Аэрозоль для инвазивной механической вентиляции легких при covid-19

Изобретение относится к медицине, в частности к области реанимации, пульмонологии, фармакологии и фармации, и может быть использовано для срочной санации дыхательных путей при атипичной пневмонии, вызванной коронавирусом и осложненной обструктивным гнойным бронхитом. Аэрозоль для инвазивной механической вентиляции легких при COVID-19 включает, в мас.%: 2-10% натрия гидрокарбоната, 0,3-0,5% перекиси водорода, 0,5% лидокаина гидрохлорида и остальное - вода для инъекций, при рН 8,5, осмотической активности 370-1990 мОсмоль/л воды и локальной температуре +37 - +55°С. Использование предлагаемого средства обеспечивает срочное устранение симптомов обструктивного бронхита, улучшение проходимости дыхательных путей для дыхательных газов, повышение эффективности легочной оксигенации крови при искусственной вентиляции легких и уменьшение степени гипоксии у реанимационных пациентов.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к области пульмонологии, реанимации, фармакологии и фармации, и может быть использовано для срочного бронхиального лаважа при атипичной пневмонии с обструктивным гнойным бронхитом, вызванном коронавирусом, с целью срочного улучшения проходимости дыхательных путей для дыхательных газов, увеличения кислорода в просвете бронхов и альвеол, восстановления воздушности легких и повышения эффективности легочной оксигенации крови при искусственной вентиляции легких.

Отличительной особенностью тяжелой пневмонии у больных, инфицированных COVID-19, является двухсторонняя пневмония, накопление гноя и слизи в альвеолах, бронхиолах и бронхах, отечность слизистой оболочки дыхательных путей, сужение просвета дыхательных путей, минимизация воздушности в обоих легких и развитие острого респираторного дистресс-синдрома (acute respiratory distress syndrome - (ARDS) [1]. Ухудшение вентиляции легких ведет к ухудшению оксигенации крови и к развитию гипоксии, которая угрожает пациентам смертью из-за гипоксического повреждения клеток их головного мозга [2]. Поэтому для предотвращения смерти пациентов в критической ситуации из-за тяжелой атипичной пневмонии, вызванной COVID-19, повсеместно используется инвазивная механическая вентиляция (иначе - искусственная вентиляция легких - ИВЛ). Однако смертность при использовании инвазивной механической вентиляции у пациентов с коронавирусной болезнью (COVID-19) все еще остается очень высокой [3]. Причиной низкой эффективности инвазивной механической вентиляции легких является отсутствие средств, эффективно растворяющих и удаляющих слизь и гной из дыхательных путей [4]. Дело в том, что современные стандарты лечения гнойных болезней не включают средства, разжижающие и/или растворяющие густой гной, густую слизь и прожилки крови, так как такая группа лекарственных средств (растворители гноя) была открыта сравнительно недавно [5]. При этом действие традиционных антисептических и дезинфицирующих средств на густой гной, густую слизь, сгустки крови, а также на просвет бронхов при обструктивном бронхите все еще изучено недостаточно и результат взаимодействия непредсказуем [6].

Известны аэрозоли, включающие бронходилататоры, кортикостероиды и антибиотики, для ингаляционного введения с помощью нембулайзеров или дозированных ингаляторов пациентам, находящимся на искусственной вентиляции легких в отделениях интенсивной терапии [7]. При этом в отделениях интенсивной терапии в качестве ингаляционных бронходилататоров используются агонисты бета-адренорецепторов и холинолитики [8].

Недостатком известных средств является низкая скорость, эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения. Дело в том, что известные лекарственные препараты не имеют точную рецептуру, точную дозу, концентрацию и физико-химические свойства. В частности, известные средства не имеют определенные и обоснованные значения физико-химических свойств аэрозолей. В связи с этим известные средства не обеспечивают оптимальные щелочные, осмотические, температурные свойства аэрозоля и «нужное» местное фармакологическое действие. Поэтому иногда известные средства могут иметь чрезмерно высокую гипертоническую активность и стать причиной чрезмерно выраженного обезвоживания клеток слизистой оболочки бронхов, их воспаления обратимого или необратимого характера, а также причиной некроза. В других случаях средства могут быть очень кислыми, что может стать причиной их местного раздражающего и прижигающего действия. Помимо этого, иногда часть средств может быть горячей, поэтому может вызвать локальное температурное раздражение и термический ожог, другая часть препаратов может быть очень холодной, поэтому может стать причиной простудного заболевания (тонзилита, бронхита, пневмонии). В связи с этим препараты увеличивают выделение слизи в просвет бронхов, уменьшают просвет бронхов, способствуют развитию кашля, усиливают тяжесть бронхита и пневмонии.

