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1、1,Aerosolized medication delivery(雾化吸入疗法),2,前言,雾化吸入疗法主要指气溶胶吸入疗法，是将支气管扩张剂、抗生素或抗真菌药物等制成气溶胶，以烟或雾的形式经口腔、鼻腔或气管（包括气管插管和气管切开）吸入气道和肺脏从而达到治疗疾病或者缓解症状之目的。,3,大纲,一、描述气雾粒子的专有名词气雾体积(aerosol volume)粒子表面积(particles surface area)质量中位数气动粒径(MMAD；mass median aerodynamic diameter)几何标准偏差(GSD；geometric standard deviation),
2、4,大纲,二、影响气雾沉淀的因素惯性撞击(Inertial impaction)沉降(Sedimentation)扩散(Diffusion)气雾粒子之大小自然物理现象的影响通气型态呼吸道的结构,5,大纲,三、气雾传送装置小容积喷雾器(Small-volume medication nebulizers)超音波喷雾给药定量喷雾器（Metered-dose inhalers MDI）间隔器和储药腔(spacers and holding chambers)干粉定量吸入器（Dry powder inhalers）细小颗粒气雾产生器（Small-particle aerosol generater,S
3、PAG）机械通气时之气雾药物的给予,6,一、概述,7,描述气雾粒子的专有名词,气雾体积(aerosol volume)气雾体积与气雾粒子半径的立方成正比(以英吋)：(用球体之计算)气雾体积4/3 r 3（r=半径）大尺寸的气雾粒子，就有较大的气雾体积。粒子 1 um有较小的质量及体积，常无法沉淀于肺内，会随吐气而排出。,8,描述气雾粒子的专有名词,粒子表面积(particles surface area)粒子表面积是运用它的直径，较大的直径有较大的粒子表面积。粒子表面积 PAI d 2（d=直径）表面积与体积的比率增加时，粒子的尺寸及惯性皆会变小。,9,描述气雾粒子的专有名词,质量中位数气动粒
4、径(MMAD；mass median aerodynamic diameter)将气雾群中，气雾粒子的直径，作对半(in half)分配后，取得的粒子直径。即有50%的粒子直径 MMAD和50%的粒子直径 MMAD。由球形体积的公式得知一关系：球形体积(V)4/3 r 3（r=半径）即只有少数粒子的直径MMAD，故多数的粒子直径皆是MMAD。,10,描述气雾粒子的专有名词,几何标准偏差(GSD；geometric standard deviation)是测量气雾粒子大小的差异程度。较高的GSD表示粒子大小分布较广泛。正常范围是落在16-84%假如一个气雾粒子的MMAD是2.8,GSD是2.0则
5、此气雾粒子在一个标准偏差的粒子大小范围是1.4-5.6 m。,11,影响气雾沉积的因素,惯性撞击(Inertial impaction)沉淀(Sedimentation)扩散(Diffusion)气雾粒子之大小自然物理现象的影响通气型态呼吸道的结构,12,慣性撞击(Inertial impaction),指行进中的气雾，当气流方向改变时，气雾会有沉淀下来的倾向。粒子的质量越大(直径越大)，保持直线运动的惯性就越强，行进时，愈不容易转弯，会因惯性撞击而沉淀在气道的分歧处。Deposition d2 vd=粒子直径 v=速度(表吸气流量)相当于气流越 快、粒子直径越 大，越易因惯性撞击而沉淀。,1
