Un dispositivo médico (10) para usar gas heliox con el fin de suministrar un fármaco a los pulmones de un paciente que necesita de éste,

que comprende un subconjunto de aerosolización (12), que comprende:

- una entrada de gas (20) para la conexión con una primera fuente de gas heliox,

- un depósito de fármaco (22) para contener un fármaco que se ha de administrar, - unos medios de atomización (21, 23) para formar un aerosol de partículas o gotitas dispersadas en un gas propulsor heliox recibido a partir de la primera fuente de gas heliox, en que las partículas o gotitas comprenden el fármaco, y

- una salida de descarga (24) para descargar el aerosol;

una máscara de gas (14) que puede ser sujeta sobre la boca y la nariz de un paciente, comprendiendo la máscara de gas una abertura para gas de fuente;

una entrada de gas secundario (28) para la conexión con una segunda fuente de gas heliox;

unos medios de conducto ramificado (18) que comprenden una primera lumbrera de entrada (32), una segunda lumbrera de entrada (34) y una lumbrera de salida (36), en que la primera lumbrera de entrada está en comunicación con la salida de descarga del subconjunto de aerosolización, la segunda lumbrera de entrada está en comunicación con la entrada de gas secundario, y la lumbrera de salida está en comunicación con la abertura para gas de fuente de la máscara de gas;

una fuente de gas heliox comprimido que está conectada con la entrada de gas del subconjunto de aerosolización o con la entrada de gas secundario, o con la entrada de gas del subconjunto de aerosolización así como con la entrada de gas secundario;

una bolsa de reserva (16) que tiene un orificio adyacente a y en comunicación con la segunda lumbrera de entrada de los medios de conducto ramificado; y

por lo menos una lumbrera de exhalación que está en comunicación con la máscara de gas y/o con los medios de conducto ramificado, comprendiendo la lumbrera de exhalación una válvula de una sola vía para permitir que los gases exhalados sean expulsados desde el dispositivo, de manera tal que el dispositivo es capaz de funcionar como un sistema cerrado para evitar la dilución del aerosol con el aire procedente del medio ambiente antes de y durante la inhalación del aerosol por el paciente.

Dispositivo médico y método para la inhalación de un fármaco aerosolizado con heliox

Antecedentes del invento

Este invento se encuentra en términos generales en el campo de los dispositivos para mejorar el suministro de fármacos a los pulmones de un paciente que necesita de ellos. Más específicamente, el invento se refiere a un dispositivo que proporciona un fármaco aerosolizado para su inhalación con heliox.

Hay una necesidad amplia y creciente para el tratamiento efectivo de achaques respiratorios. Hay un tremendo espacio para el mejoramiento con respecto a las terapias presentes, que con frecuencia suministran dosis menores que las óptimas y/o desperdician cantidades significativas de fármaco en el proceso de suministro.

El uso de heliox, que es una mezcla de helio y oxígeno, ha sido considerado durante hace mucho tiempo para el uso en el tratamiento de achaques respiratorios. Por ejemplo, el uso de helio en el tratamiento de un asma se remonta al año 1934, cuando Barach informó sobre una mejoría en pacientes que presentaban exacerbaciones de asma agudo así como lesiones obstructivas de la vía respiratoria superior (Barach, Proc. Soc. Exp. Biol. Med 32:462-64 (1934) ) . La mayor parte de los estudios acerca del uso de heliox durante exacerbaciones de asma agudo han considerado al gas helio propiamente dicho como un medio de disminuir la resistencia de las vías respiratorias, mejorando el flujo y advirtiendo potencialmente de una insuficiencia respiratoria o facilitando una asistencia respiratoria mecánica. Estos estudios han medido cambios en parámetros de punto final tales como el caudal de flujo expiratorio de pico, el pulso paradójico (pulsus paradoxus) (Manthous, y colaboradores, "Heliox improves pulsus paradoxus and peak expirator y flow in nonintubated patients with severe asthma" [el heliox mejora el pulso paradójico y el flujo expiratorio de pico en pacientes no intubados que tienen un asma severo] Am. J. Respir. Crit. Care Med. 151:310-14 (1995) ) , una presión de pico de las vías respiratorias durante una respiración mecánica (Kass & Castriotta, "Heliox therapy in acute severe asthma" [terapia con heliox en un asma severo agudo] Chest 107:757-60 (1995) ) y el PaCO2 y el pH arterial (Gluck, y colaboradores, "Helium-oxygen mixtures in intubated patients with status asthmaticus and respirator y acidosis" [mezclas de helio y oxígeno en pacientes intubados con un estado asmático (status asthmaticus) y una acidosis respiratoria] Chest 98:693-98 (1990) ) durante un período del tiempo en el que el paciente está respirando activamente heliox.