Кроме этого, известные средства не относятся к антисептикам, поэтому не обеспечивают обеззараживающее действие. Поэтому известные растворы не обеспечивают срочное обеззараживание и растворение густого гноя и слизи, не обеспечивают немедленное уничтожение коронавирусов и возбудителей вторичной инфекции в просвете дыхательных путей, не обладают дегидратирующим действием, не устраняют отек слизистой оболочки бронхов, не обеспечивают выделение газа кислорода и развитие процесса холодного кипения внутри масс густого гноя и густой слизи. В связи с этим известные средства не обеспечивают быстрое устранение отека слизистой оболочки дыхательных путей, растворение внутри их просвета густой слизи и густого гноя, не обеспечивают скорое улучшение газообмена, скорое увеличение количества кислорода в просвете бронхов, скорое обогащение крови пациента кислородом, скорое устранение симптомов гипоксии и предотвращение смерти. Более того, известные средства увеличивают объем жидких масс в дыхательных путях, поэтому усиливают обструкцию бронхов и увеличивают степень гипоксии.

Помимо этого, известные средства не содержат местный анестетик, легко проникающий через слизистые оболочки дыхательных путей, поэтому средства не угнетают болевые, тактильные, осязательные, гистаминовые и прочие рецепторы в бронхах. В связи с этим известные средства не предотвращают рефлекторный кашель и выделение слизи. Поэтому известные средства способствуют развитию бронхита, бронхоспазма и пневмонии.

К тому же, известные средства не предотвращают активацию выделения мокроты и слизи и развитие спазма бронхов в ответ на местное раздражающее действие аэрозолей из-за их чрезмерно высокой осмотической, кислотной или температурной активности, либо из-за снижения порога болевой чувствительности у пациента по случайности. Поэтому известные средства вызывают бронхит и кашель.

Известен аэрозольный гипертонический солевой раствор натрия хлорида для ингаляции при муковисцидозе с целью увеличения мукоцилиарного клиренса легких [9]. При этом для лечения муковисцидоза рекомендуется аэрозоль с гипертоническим раствором 7% натрия хлорида и гиалуроновой кислотой, [10].

Недостатком известного аэрозоля является низкая скорость, эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения, поскольку известное средство не имеет точную рецептуру. Дело в том, что средство не имеет точную дозу и концентрацию гиалуроновой кислоты и не имеет определенные физико-химические свойства. В то же время, наличие в его составе гиалуроновой кислоты в неопределенном количестве каждый раз по-разному снижает величину рН раствора и придает раствору кислые свойства (имеет рН ниже 7,0). Кислая среда уплотняет белки, что не способствует растворению густого гноя и густой слизи.

Помимо этого, известное средство не обладает определенной гипертонической активностью. Дело в том, что гипертоническая активность определяется не столько величиной концентрации основного ингредиента, сколько величиной осмотической активности готового раствора с учетом всех ингредиентов. Причем, осмотическая активность раствора выражается не в процентах основного ингредиента, а в виде вполне определенного значения осмотической активности раствора по сравнению с таковой у воды. Выражается осмотическая активность в мОсмоль/л воды. Ранее было показано, что осмотической активностью обладают все вещества, растворимые в воде [11]. Поэтому гиалуроновая кислота также повышает осмотическую активность раствора. Однако отсутствие в известном средстве точной дозы и точной концентрации гиалуроновой кислоты допускает повышение осмотической активности готового раствора на неопределенное значение в каждой серии препарата. В связи с этим каждая серия известного средства имеет неизвестную, но разную гиперосмотическую активность, что придает средству разную дегидратирующую активность.

Следующим недостатком известного средства является отсутствие указания на его определенную температуру. В связи с этим средство допускает его использование при любой возможной температуре, что снижает точность, эффективность, безопасность, скорость и сужает сферу применения. Дело в том, что окружающая среда меняет свою температуру на протяжении каждых суток и в течение дней. Меняющаяся температура окружающего воздуха изменяет температуру известного средства. Поэтому известное средство имеет меняющуюся и неопределенную температуру, что изменяет действие средства на густой гной, на густую слизь и на слизистую оболочку дыхательных путей при ингаляции. В частности, в случае применения средства холодным оно может вызвать простудное заболевание, включая бронхит и пневмонию, а в случае применения средства горячим оно может вызвать ожог слизистой оболочки дыхательных путей. Поэтому известное средство не годится для ингаляционного введения при обструктивном бронхите, осложняющем тяжелую пневмонию, вызванную COVID-19, с целью освобождения дыхательных путей для дыхательных газов, используемых при ИВЛ.

