Способы получения медицинского кислорода

Производство медицинского кислорода

Промышленная отрасль производства медицинского кислорода значительно выросла за последние два года. К примеру, в 2019 году в России было произведено 7,5 млн кубометров газообразного медицинского кислорода, а по итогам первого полугодия 2020 года этот объем вырос на 14 %. У производства медицинского кислорода в жидком состоянии тоже наблюдается стабильный рост — 29 % за тот же период.

В России производство медицинского кислорода ведется по специальной лицензии. От получения технического кислорода процесс отличается более тщательной очисткой и фильтрацией, поскольку в конечном продукте не должно быть посторонних включений, а содержание оксида углерода, кислот и озона строго регламентируется. Поэтому производство медицинского кислорода в целом представляет собой более сложный и технологичный процесс. О том, как это происходит, расскажем далее.

Для чего используется медицинский кислород

В медицинские учреждения кислород поставляют для тяжелых больных, испытывающих проблемы с дыхательной системой. В стационарах газ применяется для пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, проблемами с кровообращением, находящихся в реанимации или отделении интенсивной терапии. В хирургии он необходим для наркоза.

Кроме того, медицинский кислород становится все более востребован людьми, заботящимися о своем здоровье. Несмотря на то, что применение дыхательной смеси не включено в официальные протоколы лечения разных заболеваний, большинство врачей сходятся во мнении, что обогащенные кислородом смеси будут полезны во множестве ситуаций. Среди симптомов, с которыми поможет справиться оксигенотерапия:

• бессонница
• нервное напряжение;
• усталость, сонливость, снижение концентрации внимания;
• одышка;
• тахикардия;
• похмелье;
• токсикоз;
• болевые синдромы.

Также врачи советуют при помощи медицинского кислорода укреплять иммунитет и бороться с негативными последствиями хронической гипоксии, с которой сталкиваются практически все жители больших городов. Кислородотерапия будет полезна в периоды интенсивных умственных активностей, для улучшения результатов во время активных физических нагрузок и эффективного восстановления после них.

Как производят медицинский кислород

Технологий производства медицинского кислорода существует множество. Чаще всего используются ВРУ — воздухоразделительные установки. Подобное оборудование для производства медицинского кислорода позволяет получать газ прямо из воздуха. Это очень удобно, поскольку отсутствует необходимость в сырьевой базе и добыть чистый кислород можно в любом месте.

Принципов разделения воздуха на составляющие несколько. Например, используется физическая адсорбция, мембранное или криогенное разделение, при котором воздух сильно охлаждается и затем компоненты разделяют по массе.

Как производят медицинский кислород методом низкотемпературной ректификации из воздуха? Для этого используется аппарат, представляющий собой цилиндрическую колонну с перегородками. Суть процесса ректификации в том, что воздух в парообразном состоянии пропускается через жидкость с меньшим содержанием кислорода и большим — азота. Эта жидкость имеет температуру ниже, чем у пара, в итоге кислород конденсируется, а азот испаряется.

Оборудование для производства медицинского кислорода

Так же, как способы производства кислорода для медицинских нужд, различаются и варианты оборудования. Это могут быть как большие установки, производящие сотни литров газа в час, так и компактные приборы — концентраторы.

Концентраторы состоят из двух емкостей с цеолитом. Они работают поочередно: через один сосуд пропускается воздух, чтобы отфильтровать кислород, а второй в это время очищается от азота и других компонентов.

Компактное оборудование для производства медицинского кислорода достаточно эффективно и позволяет получить кислород с очисткой до 95 %. Недостатков у таких устройств тоже хватает. Два основных — это высокая стоимость и несбалансированный состав дыхательной смеси, которая сильно иссушает дыхательные пути.

Чтобы компенсировать сухость медицинского кислорода, на концентраторы дополнительно устанавливают увлажнитель. Это увеличивает размеры оборудования и повышает его стоимость. Все эти факторы делают рациональным применение концентраторов в тех случаях, когда нужно обеспечить мобильную подачу кислорода — например, в машинах скорой помощи. Кроме того, такие установки используют в стационарах или для поддержания тяжелых больных.

