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Un nouveau système de masque d’inhalation pour délivrer des concentrations élevées de gaz d’oxyde nitrique chez les sujets respirant spontanément

Published: May 4, 2021 doi: 10.3791/61769
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 3, 2, 1, 1
1Department of Anesthesia, Critical Care and Pain Medicine, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, 2Division of Pediatric Critical Care Medicine, Department of Pediatrics, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, 3Respiratory Care, Massachusetts General Hospital

Summary

Ce dispositif de système simple et hautement adaptable pour l’inhalation de gaz d’oxyde nitrique (NO) à haute concentration ne nécessite pas de ventilateurs mécaniques, de pression positive ou de débits de gaz élevés. Des consommables médicaux standard et un masque ajusté sont utilisés pour délivrer en toute sécurité AUCUN gaz aux sujets qui respirent spontanément.

Abstract

L’oxyde nitrique (NO) est administré sous forme de gaz pour inhalation afin d’induire une vasodilatation pulmonaire sélective. C’est une thérapie sûre, avec peu de risques potentiels, même si elle est administrée à forte concentration. Le gaz NO inhalé est couramment utilisé pour augmenter l’oxygénation systémique dans différentes conditions de la maladie. L’administration de fortes concentrations de NO exerce également un effet virucide in vitro. En raison de ses profils pharmacodynamiques et de sécurité favorables, de la familiarité de son utilisation par les prestataires de soins intensifs et du potentiel d’effet virucide direct, le NO est utilisé cliniquement chez les patients atteints de la maladie à coronavirus-2019 (COVID-19). Néanmoins, aucun dispositif n’est actuellement disponible pour administrer facilement du NO inhalé à des concentrations supérieures à 80 parties par million (ppm) à diverses fractions d’oxygène inspirées, sans avoir besoin d’un équipement dédié, lourd et coûteux. Le développement d’une solution fiable, sûre, peu coûteuse, légère et sans ventilateur est crucial, en particulier pour le traitement précoce des patients non intubés en dehors de l’unité de soins intensifs (USI) et dans un scénario à ressources limitées. Pour surmonter une telle barrière, un système simple pour l’administration non invasive de gaz NO jusqu’à 250 ppm a été développé à l’aide de consommables standard et d’une chambre de récupération. La méthode s’est avérée sûre et fiable pour fournir une concentration de NO spécifiée tout en limitant les niveaux de dioxyde d’azote. Cet article vise à fournir aux cliniciens et aux chercheurs les informations nécessaires sur la façon d’assembler ou d’adapter un tel système à des fins de recherche ou d’utilisation clinique dans covid-19 ou d’autres maladies dans lesquelles AUCUNE administration pourrait être bénéfique.

Introduction

AUCUNE thérapie par inhalation est régulièrement utilisée comme traitement salvateur dans plusieurs contextes cliniques1,2,3. En plus de son effet vasodilatateur pulmonaire bien connu4,le NO présente un large effet antimicrobien contre les bactéries5,les virus6et les champignons7,en particulier s’il est administré à des concentrations élevées (>100 ppm). 8 Au cours de l’éclosion de syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) de 2003, le NO a montré une activité antivirale puissante in vitro et a démontré une efficacité thérapeutique chez les patients infectés par le coronavirus du SRAS (SARS-CoV)9,10. La souche de 2003 est structurellement similaire au SRAS-Cov-2, l’agent pathogène responsable de la pandémie actuelle de maladie à coronavirus-2019 (COVID-19)11. Trois essais cliniques contrôlés randomisés sont en cours chez des patients atteints de COVID-19 afin de déterminer les avantages potentiels de respirer un gaz NO à forte concentration pour améliorer les résultats12,13,14. Dans une quatrième étude en cours, l’inhalation prophylactique de fortes concentrations de NO est étudiée à titre préventif contre le développement de la COVID-19 chez les prestataires de soins de santé exposés à des patients séropositifs au SRAS-CoV-215.