Следующим недостатком известного средства является то, что оно не содержит перекись водорода и натрия гидрокарбонат в определенных соотношениях и концентрациях. Поэтому известное средство не обладает способностью выделять газ кислород в результате каталазного расщепления перекиси водорода, не вызывает эффект «холодного кипения» в массе гноя и слизи и не оказывает щелочное омыляющее действие на белковые и белково-липидные комплексы, поэтому не обеспечивает срочное растворение густого гноя и густой слизи.

В связи с этим известное средство не обеспечивает быстрое разрушение и растворение масс густой слизи и масс густого гноя внутри бронхов, не обеспечивают эффективное удаление наружу слизи, гноя и крови из бронхов, эффективную вентиляцию бронхов и легких, не обеспечивает скорое отхаркивающее действие, скорое улучшение газообмена, скорое увеличение количества кислорода в просвете бронхов, скорое обогащение крови пациента кислородом и скорое устранение симптомов гипоксии.

К тому же, известное средство не содержит в своем составе местный анестетик, легко проникающий через слизистые оболочки, поэтому оно не устраняет местное раздражающее действие паров и/или капель аэрозоля, имеющего высокую концентрацию натрия хлорида. Поэтому известное средство способствует развитию бронхита и пневмонии.

В связи с этим известное средство может иметь высокую физико-химическую агрессивность из-за чрезмерно высокой осмотической, кислотной и/или температурной активности. Помимо этого, у некоторых пациентов при сниженном пороге болевой чувствительности известное средство может вызывать рефлекторный спазм бронхов и усугублять гипоксию. Поэтому применение средств может ускорить наступление гипоксического повреждения клеток головного мозга.

Известны аэрозоли для ингаляции с размером микрочастиц 0,5-2 мкм, способные проникать до альвеол [12, 13].

Недостатком известных аэрозолей является низкая скорость, эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения. Дело в том, что средства приготавливаются без точной рецептуры и без точного указания физико-химических свойств, поэтому они не обладают определенной щелочной, осмотической и температурной активностью, что делает неопределенным их локальное действие на густой гной и густую слизь при ингаляции.

Другим недостатком известных средств является то, что они не содержат в своем составе перекись водорода и натрия гидрокарбонат. Поэтому известные аэрозоли не обладают способностью выделять газ кислород и не обеспечивают быстрое разрушение и растворение масс густой слизи с прожилками крови и масс густого гноя внутри бронхов. В связи с этим известные средства не обеспечивают эффективное удаление наружу слизи, гноя и крови из бронхов, эффективную вентиляцию бронхов и легких, не обеспечивают скорое отхаркивающее действие, скорое улучшение газообмена, скорое увеличение количества кислорода в просвете бронхов, скорое обогащение крови пациента кислородом и скорое устранение симптомов гипоксии. Ухудшение мукоцилиарного транспорта и удаления мокроты и слизи приводят к заселению обычно стерильных дыхательных путей бактериями и грибками, вызывая дальнейшее воспаление и повреждение дыхательных путей.

Другим недостатком известных средств является то, что они не содержат местный анестетик, легко проникающий через слизистые оболочки. Отсутствие такого местного анестетика не обеспечивает средство способностью устранять местное раздражающее действие микрочастиц аэрозоля. Поэтому известные аэрозоли вызывают бронхит и кашель, а также активируют выделение мокроты и слизи и провоцируют развитие спазма бронхов, возникающих рефлекторно в ответ на местное раздражающее действие.

Известен гипертонический раствор 3-10% натрия хлорида для аппликационного и внутривенного введения [14].

Недостатком известного средства является низкая скорость, эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения, поскольку известное средство не обеспечивает оптимальную щелочную, осмотическую и температурную активность, поэтому оно не обеспечивает быстрое растворение густого и липкого гноя и густой слизи в бронхах. К тому же, известное средство не предназначено для ингаляционного применения в виде аэрозольного раствора при обструктивном бронхите.

Известен очиститель зубных протезов, включающий при температуре +37 - +42°С воду для инъекции, в которой содержится 2-10% натрия гидрокарбонат, 3±0,3% перекись водорода и кислород под избыточным давлением 0,2 ATM при +8°С [15].