В остальных случаях удобнее пользоваться медицинским кислородом, расфасованным в баллончики. Установка для производства медицинского кислорода методом ректификации называется ректификационной колонной. После выделения чистого О2 его помещают в баллоны. Генерация кислорода в промышленных масштабах позволяет снизить себестоимость литра газа и сделать его более доступным для конечного потребителя.

Кроме того, в промышленной установке производства медицинского кислорода проще контролировать состав смеси, поэтому можно сразу сделать ее неиссушающей, комфортной для использования. Это избавляет от необходимости отдельно применять модули увлажнения.

Преимущества кислородных баллончиков Prana

Кислородные баллончики Prana содержат оптимальную по составу дыхательную смесь. Она состоит на 80 % из кислорода и на 20 % из азота. Такая композиция дает важное преимущество — она не сушит дыхательные пути. Причем никакого негативного воздействия нет как при однократном применении, так и при постоянном использовании кислородных баллончиков.

Важным этапом является фильтрация. Многоступенчатая система очистки гарантирует, что дыхательная смесь не будет содержать посторонние примеси и включения. Медицинский кислород не имеет запаха и никак не ощущается при вдыхании, что позволяет использовать его даже аллергикам и людям с повышенной чувствительностью к разным добавкам.

Кислород Prana производится на современном и технологичном оборудовании, что гарантирует стабильное качество продукции. Производство сертифицировано и имеет все необходимые лицензии для поставок именно медицинского кислорода.

Дыхательная смесь поставляется в удобной фасовке — компактных баллончиках с кислородом разного объема. Самые маленькие баллоны рассчитаны на 8 литров, они подойдут для использования в машине, спортзале, на работе. Большие емкости на 12 и 16 литров позволяют получить медицинский кислород по минимальной цене, они удобны для постоянного использования дома.

Баллончики Prana выпускаются с маской или без нее — для большей эффективности или максимальной компактности.

Используя концентрированный медицинский кислород Prana в баллончиках, можно всего за 4-5 вдохов восполнить его недостаток и быстро устранить последствия гипоксии.

Источник

Оксигенотерапия. Цели, методы и механизм воздействия.

• Июнь 2021 1
• Май 2021 1
• Март 2021 1
• Февраль 2021 3
• Январь 2021 1
• Декабрь 2020 1
• Ноябрь 2020 1
• Октябрь 2020 1
• Август 2020 3
• Июнь 2020 4
• Май 2020 11
• Декабрь 2019 2
• Ноябрь 2019 1
• Сентябрь 2019 1
• Август 2019 1
• Июль 2019 1
• Май 2019 1
• Март 2019 1
• Февраль 2019 2
• Январь 2019 1
• Ноябрь 2018 1
• Октябрь 2018 1
• Март 2017 1

Оксигенотерапия (кислородотерапия) – это применение кислорода в целях лечения и профилактики заболеваний – прежде всего, дыхательной и сердечнососудистой систем. Что также положительно влияет на остальные органы человека.

Кислородотерапия относится к наиболее важным, жизнеспасающим методам лечения угрожающих и тяжелых состояний. Как и всякое лекарственное средство, O2 требует соблюдения правильного дозирования, четких показаний к назначению. Важное значение имеют методы доставки O2. Неадекватное дозирование O2 и отсутствие мониторинга кислородотерапии могут привести к серьезным последствиям.

Кратковременное дыхание концентрированным медицинским кислородом положительно влияет на весь организм и может использоваться в прафилактических целях ежедневно, без наблюдения врача. Рекомендуется дышать не более 2 минут за сеанс и не более 3-х раз в день с интервалами в несколько часов. Для профилактики достаточно одного раза в день по 2 минуты. При соблюдении дозирования, ежедневная кратковременная оксигенотерапия даёт сильное укрепление иммунной системы и оказывает воздействие на все жизненноважные органы. Обладает антисептическим действием, поэтому при дыхании происходит обеззараживание слизистой. Кислород способствует расщеплению жировых клеток. Из за чего воздействует положительно на всю сердечнососудистую систему и способствует похуданию. Увеличивает кровоток к мозгу, что даёт не мало положительных эффектов: снятие головных болей, уменьшение стресса, ясность ума, концентрация внимания, лёгкое пробуждение утром и крепкий сон ночью. Кислород способствует интоксикации организма, выводит шлаки и вытесняет вредные газы, например угарный газ.