6、3,重力或沉降(Sedimentation),指气雾粒子因重力、大小及密度的关系，而沉淀于肺部。deposition d2 t d=粒子直径 t=时间 相当于 沉降作用亦会受Stokes定律的影响：沉降(deposition)D（粒子的密度）d2因受Stokes定律的支配，故粒子直径增加 1 倍时，沉淀速度将增为4 倍。,14,扩散(Diffusion),较小的气雾粒子(0.5 um)，易因环绕的气体分子，不断的撞击气雾粒子，使其向各方向做不规则的移动而沉淀。即因布朗氏运动(Brownian movement)而沉淀。温度越高，气体分子的动能越大，受撞击的气雾粒子，也就越扩散。气雾粒子越小，被
7、撞后产生的扩散，越厉害。,15,16,17,气雾粒子之大小,不同的粒子大小，会因扩散、沉降及惯性撞击等作用，而使气雾粒子沉淀于不同部位。粒子直径5m不会渗透鼻子。5 20um会沉淀于鼻咽等上呼吸道。粒子直径5-10m能经口吸入至下呼吸道。粒子在1-5m会沉淀在肺部周边(lung periphery)。以粒子直径2-4 m为最大的沉淀范围。2-5um是传送至下呼吸道的气雾粒子理想大小(如.支气管扩张剂)。,18,气雾粒子之大小,1-2 m 是传送至肺实质的气雾粒子理想尺寸(如.制菌剂)。粒子1m是非常稳定及可能被呼出，不会沉淀于肺部。气雾制造器传送出的治疗性气雾：80%沉淀在上呼吸道或气雾制造器
8、上。10%沉淀到下呼吸道及肺部。10%被呼出。,19,治疗性气雾粒子的沉积部位：,20,自然物理現象的影响,输送气体的温度越高，湿度越大，气雾粒子在通过呼吸道时，越容易吸湿而变大。吸收湿气(hygroscopic)粒子会变大。高张(hypertonic)的气雾粒子会吸收水份变大。低张(hypotonic)的粒子会失去水份变小。,21,通气型态,吸药时的呼吸型态，会影响气雾沉淀在下呼吸道的总量。最好的吸气型态，是以最慢的速度吸气5-6秒，然后闭气10秒。依装置的不同而异：定量喷雾器（MDI）要以最慢的吸气流速才有利。干粉吸入器(DPI)要较快的吸气流速才有利。气雾的吸入经由口腔比鼻腔恰当。,22
9、,呼吸道的结构,气道阻塞时，会减少气雾粒子的沉淀。COPD和急性气喘的病患，沉淀在下呼吸道的气雾会减少。因此，在急性气流阻塞时，需要给予更频繁或更高剂量的支气管扩张剂。,23,四、吸入药物的药代动力学,药物雾化治疗目的：药物吸入后能在上或下气道、肺泡处直接发挥作用；药物在肺间质局部发挥作用；药物能经气道吸收，在身体其它部位发挥作用 目的不同，所用药物经气溶胶吸入后的药代动力学也应该不一样。,24,吸入药物的药物动力学,Pedersen&OByrne,1997,设定剂量,吸入药量,肺利用度,全身利用度,首过代谢,肝,肠道,门静脉,吸入时，全身生物利用度是由肺和胃肠道进入体内药量的总和,25,吸入
10、治疗剂量的定义,设定剂量,残 留,剂量输出,药物丢失(空气中，面罩中),吸入量,呼出的量,漱口水洗去的量,进入体内的药量,鼻部药量,到胃肠道的药量,肺部药量,26,气雾传送装置,小容积喷雾器(Small-volume medication nebulizers)超音波喷雾给药定量喷雾器（Metered-dose inhalers MDI）间隔器和储药腔(spacers and holding chambers)干粉定量吸入器（Dry powder inhalers）细小颗粒雾气产生器（Small-particle aerosol generater,SPAG）机械通气时之气雾药物的给予,27,
11、小容积雾化器,小容积喷雾器或气动手握式喷雾器(gas-powered hand-heldnebulizers)常用于治疗性气雾的给药。,28,小容积雾化器,用法：将小量药物和较多的稀释溶液(常是食盐水或 蒸馏水)放入喷雾器中，接上持续性的压缩气 体(空气或氧气)流量，以产生气雾。居家一般用压缩机来激活喷雾器SVN的无效容积(dead volume)：指无法让患者使用，留置在喷雾器中的溶液，一般约为0.5-1 ml。故治疗时，需待喷雾杯内药物“完全喷完”，以 达所需剂量。,29,30,影响SVN功能的因素,喷雾器的构造稀释的容积：较高的稀释容积，可减少无效容积中药物的残留量，故要稀释到5 ml。