El heliox no posee propiedades broncodilatadoras o antiinflamatorias, pero puede reducir el trabajo para respirar, debido a la densidad del heliox, que es más baja en comparación con la del aire. La densidad del helio es una séptima parte de la del nitrógeno, y esta densidad más baja reduce beneficiosamente el gradiente de presiones que está asociado con un caudal dado a través de vías respiratorias turbulentas (Ball, y colaboradores, Clin Intensive Care., 12 (3) :105-13 (2001) ) . Esto quiere decir que el flujo gaseoso turbulento o de transición en ciertas porciones de la vía respiratoria superior puede ser convertido en laminar con heliox cuando sería turbulento con el aire. Consiguientemente, el heliox puede reducir la resistencia de las vías respiratorias (Raw) a un 28-49 % de la que se mide con el aire en individuos normales (Manthous, y colaboradores, Respirator y Care, 42 (11) : 1034-42 (1997) ) . Se establece la teoría de que el uso de heliox puede también aumentar ventajosamente el transporte por difusión del oxígeno en las vías respiratorias periféricas y los alvéolos. Véase, p.ej. la cita de Nie, y colaboradores, Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol, 280:H1875-1881 (2001) . Estas propiedades disminuyen presumiblemente el trabajo para respirar, proporcionando un beneficio efectivo, aunque provisional, hasta que una terapia farmacológica más definitiva tenga tiempo para tener efecto.

Los agentes agonistas º2 inhalados, tales como el albuterol, son un soporte principal de terapia para pacientes asmáticos que padecen de exacerbaciones agudas. Dichas medicaciones son suministradas con frecuencia mediante una nebulización por chorros usando aire u oxígeno como gas propulsor. También ha sido considerado el uso de heliox como un gas propulsor como un fármaco aerosolizado, tal como albuterol. La teoría que está detrás del reemplazo del oxígeno por el heliox establece que el heliox reduce un flujo turbulento en la vía respiratoria superior, que una turbulencia es responsable por lo menos parcialmente de una deposición prematura de un aerosol en los conductos de dispositivos médicos o en la vía respiratoria superior de un paciente, y que por lo tanto unos fármacos inhalados con heliox deberían ser suministrados a vías respiratorias más distantes (distales) con una mayor eficiencia (Manthous, y colaboradores Respirator y Care, 42 (11) :1034-42 (1997) ) .

Ciertos estudios limitados han sido realizados acerca del uso de heliox como un gas de suministro. Habib y colaboradores, en "Effect of helium-oxygen on deliver y of albuterol in a pediatric volume cycled lung model" [efecto de una mezcla de helio y oxígeno sobre el suministro de albuterol en un modelo de pulmones ciclados con volumen pediátrico] Pharmacotherapy 19:143-49 (1999) describen que el heliox al 70:30 mejoraba el suministro de albuterol en comparación con tratamientos con nebulizadores de oxígeno en un modelo de pulmón pediátrico. Goode y colaboradores, en "Improvement in aerosol deliver y with helium-oxygen mixtures during mechanical ventilation" [mejoría en el suministro de un aerosol con mezclas de helio y oxígeno durante una respiración mecánica] Am J Respir Crit Care Med 163:109-14 (2001) describen unos hallazgos similares en un modelo de pulmón con respiración mecánica, independientemente de que el albuterol hubiese sido suministrado por un inhalador de dosis medidas o por un nebulizador. Goode describe también que el óptimo suministro se consigue usando O2 al 100 % en un bajo caudal para propulsar el nebulizador dentro de un circuito de respiración con heliox (80:20) . Además, Svartengren y colaboradores, Experimental Lung Research, 15:575-85 (1989) describen el suministro de partículas de TEFLON® marcadas radiológicamente con un diámetro (aerodinámico) de 3, 7 micrómetros, a los alvéolos de individuos humanos con y sin broncoconstricción inducida. Las partículas fueron inhaladas en aire o en heliox