При кратковременной профилактической оксигенотерапии противопоказаний нет!

ВАЖНО — все положительные эффекты кратковременного дыхания концентрированным кислородом можно получить используя только чистый медицинский кислород в баллонах.

Концентраторы кислорода не дают нужной концентрации и чистоты кислорода, а также недостаточный поток также будет снижать его концентрацию. Концентраторы кислорода хорошо подходят для длительной Оксигенотерапии и только по рекомендации врача. Можно использовать кислородные баллончики, но у них есть ряд существенных недостатов: стоимость процедуры дыхания существенно выше, и не всегда в маленьких баллончиках с кислородом находится медицинский кислород, зачастую его получают при помощи концентраторов, после чего сжимают и заправляют в баллон. Обязательно и необходимо проверять сертификаты на продукцию и уточнять какой кислород и какой концентрации заправлен в маленький кислородный баллончик.

Способ получения высоко очищенного Медицинского кислорода.

Медицинский кислород получается путем низкотемпературной(криогенной) ректификации, когда перерабатываемый воздух сжимается и благодаря разности температур кипения кислорода (–183 °C), азота (–195,8 °C) и аргона (–185,8°C) разделяется. В настоящее время криогенные технологии значительно усовершенствованы. Внедрение в установку низкотемпературной(криогенной) ректификации дополнительного модуля очистки – адсорбера с цеолитом позволяет не только получить кислород высокой степени очистки и объемной концентрации, но и другие газы, в частности азот и аргон.

При получении кислорода низкотемпературной(криогенной) ректификацией, атмосферный воздух, проходя через фильтры, очищается от пыли и механических примесей, а затем компримируется и последовательно подается в масловлагоотделитель, теплообменникожижитель и блок осушки. Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется и периодически отводится в атмосферу. Далее воздух проходит через молекулярные сита из цеолита, которые адсорбируют оставшуюся влагу, углекислый газ, ацетилен и другие примеси. Очищенный от примесей воздух подается в предварительный теплообменник для предварительного охлаждения, а затем одна часть воздуха подается в теплообменник, а вторая – турбодекантер. После этого они объединяются и поступают в нижнюю ректификационную колонну. В нижней части ректификационной колонны происходит предварительное разделение газов воздуха на обогащенную кислородом (кубовую) жидкость и азотную флегму с кислородом. Далее обогащенная кислородом жидкость разделяется на жидкий кислород (в поддоне) и чистый азот (в верхней части колонны), которые в последствие разделяется на жидкий и газообразный азот и газообразный кислород. В то время, когда насыщенная аргоном жидкость в средней части колонны поступает на следующую криогенную ректификационную колонну, газообразный кислород проходит в кислородный теплообменник и подается на участок наполнения баллонов, а жидкий кислород из нижней части ректификационной колонны сливается в резервуар (конструктивно – «сосуд Дьюара»2). Насыщенная аргоном жидкость из средней части колонны поступает на дополнительную криогенную ректификацию для получения жидкого аргона или, проходя через газификатор, превращается в газообразный аргон.

Способ низкотемпературной(криогенной) ректификацией получения медицинского кислорода является наиболее распространенным, а современное криогенное оборудование обеспечивает необходимое качество готового продукта и полное отсутствие в нем таких примесей как ацетилен, масло, газообразные кислоты и основания, а также газы-окислители. Качество медицинского кислорода регламентируется ГОСТами 6331-78 «Кислород жидкий медицинский. Технические условия» и 5583-78 «Кислород газообразный медицинский. Технические условия».

Применение O2 является наиболее патофизиологически обоснованным методом терапии гипоксемии. Кроме того, кислородотерапия примененяется при некоторых состояниях, не сопровождающихся снижением РаO2: при легочной гипертензии, отравлении угарным газом, пневмотораксе и т.п.

