ネブライザー

ネブライザー
病院のネブライザーの設置
専門	呼吸器学
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医学において、ネブライザー（アメリカ英語）^[1]またはネブライザー（イギリス英語）^[2]は、肺に吸入される霧の形で薬剤を投与するために使用される薬物送達装置です。ネブライザーは、喘息、嚢胞性線維症、COPD 、およびその他の呼吸器疾患または障害の治療に一般的に使用されます。ネブライザーは、酸素、圧縮空気、または超音波の力を使用して溶液や懸濁液を小さなエアロゾル液滴に分解し、デバイスのマウスピースから吸入します。エアロゾルは、ガスと固体または液体の粒子の混合物です。

喘息に関する世界ガイドライン [GINA]、英国喘息管理ガイドライン、カナダ小児喘息コンセンサスガイドライン、米国喘息診断・治療ガイドラインなど、さまざまな喘息ガイドラインでは、ネブライザーによる治療の代わりに定量噴霧式吸入器の使用を推奨しています。 ^[3] 欧州呼吸器学会は、ネブライザーは病院や自宅で使用されているものの、その使用の多くは根拠に基づいていない可能性があると認めています。^[4]

最近の証拠によると、ネブライザーはスペーサー付きの定量噴霧式吸入器（MDI）よりも効果的ではないことが示されています。 ^[5] スペーサー付きのMDIは、急性喘息の子供に利点を提供する可能性があります。^{[3] [6] [5]}これらの調査結果は特に喘息の治療に言及しており、例えばCOPDの場合のようなネブライザーの有効性全般に言及しているわけではありません。^[5] COPDの場合、特に増悪や肺発作を評価する場合、スペーサー付きのMDIで投与された薬剤が、ネブライザーで同じ薬剤を投与するよりも効果的であることを示す証拠はありません。^[7]

欧州呼吸器学会は、ネブライザー装置を噴霧溶液とは別に販売することによる液滴サイズの再現性に関するリスクを強調した。この慣行では、非効率的なネブライザーシステムから高効率のシステムに変更することで、液滴サイズが10倍以上変化する可能性があることがわかった。^{[4] [5]} スペーサー付きMDI（吸入器）と比較したネブライザーの利点は2つあり、特に急性喘息の場合、より速い速度でより大量の投与量を投与できることである。ただし、最近のデータでは、実際の肺沈着率は同じであることが示唆されている。さらに、別の試験では、スペーサー付きMDIはネブライザーと比較して臨床結果に必要な投与量が低いことが判明した。^[3]

慢性肺疾患の治療以外にも、ネブライザーは毒性物質の吸入などの急性疾患の治療にも使用できます。その一例は、有毒なフッ化水素酸（HF）蒸気の吸入治療です。^[8] グルコン酸カルシウムは、皮膚へのHF曝露に対する第一選択治療薬です。ネブライザーを使用すると、グルコン酸カルシウムがエアロゾルとして肺に送られ、吸入したHF蒸気の毒性を打ち消します。

エアロゾルの肺沈着特性と効能は、粒子または液滴のサイズに大きく依存する。一般に、粒子が小さいほど、末梢に浸透して保持される可能性が高くなる。しかし、直径 0.5 μm 未満の非常に微細な粒子の場合、沈着を完全に回避して吐き出される可能性がある。1966 年、環境毒素の吸入による危険性を主に懸念していた肺ダイナミクスに関するタスク グループは、肺における粒子の沈着モデルを提案した。このモデルでは、直径 10 μm を超える粒子は口と喉に沈着する可能性が最も高く、直径 5～10 μm の粒子は口から気道への沈着への移行が起こり、直径 5 μm 未満の粒子は下気道に沈着する頻度が高く、医薬エアロゾルに適していることが示唆されている。^{[9]噴霧プロセスは、}数値流体力学 を使用してモデル化されている。^[10]