Недостатком известного средства является низкая безопасность, эффективность, точность и узкая сфера применения, поскольку средство не предназначено для ингаляционного введения в дыхательные пути при ИВЛ. Известное средство содержит перекись водорода в чрезмерно высокой концентрации, которая придает ему раздражающее и прижигающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей, что может вызвать бронхоспазм и и химический ожог слизистой оболочки, что отягощает обструктивный бронхит. Помимо этого, средство не содержит местный анестетик, легко проникающий через слизистые оболочки, поэтому известное средство не предотвращает кашель и не купирует приступ бронхоспазма. Кроме этого, известное средство содержит газ кислород под избыточным давлением, что снижает качество аэрозоля, производимого из такого раствора с помощью известных ингаляторов и нембулайзеров, не предназначенных на использование газированных растворов.

Задача изобретения - расширение сферы применения, повышение скорости, эффективности, безопасности и точности за счет ингаляционного введения аэрозоля с щелочной, гипертонической, гипертермической и оксигенирующей активностью.

Технический результат - срочное устранение симптомов обструктивного бронхита, улучшение проходимости дыхательных путей для дыхательных газов, повышение эффективности легочной оксигенации крови при искусственной вентиляции легких и уменьшение степени гипоксии у реанимационных пациентов.

Поставленная цель достигается за счет нагретого до температуры +37 - +55°С щелочного раствора перекиси водорода, гидрокарбоната натрия и лидокаина гидрохлорида, аэрозоль которого при ингаляционном введении в дыхательные пути растворяет гной, слизь и прожилки крови, уменьшает силу их сцепления с поверхностью бронхов, бронхиол и альвеол, уменьшает припухлость слизистой оболочки дыхательных путей, увеличивает величину просвета дыхательных путей, улучшает газообмен в легких, повышает содержание кислорода в дыхательных путях и в крови, оттекающей от легких, без местного раздражающего действия, кашля, бронхоспазма, бронхита и пневмонии.

Сущность предложенного аэрозоля для инвазивной механической вентиляции легких при COVID-19 с целью срочного расширения просвета дыхательных путей, повышения оксигенации крови и устранения гипоксии у реанимационных пациентов, включающего гипертонический раствор солей натрия, перекись водорода, медикамент и воду для инъекций, обеспечивающего размеры микрочастиц в диапазоне 0,5-2 мкм путем разбрызгивания или дисперсного распыления жидкостей с помощью нембулайзеров и дозированных ингаляторов, заключается в том, что в качестве медикамента используется лидокаина гидрохлорид, при этом компоненты содержатся при следующем соотношении (мас.%):

Натрия гидрокарбонат - 2,0-10,0;

Перекись водорода - 0,3-0,5;

Лидокаина гидрохлорид - 0,5;

Вода для инъекций - остальное, при рН 8,5, осмотической активности 370-1990 мОсмоль/л воды и локальной температуре +37 - +55°С.

Наличие в заявленном гипертоническом растворе натрия гидрокарбоната в концентрации 2-10% обеспечивает раствору щелочную активность при рН 8,5 и гиперосмотическую активность в диапазоне 280-1900 мОсмоль/л воды. При этом использование натрия гидрокарбоната в концентрации 2% и выше обеспечивает надежное увеличение осмотической активности выше 280 мОсмоль/л воды при одновременном сохранении щелочности в диапазоне рН 8,5 из-за осмотических, защелачивающих и буферных свойств гидрокарбоната натрия. Гипертоническая активность необходима для придания аэрозолю антисептической и дегидратирующей активности, так как это повышает обеззараживающее действие аэрозоля в верхних дыхательных путях и предотвращает его всасывание в организм. Одновременно с этим гипертоническая активность аэрозоля обеспечивает противоотечное действие на слизистую оболочку дыхательных путей. Гипертоническая и щелочная активность аэрозоля обеспечивают надежное и эффективное размягчение густого гноя, густой слизи, сгустков крови и отрыв их от поверхности дыхательных путей без чрезмерного защелачивания и без повреждающего щелочного гидролиза живых тканей. Использование натрия гидрокарбоната в концентрации до 10% объясняется, с одной стороны, пределом повышения его концентрации путем создании насыщенного водного раствора в присутствии перекиси водорода при комнатной температуре, а с другой стороны, отсутствием локального повреждающего действия насыщенного раствора гидрокарбоната натрия из-за ограничения показателя щелочности в пределах рН 8,5 вследствие буферных свойств натрия гидрокарбоната. При этом указанный уровень щелочности является оптимальным и безопасным. Указанная щелочная активность аэрозоля обеспечивает химическое омыление гноя и слизи на границе разделения сред и диффузионное проникновение раствора внутрь этих масс без повреждения слизистого слоя дыхательных путей.