Механизм действия

• Основным эффектом кислородотерапии является коррекция гипоксемии, т.е. восстановление нарушенного транспорта O2, в первую очередь за счет повышения в крови O2, связанного с гемоглобином. Это приводит к увеличению доставки O2 к сердцу, головному мозгу и другим жизненно важным органам.
• Кислородотерапия уменьшает легочную вазоконстрикцию и легочно-сосудистое сопротивление, вследствие чего повышается ударный объем и сердечный выброс, уменьшается почечная вазоконстрикция и возрастает экскреция натрия. Кроме того, кислородотерапия приводит к обратному развитию ремоделирования легочных сосудов (уменьшению пролиферации гладкомышечных клеток, фибробластов и синтеза протеинов матрикса).
• Повышенные концентрации O2 используются для вытеснения других газов из тканей организма, например, для вытеснения СО при отравлении угарным газом, для повышения абсорбции азота при пневмотораксе и т.д
• Повышенные концентрации O2 усиливают бактерицидную активность нейтрофилов за счет увеличения продукции ими супероксидных радикалов.
• Повышенные концентрации O2 тормозят высвобождение дофамина в каротидных тельцах, в результате чего происходит снижение стимуляции хемотактических триггерных зон головного мозга и уменьшается частота возникновения тошноты и рвоты вследствие анестезии, оперативных вмешательств и транспортировки больных.

Проникновение O2 через альвеоло-капиллярную мембрану осуществляется путем простой диффузии, т.е. из области высокого в область низкого парциального давления. O2 переносится к тканям в двух формах: связанный с гемоглобином и растворенный в плазме. При нормальных физиологических условиях (РаO2 = 100 мм рт. ст.) в 100 мл крови растворяется 0,31 мл O2, т.е. 0,31 об.%. Такое количество O2 не в состоянии обеспечить потребности в нем организма человека, поэтому основное значение имеет другой способ переноса — в соединении с гемоглобином в эритроцитах. 1 г гемоглобина способен связать до 1,34 мл О2. Учитывая, что нормальное содержание гемоглобина составляет 15г/дл, можно рассчитать, что в 100 мл крови максимально может содержаться 201 мл О2, связанного с гемоглобином. Наиболее важным параметром, определяющим количество О2, связанного с гемоглобином, является насыщение гемоглобина кислородом (SаO2). При РаO2, 100 мм рт. ст. SаО2 артериальной крови составляет около 97%.

В зависимости от пути введения кислорода способы оксигенотерапии разделяют на два основных вида:

• ингаляционные (легочные)
• неингаляционные

Ингаляционная кислородотерапия включает все способы введения кислорода в легкие через дыхательные пути. Наиболее распространенный метод оксигенотерапии – ингаляция кислорода и кислородных смесей. Ингаляция осуществляется с помощью различной кислородно-дыхательной аппаратуры через носовые и ротовые маски, носовые катетеры, интубационные и трахеотомические трубки или одноразовые мундштуки для кратковременной кислородотерапии в домашних условиях.

Ингаляционные способы подачи кислорода

Оксигенотерапия может проводиться как в клинических, так и в домашних условиях. Дома можно использовать концентраторы, подушки или баллоны. Эти способы показаны для длительной кислородной терапии, но назначать лечение и выбирать метод может только специалист. Неправильное использование кислородных смесей может быть опасно! Для кратковременной процедуры оксигенотерапии необходимо использовать специальное оборудование подающие концентрированный медицинский кислород из баллона, при обязательном соблюдении рекомендаций по длительности и частоте процедур данного устройства.

В клинических условиях есть следующие виды подачи:

• С помощью носовых катетеров. Чтобы не допустить пересыхания слизистой, смесь увлажняют, пропуская через воду. Пациенту подают состав через носовой катетер (канюлю) под давлением 2-3 атмосферы. Оборудование включает в себя два манометра, показывающих давление в баллоне и на выходе.
• Через специальную маску, которая должна плотно прилегать к лицу. Подаваемую смесь также увлажняют.
• Аппарат искусственной вентиляции легких. При этом способе газ подается через интубационную трубку.

Носовые катетеры. При использовании носовых канюль или катетеров поток кислорода от 1 до 6 л/мин создает во вдыхаемом воздухе его концентрацию, равную 24—44 %. Более высокие значения FiO2 достигаются при нормальной минутной вентиляции легких (5—6 л/мин). Если минутная вентиляция превышает поток кислорода, то избыток последнего будет сбрасываться в атмосферу, а FiO2 окажется сниженной. Носовые катетеры обычно хорошо переносятся больными. Их не следует применять при высокой ЧД и гиповентиляции.