最も一般的に使用されているネブライザーはジェットネブライザーで、「アトマイザー」とも呼ばれます。^[11]ジェットネブライザーは、チューブで圧縮ガス（通常は圧縮空気または酸素）の供給源に接続され、液体の薬を高速で流してエアロゾルに変え、患者が吸入します。現在、医師の間では、ジェットネブライザーよりも加圧式定量噴霧式吸入器（pMDI）を患者に処方する傾向があるようです。ジェットネブライザーは、騒音が大きく（使用中に60 dBになることが多い）、重量が重いため持ち運びが困難です。しかし、ジェットネブライザーは、呼吸器疾患の重症患者や重度の喘息発作など、吸入器の使用が難しい患者のために病院でよく使用されています。^[12]ジェットネブライザーの主な利点は、運用コストが低いことです。患者が毎日薬を吸入する必要がある場合、pMDIの使用はかなり高価になる可能性があります。今日では、いくつかのメーカーがジェットネブライザーの重量をわずか0.5キログラム強（1.5ポンド弱）まで軽量化することに成功し、ポータブルデバイスとして販売し始めています。競合するすべての吸入器やネブライザーと比較すると、騒音と重量が依然としてジェットネブライザーの最大の欠点です。^[13]

医療会社ベーリンガーインゲルハイムも、1997年にレスピマットソフトミスト吸入器という装置を発明しました。この新技術は、吸入器の液体底部を手動で時計回りに180度回転させ、柔軟な液体容器の周りのバネに蓄積された張力を加えることで、ユーザーに定量投与を提供します。ユーザーが吸入器の底部を作動させると、バネからのエネルギーが解放され、柔軟な液体容器に圧力がかかり、2つのノズルから液体が噴射され、吸入できる柔らかいミストが形成されます。この装置はガス推進剤を特徴とせず、動作にバッテリー/電源も必要ありません。ミストの平均液滴サイズは5.8マイクロメートルと測定されましたが、これは吸入した薬が肺に到達する際の潜在的な効率の問題があることを示唆している可能性があります。その後の試験で、そうではないことが証明されました。ミストの速度が非常に遅いため、ソフトミスト吸入器は実際に従来のpMDIと比較して効率が高くなっています。^[14] 2000年には、新しいソフトミスト吸入器は技術的には「手動式ネブライザー」と「手動式pMDI」の両方に分類できるため、欧州呼吸器学会（ERS）に対してネブライザーの定義を明確化/拡張するよう議論が起こりました。^[15]

超音波ネブライザーは、1965年に新しいタイプのポータブルネブライザーとして発明されました^[16]。超音波ネブライザーの内部技術は、電子発振器で高周波超音波を生成し、圧電素子の機械的振動を引き起こすというものです。この振動素子は液体リザーバーと接触しており、その高周波振動は超音波霧化によって蒸気ミスト^[17]を生成するのに十分です。重いエアコンプレッサーを使用する代わりに超音波振動からエアロゾルを生成するため、重量は約170グラム（6.0オンス）しかありません。もう1つの利点は、超音波振動がほとんど無音であることです。これらのより現代的なタイプのネブライザーの例は、オムロンNE-U17とBeurerネブライザーIH30です。^[18]

2005 年頃、超音波振動メッシュ技術 (VMT) が開発され、ネブライザー市場に新たな重要な革新がもたらされました。この技術では、1000～7000 個のレーザー穴があけられたメッシュ/膜が液体リザーバーの上部で振動し、穴を通して非常に細かい液滴の霧を圧力で押し出します。この技術は、液体リザーバーの底に圧電素子を振動させるよりも効率的で、治療時間も短縮されます。超音波ネブライザーの従来の問題である液体廃棄物が多すぎることや医療液が不必要に加熱されることも、この新しい振動メッシュネブライザーによって解決されています。現在入手可能な VMT ネブライザーには、Pari eFlow、^[19] Respironics i-Neb、^[20] Beurer Nebulizer IH50、^[21] Aerogen Aeroneb などがあります。^[22]超音波VMTネブライザーの価格は以前の技術を使用したモデルよりも高いため、ほとんどのメーカーは従来のジェットネブライザーも引き続き販売しています。^[23]

ネブライザーは薬剤を液体溶液の形で受け取り、使用時に装置に充填されることが多い。サルブタモール（アルブテロールUSAN ）などのコルチコステロイドや気管支拡張剤がよく使用され、イプラトロピウムと併用されることもある。これらの医薬品を経口摂取ではなく吸入する理由は、その効果を呼吸器官に集中させるためであり、他の代替摂取経路と比較して、薬剤の作用発現が早まり、副作用が軽減される。^[12]

