Медицинские газы
Медици́нские га́зы, лекарственная форма, представляющая собой любое вещество или смесь веществ, газообразных при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре (Государственная фармакопея Российской Федерации. 2018). Важнейшими медицинскими газами являются: медицинский кислород, закись азота и ксенон, которые внесены в государственный реестр лекарственных средств Российской Федерации (ГРЛС). Однако не менее важное значение для современной медицины имеют и другие газы (углекислый газ, азот, аргон, гелий, а также воздух), которые используют при проведении медицинских лечебных и диагностических процедур, для забора и хранения биологических образцов, для работы медицинской и исследовательской аппаратуры.
В аптечную сеть и в медицинские учреждения медицинские газы поступают в специальных стальных баллонах, имеющих соответствующую окраску: баллоны с кислородом окрашены в голубой цвет, с углекислым газом – в чёрный, с закисью азота – в серый. Из аптек населению отпускают только кислород, который для удобства практического использования запечатан в специальные прорезиненные подушки с резиновой трубкой и мундштуком. Все остальные медицинские газы поставляют напрямую в медицинские учреждения, где при помощи специальной аппаратуры их применяют в различных областях медицины: в хирургии, анестезиологии, пульмонологии, а также при проведении различных диагностических процедур.
К собственно медицинским газам не относятся, но являются близкими по применению некоторые легколетучие жидкости, например диэтиловый эфир, галотан, энфлуран и др., ингаляции паров которых применяют для общей анестезии.
Краткая историческая справка
Различные газообразные субстанции применяли в медицине с древнейших времён. Например, врачи Древней Греции применяли окуривания людей на основе различных смол, тмина и коры сосны для лечения различных заболеваний. Однако клиническое применение газов в медицине произошло гораздо позднее.
В 1774 г. шведский химик К. В. Шееле (публикация в 1777) и английский химик Дж. Пристли независимо, одновременно открыли и получили в чистом виде кислород, что стало предпосылкой для бурного интереса к использованию газов в медицине, в результате чего в английском городе Бристоль был открыт специальный исследовательский центр – Пневматический институт, где проводили исследования различных газов и обсуждали возможность их использования в качестве лекарственных средств.
В конце 18 – начале 19 вв. другой английский химик – Г. Дэви – исследовал эффекты воздействия закиси азота на животных и людей, а впоследствии и на самом себе, после чего описал, что закись азота вызывает эйфорию и снижение болевой чувствительности. Дэви назвал закись азота «веселящим газом» и предложил использовать его в качестве анестезирующего средства при оперативных вмешательствах, но медицина того времени не оценила открытие Дэви по достоинству.
В середине 19 в. американский зубной врач Х. Уэллс активно ратовал за применение закиси азота для анестезии в стоматологической практике. Он был настолько уверен в анальгезирующем действии «веселящего газа», что убедил другого стоматолога удалить ему здоровый зуб с применением закиси азота, что и произошло в 1844 г. Более широкое и безопасное использование закиси азота в качестве анестезирующего средства началось в 1868 г., когда американский врач Э. Эндрюс обосновал важность смешивания «веселящего газа» с кислородом.
Первопроходцем в применении закиси азота в России считают С. К. Кликовича, предложившего использовать этот газ для обезболивания родов.
Портрет Уильяма Мортона. Иллюстрация из статьи: Knopf S. A. William T. G. Morton, the Discoverer and Revealer of Surgical Anesthesia, at Last in the Hall of Fame – a Vindication. New York, 1921.Интересна история другого средства для анестезии – диэтилового эфира, или эфира для наркоза. В 1818 г. известному английскому физику М. Фарадею удалось наблюдать наркотический эффект паров диэтилового эфира, когда во время занятий его студенты случайно вдыхали смесь закиси азота и пары эфира до полной анестезии.
Эфирный наркоз был впервые применён в 1842 г. американским врачом К. У. Лонгом. Большой шаг в использовании эфирного наркоза сделал американский хирург У. Мортон, когда 16 октября 1846 г. он продемонстрировал успешное удаление сосудистой опухоли подчелюстной области. После вдыхания паров эфира пациент потерял сознание, а после пробуждения отметил, что абсолютно не чувствует боли. После успеха Мортона эфирный наркоз стали применять и в других странах.
Пётр Захаров-Чеченец. Портрет Фёдора Ивановича Иноземцева. 1844.В нашей стране первая операция под эфирным наркозом была проведена в Москве 7 февраля 1847 г. профессором Ф. И. Иноземцевым, а вторая, вскоре после этого, – Н. И. Пироговым. В этом же году, накопив успешный опыт применения эфирного наркоза, Пирогов издал монографию «Практические и физиологические наблюдения над действием паров эфира на животный организм».
Типы медицинских газов
В современной медицине в зависимости от параметров давления, а также созданных температурных условий выделяют:
газ медицинский криогенный (создают при давлении 101,3 кПА и температуре ниже –150 °С);
газ медицинский сжатый (сохраняет газообразное состояние при наполнении под давлением при температуре –50 °С);
газ медицинский сжиженный [находится в 2-фазном состоянии (газ над жидкостью) при наполнении под давлением при температуре –50 °С].
Сжиженные газы, в отличие от сжатых газов, более удобны для хранения и транспортировки в силу меньшего объёма. Поэтому в медицине их, наряду с криогенными, используют как источник низкой температуры для создания специальных криогенных хранилищ.
Сжатые и сжиженные газы часто входят в состав пропеллентов в аэрозолях и служат для рассеивания их содержимого. Для изготовления аэрозолей применение сжиженных газов более целесообразно, чем сжатых: в случае сжиженных газов внутреннее давление в баллоне остаётся более стабильным до тех пор, пока внутри остаётся хотя бы одна его капля. По мере расходования этот сжиженный газ постепенно переходит из жидкого состояния в газообразное, участвуя как в поддержании нормального давления, так и в процессах диспергирования, а также распыления лекарственных веществ. При использовании сжатых газов давление в баллоне уменьшается постепенно, что приводит к неполному использованию содержимого, а также становится причиной изменения характера высвобождения действующего вещества. Чаще всего в качестве пропеллентов применяют азот в форме сжиженного газа, а также различные галогенпроизводные метана, этана и пропана в форме сжатых газов.
Как лекарственная форма медицинские газы могут быть предназначены для оказания местного и/или резорбтивного действия на организм человека и по способу применения могут быть использованы для ингаляционного, наружного применения или для приёма внутрь.
Производство медицинских газов осуществляют в закрытом, герметичном оборудовании, что позволяет существенно минимизировать риск загрязнений этой продукции. Для защиты от контаминации рекомендуют устанавливать на баллоны клапаны на удержание остаточного давления. После заполнения баллона клапан пломбируют и отправляют на испытание герметичности. Все баллоны с медицинским газом следует хранить в специально отведённом месте, защищённом от воздействия экстремальных температур, а в случае их транспортировки – защищённом от неблагоприятных погодных условий.
Достоинства медицинских газов
Быстрое наступление эффекта, сопоставимое с лекарственными формами для инъекций.
Отсутствие проблем, связанных с пероральным приёмом (например, инактивации действующего вещества или изменения биодоступности при приёме пищи).
Возможность оказания как локального, так и генерализованного эффекта на организм.
Недостатки медицинских газов
Необходимость наличия специального медицинского оборудования и медицинских навыков.
Сложность технологического процесса изготовления и высокая себестоимость готовой продукции.
Невозможность введения большинства лекарственных средств в состав этой лекарственной формы ввиду их физико-химических свойств.
Не являются портативной лекарственной формой.