Носовые и лицевые маски. Маски снабжены клапанами, с помощью которых выдыхаемый воздух выводится в окружающую среду. Более удобны для пациента носовые маски. Последние имеют меньшее мертвое пространство и позволяют пациенту принимать пищу. Достоинством лицевых масок является их способность лучше справляться с непреднамеренной утечкой потока кислорода через рот, что является проблемой для многих больных. Они могут быть использованы даже в тех случаях, когда словесный контакт с пациентом ограничен. Оба типа масок эффективны у больных с ОДН, однако в острых ситуациях лицевые маски предпочтительнее. Лицевые маски могут быть использованы у больных с более выраженными нарушениями сознания. Стандартные лицевые маски позволяют подавать кислород до 15 л/мин и, соответственно, обеспечивать более высокую FiO2 (50—60 %). У больных с высокой минутной вентиляцией легких применение масок, как и катетеров, ограничено.

Неингаляционная кислородотерапия

• Энтеральный (через желудочный тракт). Попадая в желудок, кислород переходит в кишечник и всасывается в кровоток. Такую технологию использовали раньше для оживления новорожденных детей или при дыхательной недостаточности у взрослых. Сейчас широко распространен способ оксигенации с помощью кислородных коктейлей – пациенты получают взбитые в пену или мусс газовые смеси. Такая терапия применяется при токсикозах, хронической дыхательной недостаточности, ожирении, острой печеночной недостаточности. Более выраженный положительный эффект будет при использовании чистого медицинского кислорода для приготовления кислородного коктейля.
• Внутрисосудистый. Кровь или кровезаменитель, переливаемые больному, предварительно насыщаются кислородом.
• Накожный. Этот способ применяют чаще всего при сердечно-сосудистых заболеваниях, осложнениях при травмах, ранах или язвах. Он заключается в принятии общих или местных кислородных ванн.

Газовый состав для оксигенотерапии обычно содержит 50-60% (до 80%) кислорода, но в некоторых случаях используют другие соотношения. Показание к применению карбогена (95% кислорода и 5% углекислого газа) – отравление угарным газом. При отеке легких с выделением пенистой жидкости газовую смесь пропускают через пеногаситель (50%-й р-р этилового спирта).

Самый безопасный состав для длительной оксигенотерапии содержит 40-60% кислорода. Чистый кислород при длительной оксигенотерапии способен вызывать ожоги дыхательных путей (при процедуре более 30 минут). Он также может быть токсичным для человека, что проявляется в виде сухости во рту, боли в груди, судорог, потери сознания. Поэтому подача чистого концентрированного медицинского кислорода в домашних условиях ограничена самим аппаратом по 1-2 минуты. Хотя безопасное время процедуры считается до 15 минут. Аппараты для дыхания чистым концентрированным медицинским кислородом обязательно должны иметь увлажнитель кислородного потока.

Основные правила кислородотерапии:

• кислородотерапия показана во всех случаях артериальной гипоксемии, должна быть безопасной (т.е. проводиться с соблюдением существующих инструкций — скорость потока кислорода, увлажнение, асептика), контролируемой (пульсоксиметрия, анализы содержания газов в крови, капнография), легко управляемой;
• 100 % концентрацию кислорода применяют лишь при терминальных состояниях, апноэ, гипоксической коме, остановке сердца, отравлениях окисью углерода, либо при кратковременных (не более 2-х минут в день) профилактических ежедневных процедур;
• если РаО2 = 60 мм рт.ст. при ПО2, равной 0,5, не следует увеличивать FiO2;
• если выбранный метод кислородотерапии неэффективен, применяют ИВЛ, в том числе в режиме ПДКВ или постоянного положительного давления в дыхательных путях.

• ИНТЕНСИВНАЯ ТЕРАПИЯ. РЕАНИМАЦИЯ. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ Под редакцией профессора В.Д. Малышева
• Кислородотерапия в пульмонологии : тез. докл. респ. конф., Тула,июня 2002 г. / Рос. гос. мед. Ун-т
• Марино П.Л. Интенсивная терапия / Пер. с англ. — М.: Гэотар Медицина, 1998.-640 с
• Тевс Г. Транспорт газов кровью и кислотно-щелочное равнове­сие // Там же. — С.605-625.

Источник