Le développement d’un traitement efficace et sûr contre la COVID-19 est une priorité pour les communautés des soins de santé et scientifiques. Pour étudier l’administration de gaz NO à des doses > 80 ppm chez des patients non intubés et des travailleurs de la santé volontaires, la nécessité de développer un système non invasif sûr et fiable est devenue évidente. Cette technique vise à administrer des concentrations élevées de NO à différentes fractions d’oxygène inspiré(FiO2)à des sujets respirant spontanément. La méthodologie décrite ici est actuellement utilisée à des fins de recherche chez les patients covid-19 respirant spontanément au Massachusetts General Hospital (MGH)16,17. Conformément aux lignes directrices du comité d’éthique de la recherche sur l’humain de l’HGM, le système proposé est actuellement utilisé pour mener une série d’essais contrôlés randomisés afin d’étudier les effets suivants des concentrations élevées de gaz NO. Tout d’abord, l’effet de 160 ppm de gaz NO est à l’étude chez des sujets non intubés atteints de COVID-19 légère à modérée, admis soit au service des urgences (protocole IRB #2020P001036)14, soit en tant que patients hospitalisés (protocole IRB #2020P000786)18. Deuxièmement, le rôle du NO à forte dose est examiné pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2 et le développement des symptômes de la COVID-19 chez les fournisseurs de soins de santé régulièrement exposés à des patients positifs au SRAS-CoV-2 (Protocole IRB # 2020P000831)19.

Cet appareil simple peut être assemblé avec des consommables standard couramment utilisés pour la thérapie respiratoire. L’appareil proposé est conçu pour délivrer de manière non invasive un mélange de GAZ NO, d’air médical et d’oxygène (O2). L’inhalation de dioxyde d’azote (NO2)est réduite au minimum pour réduire le risque de toxicité des voies respiratoires. Le seuil de sécurité no2 actuel fixé par l’American Conference of Governmental Industrial Hygienists est de 3 ppm sur une moyenne pondérée dans le temps de 8 heures, et 5 ppm est la limite d’exposition à court terme. Inversement, l’Institut national pour la sécurité et la santé au travail recommande 1 ppm comme limite d’exposition à court terme20. Compte tenu de l’intérêt croissant pour la thérapie par gaz NO à forte dose, le présent rapport fournit la description nécessaire de ce nouveau dispositif. Il explique comment assembler ses composants pour délivrer une forte concentration de NO à des fins de recherche.

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Protocol

REMARQUE: Voir le tableau des matériaux pour les matériaux nécessaires à l’assemblage du système de livraison. Des sources d’air médical, de gazO2et de GAZ NO devraient également être disponibles sur place. L’appareil a été mis au point pour être utilisé dans le cadre d’enquêtes dans des protocoles de recherche qui ont fait l’objet d’un examen rigoureux par le Comité d’examen institutionnel (CISR) local. En aucun cas, les fournisseurs ne devraient fonctionner uniquement sur la base des indications incluses dans ce manuscrit, en assemblant et en utilisant ce dispositif sans demander au préalable l’approbation réglementaire appropriée de l’établissement. À partir de l’extrémité proximale de l’appareil, assemblez les pièces dans l’ordre suivant (Figure 1).

1. Construire l’interface patient

  1. Prenez un masque facial de ventilation ajusté, standard et non invasif de la taille appropriée pour le sujet.
  2. Connectez l’orifice coudé intégré du masque à un filtre à particules à haute efficacité (filtre bactérien/viral hautement hydrophobe, classe HEPA 13) à travers le diamètre extérieur (O.D.) de 22 mm. connecteur de diamètre intérieur (I.D.) de /15 mm.
  3. (Facultatif) Pour faciliter le mouvement du sujet et réduire le risque de déconnexion, ajoutez un connecteur patient flexible de 15 mm O.D. x 22 mm O.D./15 mm I.D. (longueur 5 cm-6,5 cm) pour un tube endotrachéal ou trachéostomie entre l’interface du masque et le filtre HEPA.
    REMARQUE: Faites tout votre possible pour éviter les fuites de l’interface du masque. L'« extrémité patient » de l’appareil pourrait également consister en un embout buccal. Un pince-nez doit être ajouté dans une telle configuration.