12、,31,影响SVN功能的因素,气体的流量高流量时，药物会大部份浪费在吐气期，患者吸入的量会较少。高流量会减少喷雾时间和粒子的尺寸，故宜使用8-10 L/min的喷雾器流量。,32,1.患者可控制的T-piece，置于气体传送管子和喷雾器间，只让吸气期才有喷药。,允许手指控制的间歇性喷雾的T 型接头,減少SVN吐气药物浪费的设计：,33,2.在喷雾器上加一段短蛇型管，做为储存腔，可增加药物传送到下呼吸道。3.特别设计的喷雾器，如Circulaire system使用一个储存袋，留住吐气期的气雾。,34,4.侧孔-气流喷雾器(Vent-stream nebulizers)，可增加吸气期气雾的传送，
13、减少吐气期的浪费。,35,防止气雾药物，污染周围环境,最常见是pentamidine的气雾。此喷雾器会使用单向阀(one-way valves)和过滤器，以避免污染四周环境。设备:Cadema Aero-Tech II 和Respirgard II。产生非常小的粒子(MMAD,1-2 m)，能促进这些药物沉淀于肺泡。,36,防止气雾药物，污染周围环境,Respirgard II,37,小容积雾化器,持续性喷雾器给药 应用于status asthmaticus患者，持续性-agonist治疗。持续性喷雾器的设备：1.市面上有，HEART nebulizers、Vortan、Sacramento，
14、可提供高输出量和低流量的持续性气雾治疗。2.传统的小量喷雾器连接一灌注唧筒（infusion pump），此方式，支气管扩张剂的浓度和灌注率(infusion rate)由喷雾器的输出和所需剂量决定。,38,持续性雾化器的设备,HEART nebulizers,传统的小量喷雾器连接一个灌注筒,39,小容积雾化器,感染控制每一次治疗后要用无菌水清洗,40,超音波喷雾给药,小容积超音波喷雾器(Small-volume ultrasonic nebulizers)一般用來，给予支气管扩张剂。,41,超音波喷雾给药,大容积-超音波喷雾器(Large-volume ultrasonic nebulize
15、rs)其可用在cystic fibrosis病人的抗生素吸入。超音波振幅，可能会破坏药物的活性(drug inactivation)。,42,超音波喷雾给药,优点小的无效容积安静呼气期气雾集聚在装置中缺点太贵电路和机电容易损坏不是全部药物都适用需要药物准备,43,定量喷雾器（MDI）,MDI在治疗性喷雾用药是受欢迎、方便和有效的。一般使用在病情稳定的病患。组成：药罐(canister)和促动器口（mouthpiece actuator）,44,定量喷雾器（MDI）,将药罐下压时，会在高速度下(30m/s)产生气雾，释放出单一计量的药物。最初产生的粒子较大(30um)，当推进剂(propella
16、nt)蒸发后，粒子会变小。典型MDI的设计，包含活性药物溶液或非活性附加物的悬浮液(如表面作用剂、悬浮剂、防护剂)、推进剂(propellants)和溶剂。,45,定量喷雾器（MDI）,过去用氟氯碳化物(CFCs)做定量喷雾器的推进剂，但因会破坏大气中的臭氧层，故现在改用氢氟烷基化合物(hydrofluoroalkanes.HFAs)。,46,定量喷雾器（MDI）,MDI的计量阀(metering valve)每次释放固定的药物剂量。常用的阀门(valve)容积，约25-100UL。每次按压，可释放约15-20ml的气雾容积。,47,定量喷雾器（MDI）,使用前摇晃定量喷雾器的原因：药罐中，活
17、性药物和推进物/表面作用剂是分离的。药物密度低会浮在上面，若密度高则沉在瓶底，将发生不一致的药物传送。摇晃MDI药罐，可让罐内容物混合，当定量腔再填充时，以便有相同的药物浓度，供给每次的喷雾。,48,定量喷雾器（MDI）,使用MDI時，发生丧失填装(loss of prime)：原因：有一段时间未使用MDI，药物从定腔流失或蒸发了。通常发生在几天-几星期没有使用。规则使用不会发生此现象。应教导患者在使用新的定量喷雾器时，先对着空气喷1-2次。,49,定量喷雾器（MDI）,估计定量喷雾器剩余量：可将其置于水糟内。,50,定量喷雾器的使用方法,1.使用MDI前应该温热至接近体温(即用手掌握住药罐)