Натрия гидрокарбонат (питьевая сода) относится к съедобным, то есть к безопасным веществам. Безопасность питьевой содой расширяет показания к применению заявленного аэрозоля. В частности, беременные девушки тоже могут применять аэрозоль для ингаляций.

Раствор 0,3-0,5% перекиси водорода обладает антисептической активностью, обеспечивает стерильность заявленному средству и антисептическое действие на просвет бронхов. Поэтому заявленный аэрозоль исключает инфекционное заражение при ингаляции. Введение в раствор 0,3-0,5% перекиси водорода придает раствору окислительную, оксигенирующую и кипящую активность, а также увеличивает осмотическую активность раствора на 6 мОсмоль/л воды.

Наличие в растворе 0,3-0,5% перекиси водорода при рН 8.5 обеспечивает высокую скорость и эффективность разрыхления густого гноя и слизи за счет омыляющего, разрушающего, флотационного и суспензионного действия на густые массы, содержащие каталазу. Оптимальные щелочные свойства обеспечивают химическое омыление биологической массы на границе разделения сред и диффузионное проникновение раствора внутрь сгустков без повреждения слизистой оболочки. Наличие перекиси водорода обеспечивает внутритканевое высвобождение молекулярного кислорода, образование пузырьков газа в толще разжиженного сгустка гноя и/или слизи с прожилками крови, разрушение их «монолитной» структуры, адгезию пузырьков с разжиженными и размельченными частицами, отрыв этих частиц от слизистой оболочки, что облегчает отхаркивание и удаление их наружу потоком выдыхаемого воздуха.

При этом указанная концентрация 0,3-0,5% перекиси водорода является оптимальной для эффективного и безопасного экспресс разрыхления густой массы гноя и слизи и для отклеивания ее от поверхности слизистой оболочки бронхов, поскольку в концентрации менее указанного диапазона раствор теряет необходимую активность холодного кипения, а в концентрации выше верхнего указанного диапазона раствор приобретает чрезмерно высокую пенообразующую активность, что может привести к заполнению просвета пеной и усугубить газообмен в дыхательных путях.

Наличие в растворе лидокаина гидрохлорида в концентрации 0,5% объясняется тем, что это значение концентрации является минимальным в официально признанном диапазоне концентраций, обеспечивающих эффективную терминальную анестезию этого местного анестетика. Лидокаина гидрохлорид является местным анестетиком, легко проникающим сквозь слизистые оболочки, поэтому наличие лидокаина гидрохлорида обеспечивает аэрозолю поверхностную (аппликационную) анестезию. Одновременно с этим лидокаин повышает осмотическую активность раствора на 80 мОсмоль/л воды, что способствует гипертонической активности раствора.

Помимо этого, в растворе могут присутствовать газы окружающего воздуха (из-за их растворения в воде под атмосферным давлением) и неустановленные соли, что в естественных условиях увеличивает осмотическую активность воды и водных растворов на 4-5 мОсмоль/л воды.

Использование воды для инъекции в качестве растворителя обеспечивает стерильность и высокое качество аэрозоля, стандартизирует физико-химические свойства «рабочего раствора» и факторы локального взаимодействия аэрозоля с поверхностью дыхательных путей.

В связи с этим раствор 2-10% натрия гидрокарбоната, 0,3-0,5% перекиси водорода и 0,5% лидокаина гидрохлорида в окружении атмосферного воздуха при нормальном атмосферном давлении имеет суммарную осмотическую активность в диапазоне 370-1990 мОсмоль/л воды. Следовательно, раствор имеет гиперосмотическую активность (превышает изоосмотическую активность, а именно - 280-300 мОсмоль/л воды).

Причем, этот раствор представляет собой водный щелочной раствор с окислительной, омыляющей, разрыхляющей, растворяющей, отбеливающей, моющей и выраженной проникающей активностью, обеспечивающей быстрое гипертермическое размягчение густого гноя, густой слизи, сгустков крови, их растворение, диффузию, физико-химическое кавитационное разрыхление, флотационное удаление указанных органических масс с поверхности дыхательных путей при одновременном уменьшении отечности слизистой оболочки и отмывании ее поверхности от гноя, слизи и сгустков крови. При этом применение раствора при температуре +37 - +55°С обеспечивает повышение эффективности и безопасности процесса бронхиального лаважа за счет локальной гипертермии, которая ускоряет и усиливает чистку вследствие температурной зависимости скорости химических, физико-химических и биохимических реакций по закону Аррениуса. Выбранный температурный диапазон является оптимальным, поскольку в норме при вдыхании воздуха комнатной температуры (+24 - +26°С) гной и слизь в дыхательных путях охлаждаются воздухом, поэтому имеют температуру ниже +37°С. С другой стороны, повышение температуры аэрозоля выше +55°С снижает безопасность, так как такая гипертермия может вызвать температурный ожег слизистой оболочки дыхательных путей. При этом верхний предел температуры вдыхаемого аэрозоля +55°С доказывается безопасностью пара в турецкой бане хамам, в которой пар вдыхается посетителями именно при этой температуре и не выше нее.