2. Construction de la pièce en Y et préparation de l’alimentation enO2

  1. Prenez un connecteur de 22 mm à 22 mm et un connecteur en Y de 15 F avec des ports de 7,6 mm. Créez les membres expiratoires et inspiratoires du circuit aux deux extrémités distales de la pièce en Y à l’intermédiaire de deux valves unidirectionnelle mâle/femelle de 22 mm à sens opposé, à faible résistance.
    1. Membre expiratoire : À une extrémité de la pièce en Y, placez le connecteur de valve unidirectionnelle permettant un écoulement proximal-distal uniquement (flèche pointant vers le bas).
    2. Membre inspiratoire : À l’autre extrémité de la pièce en Y, connectez une valve unidirectionnelle permettant un écoulement distal-proximal uniquement (flèche pointant vers le haut).
  2. Connectez l’extrémité proximale du Y au filtre HEPA.
  3. À l’aide d’un tube à gaz en vinyle standard résistant aux plis avec des adaptateurs universels aux deux extrémités, connectez la source O2 au membre inspiratoire de la pièce en Y. Choisissez un tube de longueur appropriée en tenant compte de la distance entre le patient et la source du gaz.
    REMARQUE: Le connecteur en Y doit avoir un port d’échantillonnage sur le membre inspiratoire. Si ce n’est pas le cas, un connecteur droit supplémentaire avec un port d’échantillonnage doit être utilisé pour alimenter O2.

3. Construction et fixation de la chambre de récupération

  1. Connectez un adaptateur de connecteur flexible en caoutchouc de silicium de 22 mm x 22 mm à l’extrémité proximale d’une chambre de piégeage (diamètre interne = 60 mm, longueur interne = 53 mm, volume = 150 mL) contenant 100 g d’hydroxyde de calcium (Ca(OH)2).
  2. Fixez un O.D. de 15 mm x 22 mm O.D./15 mm I.D., 5 cm-6,5 cm, tube ondulé flexible à l’adaptateur en caoutchouc de silicium.
  3. Connectez un autre adaptateur de connecteur flexible en caoutchouc de silicium de 22 mm x 22 mm à l’extrémité distale du charognard.
  4. Ajoutez la chambre de récupération et l’ensemble de tubes au membre inspiratoire de la pièce en Y à l’aide d’un adaptateur en deux étapes de 15 mm à 22 mm.

4. Construction et fixation du système de réservoir de NO

  1. Assemblez un sac de réservoir respiratoire sans latex de 3 L et un connecteur coude de ventilateur à 90 ° sans ports (22 mm ID x 22 mm).
  2. Connectez l’autre extrémité du coude à l’ouverture centrale de la pièce en T de l’aérosol (orifices horizontaux 22 mm O.D., port vertical 11 mm I.D./22 mm O.D.).
  3. Fixez la pièce en T à l’extrémité distale de la chambre de récupération en l’avançant jusqu’à ce qu’elle s’adapte étroitement au connecteur en caoutchouc de silicium.

5. Construction du système d’alimentation en AIR NO et médical

  1. Construisez le système d’alimentation en gaz NO/air en fixant deux connecteurs D.O. consécutifs de 15 mm O.D. x 15 mm I.D./22 mm O.D. avec des orifices d’échantillonnage de 7,6 mm et des capuchons rabattables.
    REMARQUE: Une fois les bouchons retirés, les accès d’échantillonnage fonctionneront comme des orifices d’entrée de gaz.
  2. À l’extrémité distale du système d’alimentation en NO/air, fixez une autre valve inspiratoire unidirectionnelle (flèche pointant vers le haut).
  3. À l’extrémité proximale du système d’alimentation en NO/air, connectez un adaptateur en deux étapes de 15/22 mm.
  4. Connectez l’adaptateur proximal en deux étapes à l’entrée libre restante de la pièce en T verte du système de réservoir NO.

6. Fixez les conduites d’air et de gaz NO à l’aide d’un tube d’oxygène en vinyle standard, résistant aux plis et à lumière étoilée pour les étapes suivantes.

