряжения. Кроме того, вентилятор может не позволить получить достаточно точную информацию о дыхании пациента для того, чтобы обеспечить максимально эффективную работу распыляющего катетера. В таких случаях для получения информации, которая может быть использована для инициирования работы и функционирования распыляющего катетера, предпочтительнее использовать один или несколько отдельных датчиков.

Что касается фиг. 57, то на ней изображен распыляющий катетер 944, размещенный в интубационной трубке 948, которая находится в трахее 952 пациента. Проксимальный конец интубационной трубки 948 соединен с вентилятором 956. Для получения физиологической информации о дыхании пациента, с целью использования для согласования времени генерации импульсов пульверизации с помощью распыляющего катетера 944, можно применять один или большее количество датчиков. Например, первый датчик 960 может быть расположен в дистальном конце интубационной трубки 948. Далее, датчик 964 может быть размещен в распыляющем катетере 944. Другой датчик 968 может размещаться в отдельном устройстве, таком как отдельный катетер 972, который расположен более дистально в дыхательной системе. Далее, датчик 976 может размещаться в вентиляторной цепи вентилятора 956 или во вспомогательном канале вентилятора, если он есть, или еще где-нибудь у пациента. Указанные датчики 960, 964, 968 и 976 могут представлять собой датчики, которые измеряют давление, расход или физиологический параметр пациента, такой как мышечный тонус, электрофизическая активность и т.п. В альтернативных вариантах осуществления изобретения может использоваться один или большее количество указанных датчиков.

Фиг. 58 и 59 изображают альтернативные варианты распыляющих катетеров, которые включают датчики. На фиг. 58 приведен распыляющий катетер 980. Указанный распыляющий катетер 980 может быть аналогичен распыляющему катетеру, изображенному на фиг. 11. Как показано на фиг. 58, основной штифт 984 содержит множество каналов, при этом канал 988, располагающийся по центру, используется для доставки жидкого лекарственного средства, а множество каналов 992, располагающихся по периферии вокруг него, используют для подачи сжатого газа. Один из периферийных каналов 996 служит не для доставки сжатого газа, а используется для контроля. Это можно осуществить, проделав отверстие 1000 в стенке основного штифта 984. Отверстие соединяется с контрольным каналом 996. Отверстие 1000 может быть открыто или же закрыто с помощью гибкой диафрагмы, которая позволяет передавать через нее давление. Датчик контроля давления может размещаться в проксимальном конце распыляющего катетера. Величину давления у дистального конца распыляющего катетера можно измерить с помощью проксимально расположенного датчика, используя контрольный канал 996. Измерение может основываться на пневматическом определении давления воздуха на дистальном конце. Вследствие воздействия дистального сопла для подачи сжатого газа, измерение давления с помощью канала 996 может использоваться для определения значительного избытка давления в целях безопасности. В качестве альтернативы канал контроля давления 996 может использоваться в те периоды времени, когда сжатый газ не подается, с целью измерения физиологического давления в воздушном канале пациента.

На фиг. 59 изображен другой вариант распыляющего катетера, позволяющего контролировать давление. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту осуществления изобретения по фиг. 58 за исключением того, что датчик 1004 располагается у дистального конца катетера 980, а именно, в отверстии 1000. В указанном варианте осуществления изобретения датчик 1004 представляет собой преобразователь давления. Контактные провода 1008 выступают в проксимальном направлении от датчика 1004 через канал 996. Вместо измерения давления датчик 1004 может измерять величину расхода у дистального конца катетера. Это может быть осуществлено с использованием пьезоэлектрических и оптических методов, измерения эффекта Холла и других методов детектирования. Датчик также может быть волоконно-оптическим датчиком.

Хотя на фиг. 58 и 59 приведено устройство контроля, связанное с распыляющим катетером, тот же тип датчика можно также использовать в интубационной трубке 948, отдельном катетере 972 или вентиляторе 956, указанных на фиг. 57, или в цепи вентилятора.

Информация, поступающая от датчика к контроллеру 1012, который осуществляет управление за узлом контроля потока 1013 системы распыляющего катетера. Узел контроля может включать устройство управления расходом 872 (показано на фиг. 55), а также осуществлять контрольные функции при сжатии газа. Контроллер 1012 может иметь предварительно заданные параметры включения или же он может настраиваться пользователем. Для управления устройством контроля расхода 1013 контроллер 1012 может использовать поток в воздушном канале, давление или физиологическую активность. Контроллер 1012 может обеспечить пульсацию одним из следующих способов: 1) с каждым импульсом доставляется контролируемый объем (болюс) лекарственного средства; 2) лекарственное средство доставляется до тех пор, пока ощущается физиологическое состояние, в частности, выдох; или 3) лекарственное средство доставляется в течение фиксированного интервала времени, например, в течение 2 секунд. Указанные способы фиксирования могут быть выбраны врачом на основе предпочтительного способа лечения с учетом состояния пациента, типа доставляемого лекарственного средства и т.п.

Может также оказаться желательным регулировать доставку аэрозоля таким образом, чтобы она не осуществлялась при каждом вдохе. Как указано ранее, одним из обстоятельств, связанных с поступлением сжатого газа, является охлаждающее воздействие, которое он оказывает на тело. Это может оказаться существенным фактором при больших скоростях потока газа. Таким образом, может оказаться предпочтительным доставлять аэрозоль через один цикл дыхания или через два цикла дыхания и т.д. В качестве альтернативы может оказаться предпочтительным доставлять аэрозоль в течение определенных промежутков времени, например, 5 минут в течение каждого часа. Таким образом, изменяя способ доставки аэрозоля, можно уменьшить связанное с ним охлаждающее воздействие.