(80:20) usando unos caudales de 0, 5 y 1, 2 l/s. Se informó de una deposición significativamente mayor con el gas heliox. Se obtuvieron resultados similares en un estudio idéntico usando individuos asmáticos estables. (Anderson, y colaboradores, Am. Rev. Respir. Dis. 147:524-28 (1993) ) .

Sin embargo, varios estudios clínicos no han sido capaces de mostrar una ventaja estadísticamente significativa al usar heliox con respecto al uso de aire en la nebulización de medicaciones aerosolizadas, particularmente para una exacerbación de un asma severo agudo o una exacerbación de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica aguda (COPD = acrónimo de chronic obstructive pulmonar y disease) . Por ejemplo, Henderson y colaboradores, en Ann. Emerg. Med., 33:141-46 (1999) sacan la conclusión de que "a pesar de su capacidad para disminuir un flujo turbulento en vías respiratorias y para alcanzar un tejido pulmonar distante, el heliox no presenta ninguna ventaja significativa clínicamente con respecto a una terapia clásica en el tratamiento de un asma desde suave a moderado". Como otro ejemplo, Ball, y colaboradores, en Clin. Intensive Care, 12 (3) :105-13 (2001) indican que "de un modo global, parece ser que es improbable que un suministro intensificado de agentes broncodilatadores sea la explicación de los hallazgos positivos en las pruebas de asma". Todavía como otro ejemplo, deBoisblanc y colaboradores, en Crit. Care Med. 28 (9) :3177-80 (2000) sacan la conclusión de que "el uso de heliox como un gas propulsor para la nebulización con tiro ascendente de agentes broncodilatadores durante 2 horas de tratamiento de una exacerbación de una COPD aguda no era capaz de mejorar el FEV1 más rápidamente que el uso de aire. La más rápida mejoría en el FEF25-75 durante las primeras 2 horas de tratamiento era pequeña y de un significado clínico incierto". No está clara a partir de la bibliografía la razón de porqué el heliox no era capaz en estos estudios de demostrar un suministro intensificado de los fármacos o un tratamiento intensificado de exacerbaciones asmáticas o de COPD agudas, tal como se hubiera podido esperar teóricamente... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo médico (10) para usar gas heliox con el fin de suministrar un fármaco a los pulmones de un paciente que necesita de éste, que comprende un subconjunto de aerosolización (12) , que comprende.

5. una entrada de gas (20) para la conexión con una primera fuente de gas heliox,

- un depósito de fármaco (22) para contener un fármaco que se ha de administrar,

- unos medios de atomización (21, 23) para formar un aerosol de partículas o gotitas dispersadas en un gas propulsor heliox recibido a partir de la primera fuente de gas heliox, en que las partículas o gotitas comprenden el fármaco, y