18、。2.喷药前将盖子从喷嘴上拿开并摇晃药罐。3.喷药时瓶身要保持直立。4.使用时喷嘴需离嘴巴约数微米，但很多患者无法做到，比较好的方式是将喷嘴置于口中，但是要注意舌头的位置，不能造成喷雾气流的阻塞。（或使用间隔器等辅助装置）。,51,定量喷雾器的使用方法,5.使用时由嘴巴慢慢深吸气5-6秒，在深呼吸前不可以用力吐气。6.在吸气末要闭气至少10秒，然后慢慢吐气。7.若需要给予1puff以上的剂量，要间隔数分钟，再给予下一次喷药。8.为避免使用定量喷雾器给予类固醇时，因口咽沉积造成并发症，用药后要漱口。9.须依照处方规定用药。,52,定量喷雾器（MDI）,自动吸入器(Autohaler)目的：用于无
19、法达成喷药与吸药协调动作的患者。(例如:小孩、老人及手关节不灵活的气喘患者。)操作动作:向上推桿摇药吸药。,53,自动吸入器之限制,只用于一种药物(pirbuterol)。如:Respolin Autohaler(Salbtamol)。不能加上间隔器或储药腔。当病患无法产生足够流量来驱动时，不能用手驱动。比一般定量喷雾器贵。,54,定量喷雾器（MDI）,优点方便不貴可携带不需药物事前准备不易受污染,缺点需病患配合要自己按压沉积在口咽部恐遭不当使用很难传送高剂量有的药物不能使用氟氯碳化物会破坏臭氧层,55,定量喷雾器（MDI）,清洁 定期洗洁（例如，每周），可将药罐、咬嘴、和咬嘴盖子拆开，咬嘴和
20、盖子用温和清洁剂清洗，再用温水洗净及晾干。,56,间隔器和储药腔,MDI的辅助装置。目的：克服病患的协调动作和口咽沉积的问题。辅助装置的特色：会提供听觉的反馈(auditory feedback)，以达到缓慢的吸气流量。InspirEase可提供患者可看到（透明的外观）和触觉的反馈(tactile feedback)，以协助病患达到吸入的目标容积。,57,MDI的辅助裝置。,58,间隔器和储药腔,辅助装置可分类为间隔器或储药腔 间隔器(spacers)：(无one way valve)目的：增加患者嘴巴和定量喷雾器的距离，让气雾有更多时间传送给病患，及减少气雾的速度和粒子的大小。无法改善患者对
21、定量喷雾器的不协调动作。,59,间隔器和储药腔,储药腔(holding chambers)：(含有one way valve)目的：用于无法正确使用MDI的患者。储药腔有一单向瓣膜或气囊，可预防因患者不协调而造成的药物流失。可加上面罩，提供小孩和嘴巴无法密合的患者。,60,间隔器和储药腔,使用储药腔时，影响气雾传送的因素：储药腔的大小和形状，大的储药腔有较好的药物传送。定量喷雾器的药物。储药腔内的静电反应。定量喷雾器喷药到腔室和吸入的时间。喷药到储药腔内的次数。清洁：每周用温和洗洁剂清洗，晾干。,61,间隔器和储药腔,优点減少病患协调性的要求減少口咽沉积不需药物调配缺点对某些病患来说较复杂比定
22、量喷雾器贵比定量喷雾器不易携带不是全部药物都可用,62,干粉定量吸入器（DPI）,靠呼吸来驱动的装置(breath-actuated device)。以结晶或粉狀的吸入药物，便宜且无需以CFC做推进动力。药物喷出及吸入时不需高度协调动作。它利用含单一剂量的胶囊或多剂量药罐及置药器，并含有可协助药物传送的输送物(carrier)。当安置药物后或胶囊嵌入被戳破时，病人可利用吸气流量，将单一剂量的干粉药物吸入下呼吸道內。,63,干粉定量吸入器（DPI）,用于可自呼，且能产生较大吸气流量(50 L/min)的病人(6岁)。一般干粉为药物微粒及运送微粒(carrier)的结合体，运送微粒一般为较大的乳糖