IX. Альтернативные варианты осуществления изобретения
А. Распыляющий катетер, заключенный в интубационную трубку
Различные варианты распыляющего катетера, описанные выше, либо приспособлены для использования в сочетании с отдельной интубационной трубкой либо предназначены для использования без интубационной трубки. Если катетер применяется вместе с интубационной трубкой, то рассмотренные ранее варианты распыляющего катетера предпочтительно могут извлекаться из интубационной трубки, если она применяется. Следует отметить, что многие из вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматриваемые в настоящем описании, могут также использоваться в сочетании с распыляющим катетером, который не может быть извлечен из интубационной трубки, т.е. интубационной трубки, которая включает распыляющий катетер на ее составную часть. Интубационная трубка, которая предназначена для доставки распыленного лекарственного средства, описывается в патентной заявке, поданной Dr. Neil R. Mac Intyre 10 марта 1992, которая называется "Endotracheal Tube Adapted for Aerosol Generation at Distal End Thereof" и полное описание которой приводится здесь для справок. В соответствии с системой, разработанной Dr. Mac Intyre, заявляется интубационная трубка, которая служит для распыления лекарственного средства на ее дистальном конце. Согласно системе Dr. Mac Intyre, интубационная трубка включает два дополнительных отдельных канала помимо основного дыхательного канала, по которому перемещается поток воздуха при дыхании пациента. Лекарственное средство в жидкой форме поступает по одному из дистальных каналов, а сжатый газ подается по другому каналу. Два дополнительных канала имеют дистальные отверстия около дистального конца воздушного канала интубационной трубки. Дистальное отверстие канала для подачи сжатого газа направляет сжатый газ через дистальный канал для подачи лекарственного средства, тем самым распыляя жидкое лекарственное средство, так что оно может быть доставлено в легкие пациента. Предполагается, что настоящее изобретение охватывает варианты распыляющих катетеров, которые не могут выниматься из интубационной трубки.

B. Генерация аэрозоля с помощью пористого вещества
На фиг. 60 показан еще один катетер 1060 для получения аэрозоля. Катетер 1060 генерирует аэрозоль или напоминающий аэрозоль поток с помощью пористого или трубчатого вещества, расположенного в камере катетера. Катетер 1060 имеет основной штифт 1064 с каналом 1068, через который под давлением поступает жидкое лекарственное средство, и с каналом 1072, через который поступает газ под давлением. Пористое вещество 1076 размещается в дистальном конце штифта 1064, так что содержание обоих каналов 1068 и 1072 попадает на пористое вещество. Пористое вещество 1076 может быть пористым полиэтиленом, поставляемым компанией "Porex". Или же пористое вещество может быть полимерной трубкой или другим полимерным веществом. В дистальном направлении от пористого вещества 1076 в основном штифте 1064 размещается торцевая заглушка 1080 с отверстием 1084. Отверстие является маленьким и поддерживает положительное давление в штифте катетера и в области пористого вещества. Концевая заглушка 1080 отделяется от дистальной стороны пористого вещества 1076 небольшим промежутком 1082. Жидкость и газ, поступающие под давлением к пористому веществу 1076, мигрируют через поры зазора 1082 к отверстию 1084. Жидкость и газ перемешиваются под давлением и по мере того, как они извергаются из тонкого отверстия на конце, газ расширяется и диспергирует частицы жидкости в мелкие капли. После прохождения отверстия 1084 лекарственное средство образует очень мелкие капли, в частности, аэрозоль. Аэрозоль подается в легкие пациента аналогично тому, как это описано для рассмотренных ранее вариантов осуществления изобретения. Преимущество использования пористого вещества или губки в дистальном отверстии для подачи жидкости заключается в том, что оно уменьшает подкапывание жидкости.

C. Вторичная генерация аэрозоля
В некоторых ситуациях может оказаться желательным модифицировать первичный поток аэрозоля, генерированного распыляющим катетером. Одним из способов осуществления этого является соударение потока первичного аэрозоля с размещенным на его пути дефлектором, при этом может измениться скорость и направление потока и модифицироваться величина распределения аэрозоля, что приводит к получению вторичного аэрозоля. Соударение с соответствующим образом размещенным дефлектором может способствовать дроблению больших частиц аэрозоля и образованию аэрозольного тумана с более мелкими частицами. Дефлектор также отражает и рассеивает поток воздуха, переносящий частицы, уменьшая их скорость в прямом направлении и изменяя их направление. Это способствует уменьшению столкновений частиц аэрозоля с килем трахеи или стенками дыхательных путей и благоприятствует вовлечению частиц в поток вдыхаемого воздуха. Варианты распыляемых катетеров, содержащие дефлекторы, которые служат для генерации вторичного аэрозоля, приведены на фиг. 61-64.

Что касается фиг. 61, то распыляющий катетер 1140 имеет канал 1142 для подачи газа и канал 1144 для подачи жидкости, расположенные в штифте 1146 катетера. По газовому каналу 1144 к дистальному газовому отверстию 1148 подается сжатый воздух, а жидкостной канал 1144 передает жидкость к дистальному отверстию 1150. Дефлектор 1152 соединяется с выступающей трубкой 1154 таким образом, что дефлектор размещается дистально от отверстия 1150 для подачи жидкости. Дефлектор 1152 преимущественно располагается как можно ближе к отверстию 1150 для подачи жидкости, не мешая при этом генерации первичного аэрозоля.

Некоторая часть первичного аэрозоля, которая не разбивается на мелкие частицы, может остаться на дефлекторе 1152 и укрупняться с течением времени, образуя тонкую пленку жидкости на поверхности дефлектора 1152. Если этой пленке дать сформироваться, то она образует капли, которые либо падают или же сдуваются с дефлектора. Эти капли могут стать довольно большими и обладают невысокой терапевтической ценностью или вовсе не обладают никакой терапевтической ценностью и являются потерей раствора.

Чтобы рециклировать эту пленку раствора, дефлектор 1152 может использоваться для сбора и возврата жидкого раствора в канал 1144 для подачи жидкости. Для этого дефлектор может иметь одно или несколько отверстий 1158 или нанесенное на его поверхность пористое вещество для сбора пленки раствора. Жидкость через отверстия 1158 просачивается или фильтруется через дефлектор и связывается с каналом 1144 для подачи раствора посредством жидкостного канала, расположенного внутри удлинительной трубки 1154. Канал внутри удлинительной трубки 1154 может непосредственно связываться с каналом 1144 для подачи раствора или его отростком.

В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 61, отрицательное давление, создаваемое у распыляющего отверстия 1150 потоком газа над ним используется для возврата рециклируемого раствора из отверстия 1158 для рециклирования дефлектора посредством канала в удлинении 1154 вновь в отверстие 1150. В этом случае отверстие для рециклирования 1158 должно быть в области большего давления, чем отверстие 1150 для подачи раствора, с тем, чтобы вызвать рециклирование жидкости. Это можно осуществить, размещая отверстия 1158 для сбора на дистальной стороне дефлектора 1152 напротив отверстий для подачи раствора и газа 1150 и 1148. Поток нового раствора (из проксимально расположенного резервуара для раствора), подаваемый насосом в канал 1144 для подачи раствора, должен быть меньше, чем поток, возвращаемый из отверстий 1150 для подачи раствора, с тем, чтобы по крайней мере некоторая часть раствора из дифлектора 1152 рециклировалась в отверстие 1150.