通常、エアロゾル化された薬剤は、吸入器に似たチューブ状のマウスピースから吸入される。しかし、マウスピースは、幼児や高齢者が使いやすいように、吸入麻酔に使用されるものと同様のフェイスマスクに置き換えられることがある。小児用マスクは、子供がネブライザー治療に抵抗しないように、魚、犬、ドラゴンなどの動物の形をしていることが多い。多くのネブライザー製造業者は、乳児や幼児用のおしゃぶりアタッチメントも提供している。しかし、患者が使用できる場合はマウスピースの方が好ましい。フェイスマスクでは、鼻でのエアロゾル損失により肺への送達量が減少するためである。^[11]

コルチコステロイドと併用した場合、理論的には口の中に真菌感染症（カンジダ症）や声のかすれ（発声障害）が生じる可能性がありますが、臨床的には非常にまれです。これらの副作用を避けるために、ネブライザーを使用した人は口をすすぐように勧める臨床医もいます。気管支拡張薬の場合はこの限りではありませんが、一部の気管支拡張薬の味が不快なため、患者は口をすすぐことを希望する場合があります。

最初の「動力式」または加圧吸入器は、1858年にフランスのセールス・ジロンによって発明されました。^[24]この装置は、圧力を利用して液体の薬剤を霧状にします。ポンプのハンドルは自転車のポンプのように操作します。ポンプを引き上げると、リザーバーから液体が引き出され、ユーザーの手の力で液体が噴霧器を通して加圧され、ユーザーの口の近くで吸入できるように噴霧されます。^[25]

1864年、ドイツで最初の蒸気駆動式ネブライザーが発明された。「ジーグルの蒸気噴霧吸入器」として知られるこの吸入器は、ベンチュリー原理を利用して液体薬剤を霧状にしたもので、これがネブライザー療法の始まりであった。液滴サイズの重要性はまだ理解されていなかったため、この最初の装置の効能は残念ながら多くの薬剤化合物に対して平凡なものであった。ジーグルの蒸気噴霧吸入器はアルコールバーナーで構成されており、これがタンク内の水を沸騰させて蒸気にし、その蒸気が上部を流れて薬剤溶液に吊るされたチューブに流れ込む。蒸気が通過することで薬剤が蒸気に引き込まれ、患者はガラス製のマウスピースからこの蒸気を吸入した。^[26]

電動ガス（空気）コンプレッサーから空気が供給される最初の空気圧式ネブライザーは1930年代に発明され、ニューモスタットと呼ばれました。この装置では、医療用液体（通常は収縮を解消するための気管支筋弛緩剤として使用される塩化エピネフリン）が吸入されます。^[28]高価な電動ネブライザーの代わりに、1930年代には多くの人々が、パーク・デイビス・グラセプティックとして知られる、はるかにシンプルで安価な手動式ネブライザーを使い続けました。^[29]

1956年、ライカー研究所（ 3M ）はネブライザーに対抗する技術として、加圧式定量噴霧式吸入器「メディハラー・イソ」（イソプレナリン）と「メディハラー・エピ」（エピネフリン）を発売した。^{[30]これらの装置では、薬剤は冷却充填され、ガス推進技術（すなわち}フレオンまたは環境へのダメージが少ないHFA）によって駆動される特殊な計量バルブを通して正確な用量で投与される。^[24]

1964年に、新しいタイプの電子噴霧器「超音波噴霧器」が導入されました。^{[31]今日、噴霧技術は医療目的にのみ使用されているわけではありません。超音波噴霧器は}加湿器にも使用され、建物内の乾燥した空気を湿らせるために水のエアロゾルを噴霧します。^[17]

電子タバコの初期モデルのいくつかは、超音波ネブライザー（圧電素子が振動して高周波超音波を発生させ、液体ニコチンを振動させて霧化する）と気化器（電気加熱素子を備えたスプレーノズルとして構築）を組み合わせたものだった。^[32]しかし、現在販売されている最も一般的なタイプの電子タバコでは、超音波ネブライザーが省略されている。この種のデバイスには十分な効率がないことが判明したためである。代わりに、電子タバコは現在、電気気化器を使用しており、「含浸型アトマイザー」の吸収材に直接接触するか、「スプレージェットアトマイザー」に関連する噴霧技術（ニコチン液が吸収された材料に開けられたいくつかの小さなベンチュリー注入チャネルを通過する高速気流によって液滴が噴霧される形式）と組み合わせている。^[33]

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