23、或葡萄糖微粒。产生的药物微粒直径约1-2um，运送微粒直径30 m。需在较高吸气流速(约30-120 L/min)下，才易释出吸入的药物微粒。运送微粒可让快速吸气时，产生较高的咽喉部撞击，使病人有药物吸入感。,64,干粉定量吸入器（DPI）,影响DPIs传送气雾微粒的因素 用具的设计：材质、气流的阻力、大剂量出药或连续分散出药。微粒的特性：直径大小、形状、密度、粗糙度、带电性、有无运送微粒的。环境因素：湿度、温度。通气因素：潮气量、吸气流速、吸气后闭气。病人因素：年龄、气道直径、疾病类型、熟练度。,65,常見之干粉吸入器,Diskus inhaler、Rotahaler和Diskhaler是使
24、用个别的药物气泡型包装(blister packets)。,Diskus inhaler,66,常见之干粉吸入器,Diskhaler,67,常见之干粉吸入器,Turbuhaler 及Easyhaler是多剂量共同填装的粉剂系统。,68,干粉定量吸入器（DPI）,优点：较不需要病患动作协调不需要吸气后闭气不需推进剂吸气引动,缺点：需要较高吸气流速大部份是单一剂量使用可能沉积于口咽部不能使用于插管的病患有的药物不能使用很难传送高剂量,69,细小顆粒器雾产生器（SPAG）,用于ribavirin(virazole)喷雾治疗。组成：一个喷雾器和干燥腔。制造的粒子MMAD大约1.3m。此装置前的调节器压
25、力设定在25 psig、喷雾流量设定在6-10L/min、干燥腔(drying chambers)内的流量，设定在3-8 L/min。危险：会造成小哺乳类动物畸形，对健康照顾者可能产生不良反应，需要抽吸系统(vacuum scavenging system)。,70,71,72,机械通气时气雾药物的给予,肺部沉积小于5%，但仍然有其生理效果。可由喷雾器或定量喷雾器，给予吸入性支气管扩张剂。使用机械通气时影响气雾传送之因素 通气相关因素：潮气容积、呼吸次数.。管路相关因素：气管内管的大小、气体密度、湿气（会减少大约40的气雾传送）.。药物相关因素：剂量、时间。病人相关因素：气道阻塞.。,73,机
26、械通气时气雾药物的给予,喷雾器运用于机械通气时喷雾器置于进气端距离Y-piece 18英吋处有较多的药物传送。较长的治疗时间，有较佳的肺部沉积。由呼吸器控制喷雾器的激活是较好的。并发症：包括污染喷雾器、增加驱动呼吸器的力量、增加潮气容积和吐气流量感应器受损。,74,机械通气时气雾药物的给予,定量喷雾器运用于机械通气时其接头包括：Chamber/spacer devices-接于吸气的管路上做为气雾储藏腔，in-line devices-可连接在吸气管路的任何一处。elbow devices-直接接在气管内管上。chamber devices 比其它装置传送出较多的剂量。,75,a：in-lin
27、e devices b：elbow devicesc.d.e：Chamber/spacer devices,76,练习,当讨论气雾沉淀(aerosol deposition)时,布朗运动(Brownian movement)是最接近下列何项？(A)惯性撞击(Inertial impaction)(B)沉淀(Sedimentation)(C)扩散(Diffusion)(D)换气型式(Ventilatory pattern)Ans:C（Brownian movement对气雾粒子沉淀和气体分子运动有相关性的是扩散作用。）,77,考題,氣霧粒子(aerosol particles)大於多少時無法穿過
28、鼻腔？(A)20 microns(微米)(B)15 microns(C)10 microns(D)5 micronsAns:D（粒子大於5 microns不會經由鼻腔進入呼吸道，但可經由口腔進入呼吸道。）,78,考題,氣霧粒子(aerosol particles)小於多少時，可能被吸入接著再被呼出？(A)5 microns(B)3 microns(C)1 micron(D)0.1 micronAns:C（粒子小於1 micron是非常穩定且易被呼出，而不會沉澱到肺部內。）,79,考題,治療性的氣霧大約有多少百分率沉澱在肺臟？(A)10%(B)30%(C)50%(D)80%Ans:A（10%沉澱