На фиг. 62 приведен другой вариант распыляющего катетера, который включает дефлектор с целью генерации вторичного аэрозоля. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен распыляющему катетеру, изображенному на фиг. 61, за исключением того, что рециклируемая жидкость возвращается в канал 1160 для рециклирования в штифте 1146 катетера. Канал 1160 для рециклирования связывается с каналом 1144 для подачи жидкости в месте соединения 1162, а рециклируемый раствор смешивается со вновь поступающей жидкостью в канале 1144 для подачи жидкости.

На фиг. 63 изображен еще один альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту осуществления изобретения по фиг. 62 за тем исключением, что рециклируемый раствор направляется из дефлектора 1152 в канал 1160 для рециклирования, а затем в отдельное отверстие для подачи жидкости для повторного распыления. Это отверстие 1161 для подачи раствора расположено также у кончика катетера около отверстия 1148 для подачи газа, чтобы осуществить распыление. Аэрозоль, генерируемый из этого отдельного отверстия 1161, направляется в обычный дефлектор 1158, чтобы можно было разбить его на более мелкие частицы, а часть раствора вновь остается на дефлекторе и рециркулируется. В этом подходе можно устранить трудности балансирования потока нового и рециклированного раствора в одно отверстие для подачи раствора.

Что касается фиг. 64, то на ней приведен еще один вариант распыляющего катетера, включающего дефлектор для генерации вторичного аэрозоля. В указанном варианте осуществления изобретения распыляющий катетер 1170 имеет штифт 1172 с отверстием 1174 для подачи жидкости, который связан с источником жидкости 1176. Канал 1178 для подачи газа соединен с источником 1180 сжатого газа. Канал 1174 для подачи жидкости связывается с дистальным отверстием 1182 для подачи жидкости, а канал для подачи газа соединен с дистальным отверстием 1184 для подачи газа. Дефлектор 1186 размещается перед отверстием 1182 для подачи жидкости. Аэрозоль, сталкивающийся с дефлектором 1186, генерирует вторичный аэрозоль, который обтекает дефлектор 1186. Остаточная пленка жидкости перемещается вокруг дефлектора 1186 и попадает в отверстия 1190 дефлектора на дистальной стороне дефлектора 1186. Отверстия 1190 дефлектора связываются с каналом 1192 для рециклирования, который простирается через штифт катетера в резервуар 1194, размещенный вне тела, где рециклированный раствор соединяется с нерециклируемым раствором, который подается насосом из проксимально расположенного резервуара для лекарства. Поток рециклированного и нерециклированного раствора в систему должен быть тщательно сбалансирован, чтобы соответствовать количеству генерированного аэрозоля. Для достижения этого можно использовать стратегию измерения и нагнетания потока.

D. Распыляющий катетер с контейнером, содержащим сжатый газ-вытеснитель
В рассмотренных ранее вариантах осуществления изобретения лекарственное средство доставляется в жидкой форме к дистальному отверстию для подачи жидкости. В другом варианте осуществления изобретения, изображенном на диаграмме, приведенной на фиг. 65, лекарственное средство может смешиваться газом-вытеснителем, содержаться под давлением и доставляться под давлением к дистальному кончику распыляющего катетера 1198. Смесь жидкость под давлением - жидкий газ-распылитель может поставляться в контейнерах 1200 под давлением, таких как контейнеры, используемые в комплекте ингалятора, содержащего отмеренную или неотмеренную дозу. При использовании газа-вытеснителя аэрозоль можно генерировать из дистального конца 1202 катетера даже без добавления сжатого газа для распыления. Однако поступление сжатого газа 1204 из дистального конца распыляющего катетера могло бы использоваться, чтобы помочь разбить какие-либо крупные частицы лекарственного средства, а также помочь диспергировать раствор лекарства в виде аэрозоля, который доставляется по катетеру, и сформировать поток аэрозоля. Например, доставка сжатого распыляющего газа может помочь защите аэрозоля, генерированного смесью лекарственное средство - жидкий газ-распылитель и избежать потерь вследствие удара.

E. Дренажный катетер, обладающий распыляющей способностью
Как указано ранее, распыляющий катетер может как съемно, так и несъемно встраиваться в другое устройство, такое как интубационная трубка. Другим подобным устройством, к которому можно приспособить распыляющий катетер, является дренажный или аспирационный катетер. Дренажный катетер иногда используют для пациентов, которым введена интубационная трубка. Внешний диаметр и длина дренажного катетера подбираются такими, чтобы его можно было ввести через дыхательный канал интубационной трубки. Дренажный катетер используют для удаления жидкостей или слизистых секретов, накапливающихся в интубационной трубке пациента, которому она введена. Обычный дренажный катетер спускает в дыхательный канал интубационной трубки до ее дистального конца. Растворяющий или разжижающий слизь агент можно вводить по каплям в виде жидкости через канал дренажного катетера, чтобы помочь удалению слизистого секрета из трахеи или бронхов. Дренажный катетер можно извлечь из интубационной трубки и либо поместить, либо спрятать его в стерильный чехол, соединенный с проксимальным концом интубационной трубки таким образом, чтобы его можно было вновь ввести в интубационную трубку.

Распыляющий катетер можно включить в дренажный катетер таким образом, что одно устройство сможет выполнять функции дренажа и распыления для доставки аэрозоля. В альтернативном варианте осуществления изобретения распыляющий катетер, такой как катетер, рассмотренный ранее, мог бы встраиваться в дренажный катетер таким образом, чтобы один катетер мог выполнять обе функции. Это можно осуществить, снабдив любой из вариантов распыляющего катетера по настоящему изобретению, рассмотренных ранее, отдельным каналом, чтобы удалять жидкость из респираторного тракта пациента. Объединение функций дренажного катетера и распыляющего катетера в одном устройстве имеет то преимущество, что позволяет избежать затрат на отдельные изделия, а также избежать неудобств, связанных с размещением и удалением отдельных устройств.