  1. Connectez l’air médical à l’port d’entrée de gaz le plus distal.
  2. Connectez le gaz NO d’un réservoir de NO de qualité médicale de 800 ppm (bouteilles en aluminium AQ de taille contenant 2239 L de 800 ppm de GAZ NO à température et pression standard, équilibré avec de l’azote; volume livré 2197 L) au port suivant en aval.
    REMARQUE: Les tubes doivent être de longueur appropriée pour atteindre confortablement les sources de gaz. Différents réservoirs ou générateurs de NO peuvent être utilisés comme sources de gaz.

7. Utilisation chez des sujets respirant spontanément

  1. Réglez le débit d’air,o2et NO gazeux en fonction de la concentration deFiO2 et de NO souhaitée.
    REMARQUE : Les débits recommandés pour l’administration de NO à 80, 160 ou 250 ppm sont énumérés dans le tableau 1 (applicable aux bouteilles de 800 ppm seulement).
  2. Placez le masque moulant sur le visage du patient, de la même manière qu’une configuration d’interface de ventilation non invasive.
  3. Commencez la séance d’inhalation pour la durée souhaitée.

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Representative Results

Un inhalothérapeute de 33 ans travaillant à l’usi de l’HGM pendant la vague d’admission à l’USI pour COVID-19 s’est porté volontaire pour recevoir NO dans le cadre de l’essai impliquant des travailleurs de la santé15,19. L’essai a testé l’efficacité de 160 ppm de NO en tant qu’agent virucide, prévenant ainsi l’apparition de maladies dans les poumons à risque de contamination virale. La première séance de prophylaxie par inhalation a été administrée avant de commencer un quart de travail à travers le dispositif décrit pendant 15 min. À des fins de recherche, les concentrations de NO, no2etO2 inhalés ont été mesurées en continu. Aucun gaz n’a été administré à 3,5 L/min à partir d’un réservoir de gaz de 800 ppm et mélangé à de l’air à un débit de 15 L/min et un débitO2 de 1 L/min pour maintenir unFiO2 à 21 %.

La concentration de NO résultante était de 160 ppm à un débit total de gaz de 19,5 L/min, mesuré par trois débitmètres standard de 15 L/min. La saturation en oxygène(SpO2),la méthémoglobine (MetHb) et la fréquence cardiaque ont été surveillées en permanence. La SpO2 est restée stable autour de 97%. MetHb a culminé à 2,3% pendant l’administration de NO avant de revenir rapidement à la valeur de référence lors de la suspension du gaz. Le sujet n’a ressenti aucun effet secondaire pendant ou après la séance. La concentration de NO est restée stable pendant toute la période d’inhalation. Le NO2 a culminé à 0,77 ppm et était donc en toute sécurité en dessous du seuil de toxicité recommandé. Une partie représentative des tracés enregistrés des signaux NO et NO2 est représentée à la figure 2.

Figure 1
Figure 1: Représentation graphique du dispositif de livraison. Les composants individuels sont indiqués dans la figure, comme indiqué dans le texte et le tableau des matériaux. Le système comprend quatre parties principales: l’interface patient; Y-piece et alimentation en oxygène; chambre de récupération; et le système de réservoir NO et le système d’alimentation en AIR NO et médical. Abréviations: HEPA = air particulier à haut rendement; NO = oxyde nitrique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2: Traçage représentatif des concentrations de NO et de NO2 lors de l’inhalation de NO de 160 ppm chez un travailleur de la santé en bonne santé. Abréviations : NO = oxyde nitrique ; NO2 = dioxyde d’azote; ppm = parties par million. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

CIBLE NO (ppm) FiO2 (%) Configuration du débit (L/min) No2 mesuré (ppm)
NON O2 Air
80 21 1.67 1.28 15 0.32
30 1.89 3.28 15 0.32
40 2.21 7.24 15 0.37
160 21 3.87 1.78 15 0.81
30 4.38 4.31 15 1.05
40 5.38 9.59 15 1.2
250 21 6.99 2.1 15 1.57
30 9.1 7.3 15 2.35
40 11.91 17.4 15 2.61