29、於肺部，80%沉澱於上呼吸道，和10%被呼出。）,80,考題,下列各項關於氣霧(aerosol)之使用，何者是正確的？(A)使用乾粉吸入器(dry powder inhalers)時，建議緩慢吸氣.(B)達10秒的吸氣暫停(inspiratory hold)是增加 MDIs氣霧沉澱的建議.(C)快速的吸氣流速是建議使用在MDIs.(D)經鼻的吸氣會比口更增加藥物傳送至肺臟Ans:B 吸氣暫停(inspiratory hold)可改善氣霧的沉澱。,81,考題,在藥物噴霧時，有關氣體流速的使用，何者為非？(A)高流速會減少病人對藥物的可利用性(drug availability)(B)高流速會增加
30、顆粒尺寸(particle size(C)8-10 L/min的流速被建議使用(D)高流速會減少噴霧時間.Ans:B(研究顯示增加流速時，會讓粒子變小。),82,考題,用超音波噴霧器（USN）做為治療性氣霧 的輸出，下列何者除外？(A)它們是昂貴的(B)它們有小的死腔容積(dead volume)(C)超音波可能會使藥物不活化(inactivate)(D)它們是比較吵Ans;D（USN操作時非常安靜）,83,考題,藥物離開MDI時的速度(velocity)最少要大於多少？(A)50 m/s(B)40 m/s(C)30 m/s(D)20 m/sAns:C（氣霧從MDI出來，進入到mouthpie
31、ce時，速度要 30 m/s。）,84,考題,氣霧粒子離開 MDI 時的尺寸是30微米(microns)，接著快速地變小，此是由於下列何項？(A)減少了速度(B)推進劑(propellant)蒸發了(C)受到阻擋物(Baffling)的關係(D)分散了(Dispersion)Ans:B(推進劑的蒸發會讓粒子變小),85,考題,MDI一次噴霧所釋放的氣霧容積(aerosol volume)是多少？（A）2-4 ml（B）5-10ml（C）15-20ml（D）25-100ml Ans:C（研究顯示大部分MDI每次噴藥會傳送15-20ml的容積。）,86,考題,對於MDI 喪失填裝(loss of
32、prime)的描述，下列敘述事實中，何者為非？（A）它是定量腔已空時的結果。（B）搖動(shaking)可恢復喪失填裝。（C）發生在數天未使用MDI後。（D）教導病患若1-2天未使用MDI，欲再使用時，要先對空氣噴藥1-2次後再用。Ans：B 搖動對恢復“喪失填裝”是無用的，因定量腔的填裝是要一次啟動噴霧後。,87,考題,MDI與小量噴霧器做比較，使用MDI的優點，下列何者除外？（A）方便（B）不貴（C）可攜帶（D）很少需要患者的合作Ans:D（MDI的治療需要病患非常合作及有適當的技巧才有效果。）,88,考題,MDI使用儲藥腔與使用間隔器的不同處，是儲藥腔可：（A）允許在吸氣期時，讓氣霧粒子
33、變小。（B）允許噴藥和吸藥動作分開。（C）減少氣霧的速度。（D）減少口咽的沉積。Ans:B（儲藥腔可讓病患在吸藥時，有更好的協調動作，間隔器只是增加患者嘴巴和定量噴霧器的距離，讓氣霧粒子變小。）,89,考題,DPI與MDI比較下，DPI的使用優點何者除外？（A）需要高的吸氣流速。（B）不需要呼吸暫停。（C）不需要推進劑。（D）呼吸引動。Ans:A（DPI需要高的吸氣流速，那不是優點，因為有些患者無法產生足夠的高流速來引動。）,90,考題,SPAG所傳送的粒子是1.3 microns MMAD，其意思是指？（A）一半數目的粒子小於1.3 microns和一半大於1.3 microns。（B）一半粒子是1.3 microns。（C）所傳送的氣霧粒子的質量一半是小於1.3 microns及其他的粒子的質量是大於1.3 microns。（D）全部粒子的直徑是1.3 microns。Ans:C（C才是MMAD 的定義）,