Варианты дренажного катетера, объединенные с распыляющим катетером, представлены на фиг. 66-73. На фиг. 66-70 показано устройство дренажного катетера 1220. Комплект дренажного катетера 1220 включает штифт катетера 1222, который подвижно размещен внутри гибкого чехла 1224. Дренажный канал 1225 проходит через весь штифт 1222 дренажного катетера. Проксимальный патрубок 1226 включает вход 1228 для подсоединения источника вакуума ко входному каналу 1225 дренажного катетера. Функции вентиля 1230 заключаются в том, чтобы открывать и закрывать входной канал 1287. Дистальная муфта 1232 обеспечивает соединение с такой интубационной трубкой, что в нее можно поместить дренажный катетер 1222 путем проталкивания проксимального патрубка 1226 по направлению к дистальной муфте 1232. Дистальная муфта 1232 может включать патрубок для соединения с промывным отверстием 1233. Уплотнение 1235, размещенное в муфте 1232, тесно соприкасается со штифтом дренажного катетера, с целью удаления слизистых или других нежелательных веществ, которые можно убрать, используя промывное отверстие 1233. Чтобы уменьшить адгезию слизистого секрета, штифт дренажного катетера может быть снабжен покрытием, характеризующимся низким коэффициентом трения, т.е. гидрофильным покрытием.

Комплект дренажного катетера 1220 включает два дополнительных канала 1234 и 1236. Эти каналы 1234 и 1236 размещаются в стенке штифта дренажного катетера 1232. Указанные каналы 1234 и 1236 соединяются с дистальными отверстиями 1238 и 1240, размещенными на дистальном конце штифта 1222 дренажного катетера. Эти каналы 1234 и 1236 используются для доставки жидкого лекарственного препарата и сжатого газа для распыления жидкого лекарственного препарата, как это описано ранее. Кроме того на дистальном конце штифта дренажного катетера имеются дренажные отверстия 1242.

Комплект дренажного катетера 1220 может использоваться обычным способом для удаления слизистого секрета из трахеи и бронхов. Комплект дренажного катетера 1220 может также использоваться для доставки в легкие лекарственного средства в виде аэрозоля с помощью каналов 1234 и 1236 для распыления. Каналы для распыления могут использоваться также для доставки растворяющего или разжижающего слизь агента в виде аэрозоля. Поскольку аэрозоль, состоящий из мелких частиц, может быть доставлен в бронхи вместе с потоком воздуха при дыхании пациента, растворяющий или разжижающий слизь агент может быть глубже доставлен в бронхи, по сравнению с дренажным катетером, который позволяет просто закапывать растворяющий слизь агент или создает его грубый поток. Далее, скорость подачи, которую обеспечивает канал для подачи сжатого газа, может использоваться, чтобы помочь разбить слизь на конце дренажного катетера.

При использовании комплекта дренажного катетера 1220 его можно расположить таким образом, что дистальный конец штифта 1222 дренажного катетера оказывается рядом с дистальным концом интубационной трубки 1250, как это показано на фиг. 68, или же в качестве альтернативы штифт 1222 дренажного катетера можно расположить таким образом, то он выдвигается за дистальный конец интубационной трубки 1250, как это показано на фиг. 70. Как видно из фиг. 80, штифт 1222 дренажного катетера может иметь искривленный дистальный конец, так что дистальный конец можно приблизить к стенке трахеи.

Вместо того, чтобы включать канал для распыления в стенку дренажного катетера, предпочтительнее во многих случаях использовать обычный дренажный катетер с автономным распыляющим катетером. Автономный распыляющий катетер может быть аналогичен любому из рассмотренных ранее вариантов осуществления настоящего изобретения. Дренажный катетер и распыляющий катетер легко использовать вместе с альтернативным вариантом патрубка, приведенного на фиг. 71-73.

Что касается фиг. 71, то интубационная трубка 1252 имеет проксимальный конец с одним входным каналом 1254. Дренажный катетер 1256 имеет на конце дистальный патрубок 1258. Дистальный патрубок 1258 может представлять собой часть дренажного катетера 1256 или же может быть выполнен в виде отдельного компонента. Клапан 1258 дренажного катетера соединен с одним каналом 1254 интубационной трубки 1252. Клапан 1258 имеет первых вход 1260 для подсоединения к вентилятору и второй вход 1264 для соединения с проксимальным концом распыляющего катетера 1266. Как показано на фиг. 71, распыляющий катетер 1266 имеет стерильный чехол 1267, который аналогичен чехлу, имеющемуся у дренажного катетера 1262. В варианте осуществления изобретения, приведенном на фиг. 71, дренажный катетер 1256 и распыляющий катетер 1266 размещаются поочередно внутри интубационной трубки 1252. Дренажный катетер или распыляющий катетер можно временно извлекать и хранить в их стерильных чехлах в то время, пока используется второй катетер.

Что касается фиг. 72, то на нем приведено другое приспособление для подсоединения дренажного катетера и распыляющего катетера к интубационной трубке. В этом варианте осуществления настоящего изобретения патрубок 1270 соединяется с проксимальным концом интубационной трубки 1252. Патрубок 1270 имеет входной канал 1274 для размещения распыляющего катетера 1266 и второй входной канал 1276. Дистальный патрубок 1278 дренажного катетера 1280 соединяется со вторым входным каналом 1276. Патрубок 1278 дренажного катетера имеет входной канал 1282, для подсоединения к вентилятору. Это приспособление используют аналогично приспособлению, изображенному на фиг. 71.

На фиг. 73 приведено другое приспособление для подсоединения дренажного катетера и распыляющего катетера к интубационной трубке. В этом приспособлении проксимальный конец интубационной трубки 1252 имеет два входных канала. Первый входной канал 1284 служит для приема распыляющего катетера 1266. Второй входной канал 1286 может либо непосредственно подсоединяться к вентилятору либо может быть соединен обычным образом с дистальным концом дренажного катетера (не показан).

В другом альтернативном варианте осуществления изобретения (не показан) распыляющий катетер можно разместить глубже в дренажном канале дренажного катетера.