Tableau 1 : Configuration des flux de NO, O2et degaz d’air. Les flux de gaz pour fournir des concentrations cibles de NO à des niveaux de FiO2variables, tels que mesurés avec un simulateur pulmonaire dans une expérience de banc. Le débit de NO et d’O2 (en L/min) a été réglé pour obtenir la concentration inspiratoire cible de NO (80, 160 et 250 ppm) au FiO2 souhaité (21 %, 30 %, 40 %). Un débit d’air médical constant (15 L/min) a été utilisé dans tous les contextes. Un cylindre de NO de 800 ppm généralement disponible, équilibré avec de l’azote, a été utilisé. Abréviations: L/min: L par min; NO: Oxyde nitrique; NO2 = dioxyde d’azote; FiO2: Fraction d’oxygène inspiré, O2: Oxygène ; ppm: parties par million.

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Discussion

Compte tenu de l’intérêt croissant pour la thérapie au gaz NO chez les patients non intubés, y compris ceux atteints deCOVID-19 8,le présent rapport décrit un nouveau dispositif personnalisé et comment assembler ses composants pour délivrer du NO à des concentrations aussi élevées que 250 ppm. Le système proposé est construit à partir de consommables peu coûteux et fournit en toute sécurité une concentration reproductible de GAZ NO chez les patients respirant spontanément. La facilité d’assemblage et d’utilisation, ainsi que les données de sécurité publiéesailleurs 16,17, font de ce système le mode de réalisation idéal pour administrer une concentration élevée de gaz NO à différentes FiO2 chez les patients non intubés. La méthodologie décrite ici est actuellement utilisée à l’HGM pour étudier l’effet de concentrations élevées de NO sur le traitement ou la prévention de la COVID-1914,18,19. La méthode peut être ajustée en fonction de la disponibilité locale de consommables spécifiques, qui peuvent différer en marque et en taille de ceux décrits ici. Néanmoins, quelques étapes critiques du protocole doivent être suivies.

La séquence de chaque conduite d’alimentation en gaz, du sac réservoir et des vannes unidirectionnelles ne doit pas être modifiée pour quelque raison que ce soit. Un filtre HEPA doit également être présent, notamment en cas de risque de dispersion de bio-aérosols infectés dans l’environnement. Les fuites d’air peuvent avoir une incidence sur la livraison de concentrations appropriées de NO. Il faut veiller à utiliser des masques faciaux bien positionnés et dimensionnés et à éviter toute déconnexion à n’importe quel point du système. La disponibilité d’une chambre de piégeage avec au moins la quantité rapportée (100 g) de Ca(OH)2 est également essentielle pour prévenir l’accumulation de NO2 et éviter la formation d’acide nitrique lors de la réaction avec l’eau dans les poumons. Le piégeur Ca(OH)2 est conçu pour subir une réaction chimique de colorant lors de la consommation, fonctionnant comme un indicateur de ses propriétés absorbantes résiduelles. Pour assurer l’efficacité du charognard à réduire les niveaux de NO2, le composant doit être changé lorsque les deux tiers de la cartouche ont changé de couleur. Les tests au banc ont montré que le NO2 est resté inférieur à 1 ppm pendant les 60 premières minutes et n’a jamais dépassé 1,3 ppm même après 5 h d’exposition à 160 ppm no17. Les séances de plus de cinq heures nécessiteront probablement le changement du charognard.