При ингаляционном введении заявленного аэрозоля обеспечивается проникновение микрочастиц в бронхи, бронхиолы и альвеолы, где микрочастицы оседают на поверхность дыхательных путей. При этом в случае наличия в дыхательных путях слизи, гноя и/или крови в них тут же начинается каталазная реакция расщепления перекиси водорода на воду и газ кислород. В результате образуются пузырьки газа, которые формируют процесс холодного кипения, кавитацию и флотацию. Все вместе это способствует разжижению и растворению густых масс гноя, слизи и крови, перемешиванию раствора и обеспечивает интенсивное и равномерное физико-химическое взаимодействие его на всей поверхности дыхательных путей. Именно поэтому аэрозоль обеспечивает удалению вязких и плотных биологических масс из бронхов, бронхиол и альвеол. Одновременно аэрозоль оказывает обеззараживающее и дезодорирующее действие и уменьшает отек слизистой оболочки дыхательных путей за счет гиперосмотической активности.

Ингаляционное введение горячего аэрозоля с микрочастицами размером 0,5-2 мкм обеспечивает очень глубокое проникновение микрочастиц внутрь просвета бронхов независимо от их обструкции и наличия гноя и слизи, а именно - вплоть до мест полной закупорки и/или вплоть до альвеол. Поэтому микрочастицы аэрозоля оседают на всей поверхности гноя и слизи, покрывающих собой трахею и бронхи на всем протяжении, и взаимодействуют с этими биологическими массами, растворяя их за счет щелочного омыления и разрыхляя за счет холодного кипения вследствие выделения газа кислорода в результате каталазного расщепления перекиси водорода. Дело в том, что гной и слизь с прожилками крови содержат фермент каталазу.

Аэрозоль для инвазивной механической вентиляции легких при COVID-19 может быть использован с помощью обычных ингаляторов и небулайзеров при любом положении туловища пациентов. Проникновение микрочастиц аэрозоля вглубь дыхательных путей происходит за счет потока вдыхаемого воздуха, уменьшения отека слизистой оболочки дыхательных путей и за счет процесса эффективного физико-химического растворения, разрыхления густого гноя, густой слизи и прожилок крови пузырьками кислорода, образующимися внутри их масс за счет процесса холодного кипения вследствие каталазного расщепления перекиси водорода на воду и кислород. Уменьшение отека слизистой оболочки происходит за счет гиперосмотической активности аэрозоля и физико-химической дегидратации клеток эпителия, окруженных полупроницаемой клеточной мембраной. Разрыхление густого гноя и густой слизи происходит за счет физико-химического аэрогидродинамического разрушения биологической массы на границе разделения сред. Это возникает за счет щелочного омыления и за счет внутритканевого холодного «кипения» при диффузии раствора. За счет беспрерывного газообразования и флотации обеспечивается диспергирование разжиженной слизи и гноя и их суспензирование. Причем, интенсивность процесса газообразования молекулярного кислорода из перекиси водорода определяется активностью каталаз, которые содержатся в значительном количестве именно в гное и в слизи с прожилками крови.

Заявленный аэрозоль через несколько десятков секунд после начала ингаляции практически полностью разрыхляет и растворяет густой гной и густую слизь в бронхах и глубоких отделах бронхиол. При этом аэрозоль быстро отклеивает гной и слизь от слизистой поверхности и тут же начинает обезвоживать клетки эпителия, поскольку аэрозоль обеспечивает процесс холодного кипени не только в массе гноя и слизи, но и в пространстве между нижним слоем густой биологической массы и поверхностью дыхательных путей. Образование пузырьков газа кислорода между поверхностью бронхов и нижним слоем массы гноя и/или слизи нежно отделяет эту биомассу от поверхности бронха и обеспечивает эффективное и безопасное отхаркивающее действие.

При этом за счет расщепления перекиси водорода и дегидратации клеток эпителия увеличивается количество воды, что уменьшает осмотическую активность жидкости, прекращает дегидратацию клеток эпителия и обеспечивает проникновение лидокаина гидрохлорида вглубь слизистой оболочки. Это обеспечивает терминальную анестезию, предотвращает местное раздражающее действие аэрозоля и процесса холодного кипения.