На фиг. 74 изображен еще один вариант дренажного катетера, также включающего распыление аэрозоля. На фиг. 74 дренажный катетер 1400 выступает из вентиляционного канала интубационной трубки 1250. Дренажный катетер 1400 включает дистальные дренажные отверстия 1402, расположенные близко к дистальному концу штифта дренажного катетера. Вдоль штифта дренажного катетера в проксимальном направлении от дренажных отверстий 1402 располагаются одна или несколько пар отверстий 1404 для подачи жидкости и газа. Пары отверстий 1404 размещены относительно друг друга таким образом, чтобы генерировать аэрозоль жидкости, которая доставляется к отверстиям для подачи жидкости, как в предыдущих вариантах осуществления настоящего изобретения. Отверстия 1404 для распыления ориентированы радиально от штифта дренажного катетера так, чтобы направлять аэрозоль, поступающий из отверстий для распыления 1404, в сторону стенок воздушного прохода. В варианте осуществления настоящего изобретения доставляемым аэрозолем является растворяющий или разжижающий слизь агент. Дренаж, который осуществляется дренажными отверстиями, приводит к удалению растворяющего слизь агента, поступающего из отверстий для распыления, вместе со слизью, обработанной растворяющим слизь агентом, в дистальном направлении через дренажные отверстия 1402.

Другой вариант дренажного катетера, способного доставлять аэрозоль, приведен на фиг. 75. Дренажный катетер 1410 размещается в вентиляционном канале интубационной трубки 1250. Как и в предыдущих вариантах осуществления настоящего изобретения, дренажный катетер 1410 имеет дистальное дренажное отверстие 1412 для удаления слизи из воздушного прохода. Далее, дренажный катетер 1410 включает также дистальные отверстия для подачи газа и жидкости, расположенные в непосредственной близости друг к другу, чтобы генерировать аэрозоль. Отверстия для подачи жидкости и газа размещаются в дистальном удлинении 1416 штифта дренажного катетера, так что они располагаются дистально от дренажных отверстий 1412. Жидкостные и газовые распыляющие отверстия 1414 ориентированы в проксимальном направлении к дренажным отверстиям 1412. Дистальное удлинение 1416 изготовлено таким образом, чтобы отверстия 1414 для распыления находились близко к стенке воздушного прохода, так что аэрозоль, подаваемый из отверстий 1414 для распыления, орошает стенки воздушного прохода. Как и в предыдущем варианте осуществления настоящего изобретения, аэрозоль может представлять собой растворяющий или разжижающий слизь агент, чтобы облегчить удаление слизи из воздушного прохода. Поток сжатого газа может использоваться для облегчения удаления слизи со стенок воздушного прохода.

F. Распыление с помощью вибрации
Вибрационная насадка, решетка с расположенными на ней многочисленными отверстиями или перфорациями, или вибрирующая проволока, расположенные на дистальном кончике распыляющего катетера, также могут использоваться чтобы облегчить получение аэрозоля с маленькими частицами. Колебания можно генерировать с применением электромеханических, гидравлических, пневматических или пьезоэлектрических приспособлений. Колебания можно генерировать на кончике катетера, в штифте или вне тела пациента. Один из вариантов распыляющего катетера, имеющего вибрирующий кончик, представлен на фиг. 76. Распыляющий катетер 1300 включает штифт 1302, по которому идут канал 1304 для подачи жидкого лекарственного препарата и канал 1306 для подачи сжатого газа. Канал 1304 для подачи жидкости связывается с дистальным отверстием 1308 для подачи жидкости, а канал 1306 для подачи газа соединяется с дистальным отверстием 1310 для подачи газа, размещенным на дистальном конце штифта распыляющего катетера. Отверстия 1308 и 1320 на кончике могут быть просверлены или образованы в пьезоэлектрическом материале 1314 или же могут быть просверлены или сформированы на вставке, пластине, трубке или экране, механически присоединенных к кончику таким образом, что колебания материала передаются отверстиям. Хотя могут вибрировать как отверстия для подачи газа, так и отверстия для подачи жидкости, в качестве альтернативы могут вибрировать лишь отверстия для подачи жидкости. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения может вибрировать целиком весь штифт катетера, так что колебания передаются к его кончику. Колебания могут быть усилены механически, с целью увеличения амплитуды колебаний сопла. Два токоведущих провода 1316 и 1318 могут использоваться для подачи биполярных или униполярных импульсов от генератора, размещенного вне тела пациента, и контрольной цепи к пьезоэлектрическому материалу 1314. Амплитуду и частоту колебаний сопла можно подобрать таким образом, чтобы оптимизировать получение аэрозоля в зависимости от скоростей потоков газа и жидкости, конфигурации сопла и требуемого размера частиц аэрозоля. Генератор должен быть снабжен датчиком утечки тока, который прерывает работу при обнаружении утечки тока в системе. Колебания могут быть импульсными, чтобы совпадать с дыханием и чтобы можно было контролировать выделение тепла у кончика. Одно или большее количество каналов и отверстий для подачи газа у кончика катетера могут использоваться, чтобы облегчить диспергирование и перемещение частиц, образующихся у вибрационной насадки.

В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения вибрационная насадка может приводиться в колебательное состояние с помощью подсоединенной к насадке вибрирующей проволоки, которую заставляет колебаться генератор, подсоединенный к проксимальному концу. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения вибрирующая проволока, аналогичная вибрирующей проволоке, приведенной на фиг. 16-19, может выступать в дистальном направлении из невибрирующего сопла и вызывать образование аэрозоля из жидкости, подаваемой из сопла, которая ударяется о вибрирующую проволоку. В еще одном варианте осуществления изобретения кончик может приводиться в колебательное состояние дистанционно, в частности, с помощью магнитного поля.

Доставка жидкости к кончику катетера также может осуществляться в виде коротких импульсов, чтобы из сопла для подачи раствора могли выбрасываться маленькие капельки жидкости. Это может способствовать образованию аэрозоля с более мелкими частицами, чем при подаче непрерывного потока раствора к соплу. Пульсацию можно осуществить, быстро растягивая или сжимая целиком или частично резервуар раствора (в том числе каналы). Расширение и сжатие резервуара можно вызвать с помощью электромеханических, гидравлических, пневматических или пьезоэлектрических пускателей, которым придана форма резервуара и которые находятся внутри резервуара или перемещают гибкие части резервуара. Такой вариант осуществления изобретения представлен на фиг. 77. Распыляющий катетер 1500 включает штифт, имеющий канал 1502 для подачи газа, соединенный с источником 1504 сжатого газа, и канал 1506 для подачи жидкого лекарственного препарата, соединенный с источником 1508 жидкого лекарственного препарата. Внутри источника 1508 жидкого лекарственного препарата находится устройство для генерации волн сжатия и пульсации в жидкости. Волны жидкости обозначены числом 1509. Устройство для генерации волн может представлять собой преобразователь 1510 или другое аналогичное устройство. Устройство для генерации колебаний 1510 может приводиться в действие генератором колебаний 1513 с частотой более 100 Гц. Колебания, которые генерируются в жидкости, могут быть сфокусированы или направлены в сторону дистального сопла 1514 для подачи жидкости.