- una salida de descarga (24) para descargar el aerosol;

una máscara de gas (14) que puede ser sujeta sobre la boca y la nariz de un paciente, comprendiendo la máscara de gas una abertura para gas de fuente;

una entrada de gas secundario (28) para la conexión con una segunda fuente de gas heliox;

unos medios de conducto ramificado (18) que comprenden una primera lumbrera de entrada (32) , una segunda lumbrera de entrada (34) y una lumbrera de salida (36) , en que la primera lumbrera de entrada está en comunicación con la salida de descarga del subconjunto de aerosolización, la segunda lumbrera de entrada está en comunicación con la entrada de gas secundario, y la lumbrera de salida está en comunicación con la abertura para gas de fuente de la máscara de gas;

una fuente de gas heliox comprimido que está conectada con la entrada de gas del subconjunto de aerosolización o con la entrada de gas secundario, o con la entrada de gas del subconjunto de aerosolización así como con la entrada de gas secundario;

una bolsa de reserva (16) que tiene un orificio adyacente a y en comunicación con la segunda lumbrera de entrada de los medios de conducto ramificado; y por lo menos una lumbrera de exhalación que está en comunicación con la máscara de gas y/o con los medios de conducto ramificado, comprendiendo la lumbrera de exhalación una válvula de una sola vía para permitir que los gases exhalados sean expulsados desde el dispositivo, de manera tal que el dispositivo es capaz de funcionar como un sistema cerrado para evitar la dilución del aerosol con el aire procedente del medio ambiente antes de y durante la inhalación del aerosol por el paciente.

35 2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la fuente de gas heliox comprimido está conectada tanto con la entrada de gas del subconjunto de nebulización como con la entrada de gas secundario.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la fuente de gas heliox comprimido comprende un depósito acoplado con una única válvula reguladora (50) que tiene dos salidas de descarga (54a, 54b) .

4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el subconjunto de aerosolización comprende un nebulizador por chorros o un nebulizador neumático.

5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el subconjunto de aerosolización comprende un nebulizador ultrasónico o un nebulizador electrostático.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el que la primera lumbrera de entrada de los medios de conducto ramificado son coaxiales con la lumbrera de salida de los medios de conducto ramificado.

45 7. El dispositivo de la reivindicación 6, en el que el que los medios de conducto ramificado comprenden un conectador de conducto con forma de T, un conectador con forma de Y o un conectador con forma de Y paralela.

8. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además una válvula de una sola vía colocada entre los medios de conducto ramificado y la entrada de gas secundario, siendo la válvula de una sola vía capaz de funcionar para impedir que el aerosol circule hacia fuera a través de la entrada de gas secundario.

9. El dispositivo de la reivindicación 1, que produce un aerosol en el que más de un 55 % del fármaco está en la forma de partículas que tienen un diámetro aerodinámico mayor que o igual a 0, 7 micrómetros y menor que 5, 8 micrómetros.

10. El dispositivo médico de las reivindicaciones 1-9, en el que el gas heliox comprimido se compone esencialmente de alrededor de 80 % en volumen de helio y de alrededor de 20 % en volumen de oxígeno.

11. El dispositivo médico de las reivindicaciones 1-10, en el que el depósito para fármaco comprende un fármaco.

12. El dispositivo médico de la reivindicación 11, en el que el fármaco está en una forma de polvo seco.

13. El dispositivo médico de la reivindicación 11, en el que el fármaco está en una forma líquida.

14. El dispositivo médico de la reivindicación 11, en el que el fármaco se selecciona entre agentes 5 broncodilatadores, agentes antiinflamatorios, antibióticos, agentes antineoplásicos y combinaciones de éstos.

15. El dispositivo médico de la reivindicación 14, en el que el agente broncodilatador comprende una mezcla racémica de epinefrina, un agente anticolinérgico, o un agente agonista beta seleccionado entre albuterol, formoterol, salmeterol, pirbuterol, metaproterenol, terbutalina y mesilato de bitolterol.

16. El dispositivo médico de la reivindicación 14, en el que el agente antiinflamatorio se selecciona entre 10 corticosteroides, otros esteroides, cromolín, nedocromil y agentes inhibidores de leucotrienos.

17. El dispositivo médico de la reivindicación 11, en el que el que el fármaco comprende un anticuerpo monoclonal.

18. El dispositivo médico de la reivindicación 11, en el que el fármaco comprende tobramicina o doxorrubicina.