Разработанный аэрозоль может быть применен ингаляционно при тяжелой атипичной пневмонии, осложненной гнойным обструктивным бронхитом при COVID-19, с целью экстренного улучшения проходимости дыхательных путей для дыхательных газов, повышения легочной оксигенации крови и устранения гипоксии с помощью ИВЛ у реанимационных пациентов за счет уменьшения отека слизистой оболочки дыхательных путей и освобождения их просвета от гноя и слизи.

Следовательно, данное средство расширяет сферу применения и повышает эффективность, безопасность и точность за счет срочного уменьшения отека слизистой оболочки дыхательных путей и освобождения их просвета от гноя и слизи, что расширяет просвет бронхов, повышает проходимость дыхательных путей для дыхательных газов при ИВЛ, повышает содержание кислорода внутри бронхов, увеличивает легочную оксигенацию крови, уменьшает гипоксию, повышает эффективность реанимационного пособия.

Нами в лабораторных условиях была исследована динамика объема изолированного интубированного легкого овцы при его искусственном периодическом раздувании с помощью специального насоса, снабженного манометром и выпускным клапаном. В исследовании было использовано правое легкое. Для этого левый бронх был полностью пережат, а в трахею и в правый бронх была введена и установлена интубационная трубка. Затем дыхательные пути правого легкого были заполнены свежими коровьими сливками, обогащенными лабораторным ферментом каталазой, вплоть до нарушения проходимости и обструкции дыхательных путей. Сливки с каталазой были использованы для моделирования гноя и слизи с целью создания безопасной для экспериментаторов аналогии обструктивного бронхита.

В результате в контрольной серии опытов (10 опытов) при прерывистом раздувании легкого, проводимом 10 раз на протяжении 60 секунд, правое легкое овцы удавалось раздуть обычным воздухом при +25°С лишь на 11-16%.

Затем во 2-ой серии опытов (10 опытов с периодическим раздуванием и сдуванием правого легкого овцы на протяжении 60 секунд) искусственная вентиляция легких производилась с одновременной ингаляцией известного влажного аэрозоля для ингаляций Сальбутамол-Тева, (100 мкг/доза 200 доз). Аэрозоль вводился с помощью небулайзера для ингаляции марки OMRON Comp Air NE-C24 в виде обычных процедур при температуре воздуха +25°С. При этом легкое удавалось раздуть воздухом комнатной температуры (при +25°С) в дополнении аэрозолем лишь на 13-19%.

После этого в 3-й серии опытов (10 опытов с периодическим раздуванием и сдуванием правого легкого овцы на протяжении 60 секунд) искусственная вентиляция легких производилась с одновременной ингаляцией заявленного аэрозоля. Для этого был приготовлен раствор из воды для инъекции, включающий 10% натрия гидрокарбоната, 0,5% перекись водорода, 0,5% лидокаина гидрохлорид при рН 8,5, осмотической активности 1990 мОсмоль/л воды и температуре +55°С. Аэрозоль вводили ингаляционно с помощью небулайзера для ингаляции марки OMRON Comp Air NE-C24. Воздух подавался в легкое через установленную интубационную трубку при температуре +55°С. Для этого вентиляция осуществлялась в сауне при температуре воздуха +55°С. При этом легкое удалось раздуть (увеличить в объеме) на 19-33%. При этом было отмечено, что заявленный аэрозоль обеспечивает срочное растворение искусственного гноя и слизи, улучшение проходимости дыхательных путей для воздуха, повышение воздушности легкого.

Таким образом, аэрозоль для инвазивной механической вентиляции легких при COVID-19, содержащий воду для инъекции, 2-10% натрия гидрокарбоната, 0,3-0,5% перекись водорода, 0,5% лидокаина гидрохлорид при рН 8,5, осмотической активности 370-1990 мОсмоль/л воды и температуре +37 - +55°С, быстро растворяет густые и липкие биологические массы, содержащие каталазу и заполняющие собой дыхательные пути легких, улучшает их проходимость для воздуха при искусственной вентиляции, увеличивает просвет бронхов, повышает содержание воздуха с кислородом в бронхах, что направлено на повышение легочной оксигенации крови, предотвращение гипоксии и смерти от дыхательной недостаточности.

Изобретение расширяет сферу применения, повышает эффективность, безопасность и точность за счет гиперосмотической, щелочной и гипертермической активности в диапазонах физиологических значений.