В том случае, когда колебания генерируются проксимально от кончика, штифт распыляющего катетера может включать механическое устройство в штифте или рядом с вибрационными насадками, способными передавать или усиливать колебания. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 77, проволока 1516 может выдвигаться из устройства 1510 для генерации пульсаций в канал 1506 для подачи жидкости, чтобы облегчить передачу колебаний 1509 к дистальному соплу 1514. Колебания, которые передаются жидкости, могут использоваться для генерации аэрозоля у дистального сопла 1514 для подачи жидкости или в качестве альтернативы могут использоваться в сочетании со сжатым газом, поступающим по каналу 1502 для подачи газа, чтобы облегчить образование аэрозоля. Амплитуда и частота колебаний насадки могут быть подобраны таким образом, чтобы оптимизировать получение аэрозоля в соответствии с потоком газа и жидкости, конфигурации сопла и требуемого размера частиц аэрозоля.

Объем жидкости, диспергированной из сопла 1514 для подачи жидкости с каждым импульсом, должен быть приблизительно меньше 10 микролитров, а пульсация должна осуществляться с частотой более 100 Гц, однако для получения аэрозоля с более мелкими частицами могут использоваться меньшие объемы жидкости и более высокие частоты. Резервуар и каналы предпочтительно изготавливаются из материала, обладающего минимальной эластичностью, чтобы обеспечить минимальное ослабление колебаний. Отверстие для подачи газа у кончика катетера может использоваться для облегчения диспергирования и перемещения частиц, получаемых у отверстия для подачи жидкости. Эти микропульсации могут объединяться в серии с паузами между ними таким образом, чтобы совпадать с фазами дыхания пациента.

G. Другие способы генерации аэрозоля
В приведенных выше вариантах осуществления изобретения описываются распыляющие катетеры, в которых аэрозоль генерируют, направляя сжатый газ через катетер около отверстия, из которого подается подвергаемая распылению жидкость. Подразумевается, что в объем притязаний по настоящему изобретению входит использование других средств или агентов для генерации аэрозоля, с целью доставки лекарственного средства в респираторный тракт. Например, рассмотренные ранее варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться в сочетании с устройствами, в которых применяются способы генерации аэрозоля жидкого лекарственного препарата. Жидкость, доставляемую одним каналом для подачи жидкости, можно распылить, применяя ультразвуковую энергию, электрораспыление, водяной пар или микронасос, аналогичный микронасосам, которые применяются в принтерах струйного типа. Эти альтернативные способы распыления жидкости могут заменить использование сжатого газа в некоторых рассмотренных ранее вариантах осуществления изобретения или же могут быть объединены с использованием сжатого газа или друг с другом для получения аэрозоля жидкого лекарственного средства.

Рассмотренные в настоящем описании варианты распыляющего катетера могут также использоваться в других типах распылителей, которые используются вне дыхательной системы пациента, таких как малосъемные распылители, увлажняющие распылители или распылители, используемые для назначения через глаза или нос. При использовании в других типах распылителей варианты распыляющего катетера, приведенные в настоящем описании, обеспечивают получение аэрозоля с мелкими частицами и не обладают потенциальными недостатками, вызванными ударением жидкости о диафрагму или связанными с постоянным рециклированием жидкого лекарственного препарата, что характерно для таких распылителей.

Подразумевается, что приведенное ранее подробное описание следует рассматривать скорее как поясняющее, а не лимитирующее настоящее изобретение, и следует понимать, что приведенная далее формула изобретения, включающая все эквивалентные схемы, определяет объем притязаний по настоящему изобретению.

Формула изобретения

1. Способ доставки лекарственного средства в дыхательную систему пациента, предусматривающий размещение интубационной трубки в дыхательной системе пациента, отличающийся тем, что размещают распыляющий катетер в дыхательной системе пациента и используют распыляющий катетер для получения аэрозоля лекарственного средства у дистального конца распыляющего катетера, при этом интубационная трубка находится в дыхательной системе пациента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что использование распыляющего катетера далее включает подачу жидкого лекарственного средства к первому отверстию, расположенному у дистального конца распыляющего катетера, и подачу сжатого газа ко второму отверстию, расположенному у дистального конца распыляющего катетера рядом с первым отверстием, для получения аэрозоля жидкого лекарственного средства у первого отверстия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что использование распыляющего катетера далее включает подсоединение контейнера под давлением, содержащего смесь лекарственного средства и жидкого газа-вытеснителя, к проксимальному концу распыляющего катетера, подачу смеси лекарственного средства и жидкого газа-вытеснителя через первый канал распыляющего катетера к первому дистальному отверстию, расположенному у дистального конца распыляющего катетера, и подачу сжатого газа через второй канал распыляющего катетера ко второму отверстию, расположенному у дистального конца распыляющего катетера в непосредственной близости от первого отверстия для усиления процесса образования аэрозоля из лекарственного средства, поступающего из первого отверстия.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сжатый газ из второго отверстия направляют навстречу лекарственному средству и газу-распылителю, подаваемым из первого дистального отверстия.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют центрирование распыляющего катетера в интубационной трубке.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что размещение распыляющего катетера осуществляют через вспомогательный канал интубационной трубки.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют извлечение распыляющего катетера, в то время как интубационная трубка остается размещенной в дыхательной системе пациента.