Dans le cas où une bouteille est utilisée comme source de GAZ NO, il faut faire attention à la concentration native de NO dans le réservoir, telle que rapportée par le fabricant. Les paramètres de débit de NO, d’air et d’O2 pour une bouteille haute pression NO standard sont indiqués (Tableau 1). L’utilisation de bouteilles avec des concentrations de gaz différentes, ou d’autres dispositifs générateurs de NO21,22,23, aurait un impact sur les paramètres d’écoulement nécessaires pour fournir des mélanges de gaz avec les concentrations souhaitées de NO et O2. Le NO est dilué dans l’azote comme gaz d’équilibre dans la plupart des bouteilles à haute pression. Plus la concentration de NO est élevée, plus leFiO2 net administré au patient est faible si aucun supplément d’O2 n’est ajouté au mélange. Cette interaction entre la concentration de NO et leFiO2 doit être prise en compte, en particulier lorsque le NO est administré à un patient déjà hypoxique, ou lors de l’évaluation de l’efficacité du NO en termes d’amélioration de l’oxygénation. L’augmentation de la SpO2 qui en résulte peut être atténuée si la FiO2 n’est pas maintenue constante pendant l’administration de NO. Il est important de savoir si aucun supplément d’O2 n’est administré, un mélange hypoxique peut potentiellement être généré en mélangeant du NO à forte dose et de l’air.

NO a un profil de sécurité très favorable. La demi-vie très courte de la molécule limite encore les quelques effets indésirables potentiels. La méthémoglobinémie est la menace la plus importante, en particulier dans le contexte d’une exposition prolongée à fortes doses en raison de laquelle les niveaux de MetHb doivent toujours être surveillés de près. MetHb se forme dans le sang en respirant du NO par l’oxydation du fer présent dans l’hémoglobine circulante. Les mesures peuvent être obtenues par des tests sanguins rapides ou de manière non invasive par la surveillance SpMet %. Des niveaux allant jusqu’à 10% sont généralement bien tolérés chez les sujets sains24. La détérioration hémodynamique peut rarement se produire après l’inhalation de NO. L’hypertension pulmonaire de rebond est un autre risque possible si l’administration prolongée de NO est brusquement interrompue25. L’appareil peut être modifié pour échantillonner les concentrations de gaz si nécessaire. Un accès d’échantillonnage NO/NO2 (connecteur droit de 15 mm avec port) peut être placé au niveau du membre inspiratoire, avant la pièce en Y. Dans ce cas, pour ajouter en toute sécurité de l’O2 au mélange, un connecteur droit supplémentaire de 15 mm avec un port doit être placé en amont et utilisé comme entrée d’oxygène. Cependant, la surveillance des concentrations de GAZ inspirées de NO et de NO2 n’est probablement pas cliniquement réalisable en raison de difficultés techniques et de la nécessité d’un équipement dédié pour mesurer les niveaux en ppm de ces gaz au chevet du patient. Malgré l’utilisation du même réservoir, de légères variations de la concentration administrée peuvent se produire, par rapport à celles rapportées dans le tableau 1, en fonction de la ventilation minute du patient. De plus, les rotamètres à gaz standard (0-15 L/min avec un flotteur à billes en acier inoxydable) ne permettent pas des incréments inférieurs à 0,5 L. La disponibilité de débitmètres numériques de haute précision, semblables à ceux de l’installation indiquée dans le tableau 1,augmenterait la précision de la dose administrée.

Les limites de la méthodologie décrite comprennent principalement les rares données actuellement disponibles sur l’utilisation humaine du dispositif proposé. Bien qu’elles soient convaincantes dans des expériences en laboratoire et des tests sur des volontaires et des patients17, à ce jour, les données sont basées sur l’expérience limitée à un seul centre16. Les opérateurs ne devraient utiliser ce nouveau système et l’administration de NO à forte dose que s’ils ont déjà expérimenté l’utilisation de la thérapie par gaz NO pour traiter les patients gravement malades. Selon la politique institutionnelle locale et les accords en vigueur, les réservoirs ou autres sources de gaz NO peuvent être difficiles à obtenir et à utiliser comme sources de gaz librement réglables, en dehors des limitations imposées par les dispositifs de livraison actuellement disponibles sur le marché. Le NO est un vasodilatateur produit de manière endogène26. Son administration en tant que traitement par gaz est actuellement approuvée par la Food and Drug Administration des États-Unis « pour le traitement des nouveau-nés à terme et à court terme présentant une insuffisance respiratoire hypoxique associée à des preuves cliniques ou échocardiographiques d’hypertension pulmonaire »27. Cependant, le NO est également couramment utilisé chez les adultes pour les tests de vasoréactivité pulmonaire28 et comme traitement de secours chez les patients hypoxémiques gravement malades avec ou sans hypertension pulmonaire2,29,30,31. L’innocuité et la tolérance d’une concentration élevée (160 ppm) de NO ont été systématiquement rapportées dans des études portant sur les effets virucides, bactéricides et fongicides du médicament5,6,7,27. Pour administrer du NO à forte dose à des fins de recherche, l’approbation de la CISR a été demandée et obtenue14,18,19,32.