Литература

1. Wang D, Ни В, Ни С, Zhu F, Liu X, Zhang J. et al. Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus-Infected Pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020. DOI:10.1001/jama.2020.1585.

2. Jaunmuktane, Z., Mahadeva, U., Green, A. et al. Microvascular injury and hypoxic damage: emerging neuropathological signatures in COVID-19. Acta Neuropathol 140, 397-400 (2020). https://doi.org/10.1007/s00401-020-02190-2

3. Wunsch H. Mechanical ventilation in COVID-19: Interpreting the current epidemiology. Am J Respir Crit Care Med. 2020; 202(1): 1-4. DOI:10.1164/rccm.202004-1385ED.

4. Urakov A.L., Urakova N.A. COVID-19: What drug can be used to treat a new coronavirus disease and why. J. Bio. Innov. 2020; 9(3): 241-251. https://doi.org/10.46344/JBINO.2020.v09i03.02.

5. Ураков А.Л. Растворители гноя как новые лекарственные средства с уникальными физико-химическими свойствами. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2019; 17(4): 89-95. DOI: 10.17816/RCF17489-95.

6. Urakov A., Urakova N., Reshetnikov A. Oxygen alkaline dental's cleaners from tooth plaque, food debris, stains of blood and pus: A narrative review of the history of inventions. Journal of International Society of Preventive & Community Dentistry. 2019, V. 9, N 5. P. 427-433. DOI:10.4103/jispcd.JISPCD_296_19.

7. Dugernier J., Ehrmann S., Sottiaux Т., Roeseler J., Wittebole X., Dugernier Т., Jamar F., Laterre P-F., Reychler G. Aerosol delivery during invasive mechanical ventilation: a systematic review. Crit Care. 2017; 21: 264. doi:10.1186/s13054-017-1844-5.

8. Maccari J.G., Teixeira C, Gazzana V.B., Savi A., Dexheimer-Neto F.L., Knorst M.M. Inhalation therapy in mechanical ventilation. J. Bras. Pneumol. 2015; 41(5):467-472. https://doi.org/10.1590/S1806-37132015000000035.

9. Safdar A., Shelburne S.A., Evans S.E., Dickey B.F. Inhaled therapeutics for prevention and treatment of pneumonia. 2009; 8(4): 435-449. doi:10.1517/14740330903036083.

10. Для чего необходима муколитическая терапия при муковисцидозе. https://mukoviscidoz.org/mukoliticheskaya-terapiya/853-mukolitik-vazhno.html. (Найдено в интернете 21.09.2020).

11. Urakov A. L. The change of physical-chemical factors of the local interaction with the human body as the basis for the creation of materials with new properties. Epitőanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials. 2015; 67(1): 2-6. http://dx.doi.org/10.14382/epitoanyag-jsbcm.2015.1.

12. Макарова M. Что нужно знать об ингаляторах? http//krdgp3.ru/userfiles/ufiles/pacientam/Что%20важно%20знать%20об%20ингаляторах.pdf. (Найдено в интернете 11.11.2019).

13. Небулайзер: устройство прибора для ингаляций, принцип действия, рекомендации по использованию ингалятора. https.//www.policlinica2.ru/hirurgiya/nebulajzer-ustrojstvo-dlya-ingalyatsij-printsip-dejstviya-rekomendatsii-po-ispolzovaniyu-ingalyatora.html. (Найдено в интернете 21.09.2020).

14. Натрия хлорид. https:/bz.medvestnik.ru/classify/mnn/Natriya-hlorid.html. (Найдено в интернете 21.09.2020).

15. Ураков А.Л., Решетников А.П., Гадельшина А.А. Отбеливающий очиститель зубных протезов. Патент №2659952. 04.07.2018.

Аэрозоль для инвазивной механической вентиляции легких при COVID-19 с целью срочного расширения просвета дыхательных путей, повышения оксигенации крови и устранения гипоксии у реанимационных пациентов, включающий гипертонический раствор соли натрия, перекись водорода, медикамент и воду для инъекций, обеспечивающий размеры микрочастиц в диапазоне 0,5-2 мкм путем разбрызгивания или дисперсного распыления жидкостей с помощью небулайзеров и дозированных ингаляторов, отличающийся тем, что в качестве медикамента используется лидокаина гидрохлорид, при этом компоненты содержатся при следующем соотношении, мас.%:

Натрия гидрокарбонат	2,0-10,0
Перекись водорода	0,3-0,5
Лидокаина гидрохлорид	0,5
Вода для инъекций	Остальное,

при рН 8,5, осмотической активности 370-1990 мОсмоль/л воды и локальной температуре +37 - +55°С.