8. Способ по п.2, отличающийся тем, что создают пульсацию доставляемой жидкости.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что пульсацию осуществляют с частотой более 100 Гц.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что пульсацию прикладывают к проксимальному резервуару, из которого подают жидкое лекарственное средство.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что пульсация связана с подачей менее 10 мкл жидкого лекарственного средства.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что использование распыляющего катетера далее включает подачу электрического сигнала к дистальному концу распыляющего катетера для генерирования аэрозоля у указанного дистального конца.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют подачу коаксиального потока воздуха к дистальному концу распыляющего катетера, вызывая образование аэрозоля у дистального конца.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют увлажнение дыхательной системы пациента.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют балансирование потока воздуха у дистального конца распыляющего катетера путем удаления воздуха через канал для подачи вакуума, проходящий через распыляющий катетер.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что размещение распыляющего катетера далее включает получение сигнала о размещении распыляющего катетера относительно интубационной трубки.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что сигнал является тактильным сигналом.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что получение сигнала далее включает получение сигнала об изменении давления у дистального конца интубационной трубки, как только мимо него проходит дистальный конец распыляющего катетера.

19. Способ доставки лекарственного средства в одно или оба легких пациента, которому не вставлена интубационная трубка, отличающийся тем, что размещают распыляющий катетер в дыхательной системе пациента и используют его для получения аэрозоля лекарственного средства у дистального конца.

20. Способ доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, отличающийся тем, что распыляют лекарственное средство у дистального конца катетера, размещенного в респираторном тракте пациента, при этом дистальный конец катетера нацелен в первом направлении, и нацеливают поток газа на распыленное лекарственное средство в направлении, противоположном первому.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что первое направление на стадии распыления является дистальным направлением.

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что первое направление на стадии распыления является проксимальным направлением.

23. Способ по п.20, отличающийся тем, что стадия нацеливания характеризуется направлением потока газа от дистального конца интубационной трубки.

24. Способ по п.20, отличающийся тем, что указанный поток газа образован потоком воздуха при вдохе пациента через интубационную трубку.

25. Способ доставки лекарственного средства к разветвленному участку дыхательной системы пациента, отличающийся тем, что размещают катетер в ветвь дыхательной системы человека, которая ведет к участку, отличному от участка, к которому будет доставляться лекарственное средство, подают поток воздуха через катетер и распыляют лекарственное средство в дыхательной системе проксимально от того места, куда направляется поток воздуха, при этом поток распыленного лекарственного средства подают на участок без катетера.

26. Катетер для доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, отличающийся тем, что имеет штифт катетера, выполненный с проксимальным концом и дистальным концом, канал по штифту катетера и соединение у проксимального конца с входным каналом для приема лекарственного средства в жидкой форме и соединение у дистального конца с дистальным отверстием, из которого выходит лекарственное средство; приспособление для распыления лекарственного средства, выходящего из дистального отверстия, для получения потока аэрозоля, состоящего из частиц лекарственного средства, и устройство для модификации потока аэрозоля, состоящего из частиц лекарственного средства.

27. Катетер по п. 26, отличающийся тем, что модифицирующее устройство включает отверстие для подачи вакуума рядом с дистальным отверстием, из которого выходит лекарственное средство, для удаления воздуха из распыленного аэрозоля.

28. Катетер по п. 26, отличающийся тем, что модифицирующее устройство выполнено с приспособлением для уменьшения скорости частиц.

29. Катетер по п. 26, отличающийся тем, что модифицирующее устройство выполнено с приспособлением для увеличения ширины потока аэрозоля.

30. Катетерная система для доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, отличающаяся тем, что имеет штифт катетера, выполненный с проксимальным концом и дистальным концом; проходящий через штифт канал, соединяющийся у проксимального конца со входным каналом для введения лекарственного средства в жидкой форме и соединяющийся у дистального конца с дистальным отверстием, из которого может выводиться лекарственное средство, устройство для распыления лекарственного средства, которое выводится из дистального отверстия, устройство для управления потоком, соединенное с входным каналом, выполненное с проточной линией, связанной с входным отверстием, при этом проточная линия заполнена лекарственным препаратом, и вентилем, соединенным с проточной линией, для вызова пульсирующей подачи лекарственного средства через проточную линию.

31. Катетерная система по п.30, отличающаяся тем, что устройство для управления потоком выполнено с участком возврата жидкости, связанным с проточной линией, при этом участок возврата жидкости организован так, чтобы вызвать обратный поток жидкости через контроллер проточной линии, синхронизированный с пульсирующей подачей жидкости.

32. Катетер для доставки аэрозоля в легкие пациента, отличающийся тем, что имеет штифт, выполненный с внешним цилиндрическим элементом конструкции, ограничивающим первый канал и заканчивающимся у дистального конца в первом дистальном отверстии; внутренним цилиндрическим элементом конструкции, ограничивающим второй канал, при этом внутренний цилиндрический элемент конструкции размещен в первом канале и заканчивается у дистального конца во втором дистальном отверстии, патрубком, присоединенным к проксимальному концу штифта, выполненным с первым входным каналом, связанным с первым каналом для подачи сжатого газа во внутренней области между внутренними и внешними цилиндрическими элементами конструкции, и вторым входным каналом, соединяющимся со вторым каналом для подачи жидкого лекарственного средства, при этом второе дистальное отверстие ориентировано относительно первого дистального отверстия, для распыления лекарственного средства из дистального кончика катетера.

33. Катетер по п.32, отличающийся тем, что имеет способный извлекаться стержень, размещенный во втором канале.

34. Катетер для доставки аэрозоля лекарственного средства в легкие пациента, отличающийся тем, что имеет штифт, содержащий первый канал, расположенный в центре штифта и приспособленный для доставки жидкого лекарственного препарата, множество каналов, расположенных по периферии вокруг первого канала и приспособленных для подачи газа, дистальное сопло для подачи жидкости, соединяющееся с первым каналом, и множество дистальных отверстий для подачи газа, соединенных с множеством каналов, при этом множество дистальных отверстий для подачи газа ориентировано относительно дистального отверстия для подачи жидкости так, чтобы распылять жидкое лекарственное средство, выделяемое из канала для подачи жидкости.

35. Катетерная система для доставки аэрозольной терапии в легкие пациента, отличающаяся тем, что имеет автономный распыляющий катетер, выполненный с дистальным концом для размещения в дыхательной системе пациента и проксимальным концом, при этом автономный распыляющий катетер включает штифт катетера, канал для подачи сжатого газа, проходящий через штифт катетера, дистальное отверстие для выхода газа, связанное с каналом для подачи сжатого газа, причем дистальное отверстие для выхода газа расположено у дистального конца распыляющего катетера, канал для подачи лекарства, проходящий вдоль по крайней мере части штифта катетера, и дистальное отверстие для подачи лекарства, соединенное с каналом для доставки лекарства, причем дистальное отверстие для подачи лекарства размещено в непосредственной близости от дистального отверстия для выхода газа, так что газ, поступающий из дистального отверстия для выхода газа, распыляет лекарство, подаваемое из дистального отверстия для подачи лекарства.

36. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет интубационную трубку, выполненную с вентиляционным каналом, по которому может перемещаться распыляющий катетер.

37. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет интубационную трубку, выполненную с вентиляционным каналом и вспомогательным каналом, расположенным рядом с вентиляционным каналом, при этом вспомогательный канал имеет дистальное отверстие в вентиляционный канал, так что дистальный конец вспомогательного канала выходит в вентиляционный канал рядом с его дистальным концом, а распыляющий катетер выполнен с возможностью прохода через вспомогательный канал.

38. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет центрирующее устройство, размещенное на штифте катетера близко к дистальному концу.

39. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что центрирующее устройство имеет размер в расширенном состоянии и размер в сжатом состоянии, причем оно принимает размер в расширенном состоянии тогда, когда оно развертывается в воздушном проходе.

40. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что центрирующее устройство имеет более одного размера в расширенном состоянии.

41. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что центрирующее устройство имеет размер в расширенном состоянии, который может быть скорректирован после развертывания.

42. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что центрирующее устройство включает газовые отверстия для центрирования.

43. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что распыляющий катетер включает клапан, размещенный по крайней мере в одном из каналов.

44. Катетерная система по п.43, отличающаяся тем, что клапан размещен по крайней мере в одном из дистальных отверстий.

45. Катетерная система по п.43, отличающаяся тем, что клапан выполнен с возможностью управления от проксимального конца распыляющего катетера.

46. Катетерная система по п.43, отличающаяся тем, что клапан выполнен с возможностью привода в действие дистального конца катетера.

47. Катетерная система по п.43, отличающаяся тем, что клапан образован эластично закрывающимся кончиком.

48. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет ограничитель на проксимальной части штифта катетера.

49. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет градуированные метки на штифте катетера.

50. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет замковые соединители люерного типа на проксимальных входных каналах, соединенных с каналом для подачи сжатого газа и каналом для подачи лекарства.

51. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет самозакрывающиеся проксимальные входные каналы, соединенные с каналом для подачи сжатого газа и каналом для подачи лекарства.

52. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет средство для очистки от закупорок у дистального конца катетера.

53. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет способный извлекаться стержень, расположенный по крайней мере в одном из указанных каналов.

54. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет полоску на штифте катетера.

55. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет дефлектор, размещенный у дистального конца распыляющего катетера перед отверстиями.

56. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что штифт катетера включает проходящий через него третий канал и оптический волновод, проходящий через указанный третий канал.

57. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что по крайней мере часть штифта, окружающего канал для доставки лекарства, изготовлена из материала, обладающего низкой эластичностью, так что контроль у дистального отверстия для выделения лекарства за потоком жидкости, поступающей по каналу для доставки лекарства, более важен, чем контроль за потоком у его дистального конца.

58. Катетерная система по п.35, отличающаяся тем, что имеет вибрирующий материал, размещенный рядом с дистальным отверстием.

59. Катетерная система по п.58, отличающаяся тем, что вибрирующий материал является пьезоэлектрическим материалом, который соединен с по крайней мере одним электрическим проводником, проходящим через штифт катетера.

60. Дренажный катетер для использования в интубационной трубке, размер которого подбирается таким, чтобы его можно было разместить в вентиляционном канале интубационной трубки, выполненный с аспирационным каналом для удаления слизи из респираторного тракта пациента, которому введена интубационная трубка, отличающийся тем, что имеет канал для подачи сжатого газа, проходящий по стенке дренажного канала рядом с аспирационным каналом, дистальное отверстие для выхода газа, соединяющееся с каналом для подачи сжатого газа и размещенного у дистального конца дренажного катетера, канал для подачи лекарства, проходящий по стенке дренажного катетера рядом с аспирационным каналом, и дистальное отверстие для подачи лекарства, соединенное с каналом для подачи жидкости, при этом отверстие для подачи лекарства размещено проксимально к дистальному отверстию для выхода газа, так что газ, выходящий из дистального отверстия для выхода газа, распыляет лекарство, выделяемое из дистального отверстия для подачи лекарства.

61. Дренажный катетер по п.60, отличающийся тем, что дистальное отверстие для выхода газа и дистальное отверстие для подачи лекарства ориентированы проксимально относительно дистального дренажного отверстия, которое соединено с аспирационным каналом.

62. Дренажный катетер по п.60, отличающийся тем, что дистальное отверстие для выхода газа и дистальное отверстие для подачи лекарства ориентированы радиально относительно оси дренажного катетера.

63. Способ изготовления катетера для распыления жидкости с помощью газа, имеющего близко расположенные дистальные отверстия, размеры которых и расстояния между которыми выполнены с малыми допусками, отличающийся тем, что получают методом экструзии полимерную многоканальную трубку с относительно большими размерами, нагревают часть трубки до температуры перехода указанной трубки, осуществляют вытяжку указанной части трубки для получения конусообразной части с величиной вытяжки в интервале от 2 : 1 до 20 : 1, так что каналы в конусообразной части все более сближаются между собой, и формируют множество отверстий у дистального конца конусообразной части, при этом размер множества отверстий подбирают таким образом, чтобы распылять жидкость, поступающую по одному из указанных каналов, с образованием аэрозоля с помощью газа, подаваемого по другому из указанных каналов.

64. Способ по п.63, отличающийся тем, что формирование множества отверстий далее включает разрезание дистального конца конусообразной части.

65. Способ по п.63, отличающийся тем, что осуществляют разрезание трубки до нужного размера для получения штифтовой части распыляющего катетера.

66. Способ по п.63, отличающийся тем, что воздействуют радиацией высокой энергии на часть указанной трубки.

67. Способ по п. 63, отличающийся тем, что катетер используют в дыхательной системе.

68. Способ по п.63, отличающийся тем, что нагревание далее включает нагревание трубки до температуры в интервале от расплавленного состояния до ее стеклообразного состояния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77