À ce jour, l’administration de NO inhalé repose principalement sur des réservoirs de gaz et des machines encombrantes associées. Les dispositifs d’administration en réservoir sont généralement conçus pour administrer des concentrations de GAZ NO jusqu’à 80 ppm. Les systèmes disponibles dans le commerce offrent des capacités logicielles pour fournir une quantité réglable de NO en fonction du débit de gaz total fourni au patient et de la concentration de NO souhaitée. AUCUNE inhalation ne peut être continue ou synchronisée avec l’inspiration du patient. Il est toujours possible de mesurer les concentrations de NO, NO2 etO2 à l’intermédiaire d’une cellule de capteur électrochimique. De tels dispositifs coûteux peuvent offrir des avantages techniques et de sécurité par rapport à la construction proposée. Cependant, ils sont coûteux et rarement présents dans plus de quelques unités, étant généralement utilisés dans des unités de soins de soins intégrés sélectionnées chez les patients intubés. En conséquence, la disponibilité de LA thérapie NO pour les patients en dehors de l’USI est très limitée, même dans les grands établissements. De plus, la majorité des dispositifs actuellement commercialisés ne permettent pas l’administration hors AMM de concentrations supérieures à 80 ppm. Il n’est pas surprenant qu’au moyen des dispositifs actuellement disponibles, il soit pratiquement impossible d’administrer du NO à des concentrations élevées à grande échelle dans un contexte de ressources limitées, comme celui imposé par une augmentation du nombre de patients et une pénurie de fournitures médicales. Dans de telles circonstances, le besoin d’un dispositif simple et peu coûteux, mais sûr et open source, pour l’administration de cette thérapie potentiellement bénéfique est essentiel.

Ce système pourrait être mis en œuvre à l’avenir par un plus grand nombre de chercheurs et de cliniciens pour administrer le NO de manière sûre et fiable de manière reproductible dans la COVID-19 et d’autres états pathologiques pour lesquels les propriétés du NO pourraient être bénéfiques. Dans la méthodologie décrite, la source de NO est généralement un réservoir d’essence standard. D’autres sources DE NO peuvent être adaptées pour être utilisées avec ce système de livraison, y compris les dispositifs sans réservoir et les générateurs.

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Disclosures

L.B. reçoit un soutien salarial de K23 HL128882/NHLBI NIH en tant que chercheur principal pour ses travaux sur l’hémolyse et l’oxyde nitrique. L.B. reçoit des technologies et des dispositifs d’iNO Therapeutics LLC, Praxair Inc., Masimo Corp. L.B. reçoit une subvention d’iNO Therapeutics LLC. A.F. et L.T. ont déclaré des fonds de la Fondation allemande pour la recherche (DFG) F.I. 2429/1-1; TR1642/1-1. WMZ reçoit une subvention de NHLBI B-BIC/NCAI (#U54HL119145), et il siège au conseil consultatif scientifique de Third Pole Inc., qui a obtenu des licences de brevets sur la production de NO électrique de MGH. Tous les autres auteurs n’ont rien à déclarer.

Acknowledgments

Cette étude a été soutenue par la chaire Reginald Jenney Endowment à la Harvard Medical School à L.B., par L.B. Divers Funds à l’HGM et par les fonds de laboratoire du Centre d’anesthésie pour la recherche en soins intensifs du Département d’anesthésie, de soins intensifs et de médecine de la douleur de l’HGM.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Roberts, I. D., Fineman, J. F., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide and persistent pulmonary hypertension of the newborn. Pneumologie. 52 (4), 239 (1998).
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