자연적으로 호흡하는 과목에서 고농도의 산화산화물 가스를 전달하는 새로운 흡입 마스크 시스템
Summary
고농도 산화질소(NO) 가스의 흡입을 위한 간단하고 고적응성이 높은 시스템 장치는 기계식 인공호흡기, 양압 또는 높은 가스 흐름을 필요로 하지 않습니다. 표준 의료 소모품과 아늑한 피팅 마스크는 자발적으로 호흡하는 피사체에게 NO 가스를 안전하게 전달하는 데 사용됩니다.
Abstract
산화 질소 (NO)는 선택적 폐 혈관 확장을 유도하기 위해 흡입을위한 가스로 투여된다. 그것은 안전한 치료, 높은 농도에서 관리 하는 경우에 몇 가지 잠재적인 위험. 흡입된 NO 가스는 정기적으로 다른 질병 조건에서 전신 산소화를 증가시키는 데 사용됩니다. NO의 고농도의 투여는 또한 시험관 내의 비루시컬 효과를 발휘한다. 유리한 약동및 안전성 프로파일, 중환자 실용의료원들의 사용에 대한 친숙함, 직접적인 비질 효과의 가능성 으로 인해 NO는 코로나바이러스 질환-2019(COVID-19)를 가진 환자에서 임상적으로 사용됩니다. 그럼에도 불구하고, 현재 전용, 무겁고 비용이 많이 드는 장비없이 다양한 영감 산소 분획에서 백만 (ppm) 당 80 개 이상의 농도로 흡입 된 NO를 쉽게 투여 할 수있는 장치는 없습니다. 신뢰할 수 있고 안전하며 저렴하며 가볍고 인공호흡기가 없는 솔루션의 개발은 특히 중환자실(ICU) 외부의 비삽환자 조기 치료와 제한된 자원 시나리오에서 매우 중요합니다. 이러한 장벽을 극복하기 위해 표준 소모품 및 청소 챔버를 사용하여 최대 250 ppm의 비침습적 NO 가스 투여를 위한 간단한 시스템을 개발했습니다. 이 방법은 이산화질소 수준을 제한하면서 지정된 NO 농도를 제공하는 데 안전하고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되었습니다. 이 논문은 임상의와 연구원에게 COVID-19 또는 NO 관리가 도움이 될 수 있는 다른 질병을 연구 목적 또는 임상 용으로 조정하는 방법에 대한 필요한 정보를 제공하는 것을 목표로합니다.
Introduction
NO 흡입 요법은 정기적으로 여러 임상 설정1,2,3에서생명을 구하는 치료로 사용된다. 잘 알려진 폐 혈관 확장제 효과4외에도, NO는 박테리아5,바이러스6및 곰팡이7에대한 광범위한 항균 효과를 표시하며, 특히 고농도(>100 ppm)에서 투여되는 경우. 8 2003년 중증 급성호흡기증후군(SARS) 발병 시, NO는 시험관내에서 강력한 항바이러스 활성을 보였으며 SARS-코로나바이러스(SARS-CoV)9,10에감염된 환자에서 치료 효능을 입증하였다. 2003년 균주는 현재 코로나바이러스 질환-2019(COVID-19)전염병(11)을담당하는 병원균인 SARS-Cov-2와 구조적으로 유사하다. COVID-19 환자에서 3개의 무작위 대조 임상 시험이 진행되어 결과를 향상시키기 위해 고농도 NO 가스를 호흡하는 잠재적 이점을 결정한다12,13,14. 네 번째 진행 연구에서, NO의 고농도의 예방 흡입은 SARS-CoV-2 양성 환자에 노출된 의료 제공자에서 COVID-19의 개발에 대한 예방 조치로 조사되고 있다15.
COVID-19에 대한 효과적이고 안전한 치료의 개발은 의료 및 과학 커뮤니티의 우선 순위입니다. 비삽 환자및 자원 봉사 의료 노동자에 있는 80 ppm> 복용량에 NO 가스의 행정을 조사하기 위하여는, 안전하고 믿을 수 있는 비침범성 시스템을 개발하는 필요가 명백해졌습니다. 이 기술은 영감 산소의 다른 분획에서 높은 NO 농도를 관리하는 것을 목표로 (FiO2)자발적으로 피험자 호흡. 여기에서 기술된 방법론은 현재 매사추세츠 종합 병원 (MGH)16,17에서COVID-19 환자를 자발적으로 호흡하는 연구 목적을 위해 사용중이다. MGH의 인간 연구 윤리 위원회의 지침에 따라, 제안 된 시스템은 현재 NO 가스의 고농도의 다음과 같은 효과를 연구하기 위해 일련의 무작위 통제 시험을 수행하는 데 사용됩니다. 첫째, 160 ppm NO 가스의 효과는 온화한 온건한 COVID-19를 가진 비삽체에서 연구되고, 응급실에서 인정되는 (IRB 프로토콜 #2020P001036)14 또는 입원 환자로 (IRB 프로토콜 #2020P000786)18. 둘째, 고용량 NO의 역할은 SARS-CoV-2 감염을 방지하고 SARS-CoV-2 양성 환자(IRB 프로토콜 # 2020P0000831)에 일상적으로 노출된 의료 서비스 제공자에서 COVID-19 증상의 발병을 방지하기 위해 검토되고있다.
이 간단한 장치는 호흡기 치료에 일상적으로 사용되는 표준 소모품으로 조립 할 수 있습니다. 제안된 장치는 비침습적으로 NO 가스, 의료 공기 및 산소(O2)의혼합물을 제공하도록 설계되었습니다. 이산화질소(NO2)흡입은 기도 독성의 위험을 줄이기 위해 최소화된다. 미국 정부 산업 위생사 회의가 정한 현재 NO2 안전 임계값은 8h 시간 가중치 평균을 초과하는 3ppm이며 5 ppm은 단기 노출 한도입니다. 반대로, 국립 산업 안전 보건 연구소는 노출의 단기 제한으로 1 ppm을권장20. 고용량 NO 가스 치료에 대한 관심이 증가함에 따라, 현재 보고서는이 새로운 장치에 대한 필요한 설명을 제공합니다. 그것은 연구 목적을 위해 NO의 높은 농도를 제공하기 위해 구성 요소를 조립하는 방법을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
COVID-198을가진 환자를 포함하여 비 삽관 환자에 대한 NO 가스 치료에 대한 관심이 증가함에 따라, 현재 보고서는 새로운 사용자 정의 장치와 250 ppm의 높은 농도에서 NO를 제공하기 위해 구성 요소를 조립하는 방법을 설명합니다. 제안 된 시스템은 저렴한 소모품으로 구축되며 자발적으로 호흡하는 환자에게 NO 가스의 재현 가능한 농도를 안전하게 제공합니다. 조립 및 사용의 용이?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 하버드 의과 대학의 Reginald Jenney Endowment Chair에 의해 지원되었다 l.B., L.B. MGH에서 Sundry 기금, 그리고 마취학과의 중환자 연구를위한 마취 센터의 실험실 기금에 의해, MGH에서 중환자 치료 및 통증 의학.
Materials
| 90° ventilator elbow connector without ports 22 mm ID x 22 mm OD | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1641 | |
| Aerosol tee connector: horizontal ports 22 mm OD, vertical port 11 mm ID/22 mm OD | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1077 | |
| Flexible patient connector for endotracheal or tracheostomy tube (15 mm OD x 22 mm OD/15 mm ID, length 5 cm to 6.5 cm) | Vyaire Medical Inc., Mettawa, IL, USA | 3215 | |
| High-efficiency particulate air (highly hydrophobic bacterial/viral filter, HEPA class 13) filter (22 mm ID/15 mm OD x 22 mm OD/15 mm ID connector) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 28012 | |
| Latex-free 3-L breathing reservoir bag | CareFusion, Yorba Linda, CA, USA | 5063NL | |
| Nitric Oxide tank 800 ppm medical-grade (size AQ aluminum cylinders containing 2239 L at STP of 800 ppm NO gas balanced with nitrogen, volume 2197 L) | Praxair, Bethlehem PA, USA | MM NO800NI-AQ | |
| One-way valve 22 mm male/female (arrow pointing towards female end) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1664 | N=2 inspiratory limb (upward arrow) |
| One-way valve 22 mm male/female (arrow pointing towards male end) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1665 | N=1 expiratory limb (downward arrow) |
| Rad-57 Handheld Pulse Oximeter with Rainbow SET Technology | Masimo Corporation, Irvine, CA, USA | 3736 | Including SpMet Option |
| Scavenger (ID = 60 mm, internal length = 53 mm, volume = 150 mL) containing 100 g of calcium hydroxide | Spherasorb, Intersurgical Ltd, Berkshire, UK | ||
| Silicon rubber flexible connectors 22 mm F x 22 mm F | Tri-anim Health Services, Dublin, OH, USA | 301-9000 | |
| Snug-fit standard face mask of appropriate size | |||
| Star Lumen standard medical grade vynil oxygen tubing with universal connectors | Teleflex, Morrisville, NC, USA | 1115 | Variable length according to distance from source of gas. 2.1 m length used in protocol |
| Straight connector with a 7.6 mm sampling port (15 mm OD x 15 mm ID/22 mm OD) | Mallinckrodt, Bedminster, NJ, USA | 502041 | |
| Two-step adapter (15 mm to 22 mm) | Airlife Auburndale, FL, USA | 1824 | |
| Y-piece connector with 7.6 mm ports (22 mm to 22 mm and 15 F) | Vyaire Medical Inc., Mettawa, IL, USA | 1831 |
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