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문제 정의
- 본 연구는 국내 시판 중인 16개의 연무기/압축기의 성능 중 분사량과 입자크기의 차이를 알아보고, 이를 통해 시중에 판매되는 연무기/압축기의 제품 선택에 도움을 주고자 하였다. 연구 결과 Pariboy Type N/Long life이 Mass output이 0.
- 본 연구는 연무기/압축기의 제품성능에 대한 기술적인 결과를 제시함으로서 앞으로의 연구 및 제품의 선택에 도움이 되고 자하였다. 그러나 본 연구에서 나온 결과는 제품별로 한가지의 연무기/압축기에서의 수치만으로 나온 결과이므로 통계적인 처리를 시행하지 않았다.
- 그러나 국내의 경우 2003년 소아 천식 진료 가이드 라인에 연무기 압축기의 사용지침이 명시되어 있으나 외국에 비해 그 내용이 다소 부족한 실정이다. 이에 저자들은 임상치침 마련과 연무기/압축기 선택에 도움을 주고자 시중에 판매되는 16가지 제품의 성능을 실험 평가하였다. 연무기/압축기의 성능 평가를 하는데 다양한 요소들이 있는데 이 중 분무량과 입자의 크기를 측정하였다.
제안 방법
- 또한 San-Up 3040(San-Up, Seoul, Korea), AirJolie2(3A ABATE Giorgio, San Tomaso, Italy)와 Omron CX3(Omron Healthcare, Illinois, USA)의 연무기는 1회 사용 후 고장나서 Hudson 연무기(Hudson RCI, California, USA)로 대체한 후 실험을 진행하였다. Pariboy type N은 Pari Long-life(GmbH, Starnberg, Germany), Salter8900(Salter labs, California, USA), Pari LC(Pari GmbH, Starnberg, Germany) 3가지 종류의 연무기를 이용하여 압축기와 연무기 조합을 달리하여 실험하였다.
- 9% 생리 식염수를 사용하였으며 각각의 제품에 4 mL를 채우고 2분간 분사하였다. 각각 4회 시행 후 각 분사량을 계산하여 평균값을 측정하였다. 같은 방법으로 생리식염수 3 mL를 채워 3회 측정하였다.
- 본 연구에 사용된 제품 중 INVACARE IRC-1190(Invarcare, Ohio, USA)는 110 Volt 용으로 제작되어 실험 중 220 Volt 전원에 연결하여 기기 고장이 발생됨에 따라 연구대상에서 제외되었다. 또한 San-Up 3040(San-Up, Seoul, Korea), AirJolie2(3A ABATE Giorgio, San Tomaso, Italy)와 Omron CX3(Omron Healthcare, Illinois, USA)의 연무기는 1회 사용 후 고장나서 Hudson 연무기(Hudson RCI, California, USA)로 대체한 후 실험을 진행하였다. Pariboy type N은 Pari Long-life(GmbH, Starnberg, Germany), Salter8900(Salter labs, California, USA), Pari LC(Pari GmbH, Starnberg, Germany) 3가지 종류의 연무기를 이용하여 압축기와 연무기 조합을 달리하여 실험하였다.
- 분사량은 연무기/압축기의 종류에 따른 입자의 크기 뿐 아니라 유속, 압력, 약물의 농도나 양의 영향을 받는다24). 본 실험에서는 약물 농도의 영향을 배제하기 위해 시약으로 기관 확장제 등의 약제 대신 생리식염수를 사용하였다. 생리 식염수를 시약으로 사용시의 장점은 약제에 따른 밀도나 점도의 영향 없이 비교적 일정한 분사량을 내어줌으로써 임상 연구에 있어 표지자로서의 역할을 할 수 있다1).
- 본 연구에서 흡입가능 분율(respirable fraction)을 계산하였다. Crapo 등10)에 의하면 흡입가능 분율은 연무기/압축기가 작동한 동안 분사된 5 µm 미만의 입자로 구성된 에어로졸의 분율로 정의할 수 있다.
- 향후 실제 약제를 사용한 연무기/압축기의 성능에 대한 연구의 필요성이 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 분사량에 대한 시약의 양의 영향을 알아보기 위해 4 mL와 3 mL로 구분하여 측정하였다. 본 실험에서는 모든 제품에서 4 mL를 시약으로 넣을 때나 3 mL를 넣을 때나 분사량에 있어 별다른 차이가 없었다.
- 본 연구에서는 환자나 치료자들이 실제적인 제품선택에 도움이 될 수 있도록 실제 임상에서 사용되는 환경과 최대한 유사한 실험실 조건을 유지하였으며 이를 위해 제품이 출시될 당시의 기계적 성질 그대로를 이용하여 실험하였다. 제품 평가 또한 기술적인 방법을 사용하였다.
- 실험시의 온도는 15-18℃, 습도는 45-50%로 유지하였다. 분사량은 연무기/압축기를 작동시키기 전, 후의 무게 변화를 정밀전자 저울(Sartorius AC1215, Goettingen, Germany)로 측정하여 그 차이를 분사 시간으로 나눈 값으로 하였다9).
- Pari type 38 모델은 요업기술원에서 1회 측정하였으며, 경희대학에서는 새 제품인 Type N 모델을 사용하였다. 시료는 0.9% 생리식염수를 사용하였으며 각 연무기/압축기에 4 mL를 채우고 5분간 매 1분마다 입자의 크기를 측정 후 이의 평균을 계산하였다. 측정 결과는 일정한 크기보다 작거나 큰 입자의 군이 각각 50%가 되는 입자의 크기인 Mass median aerodynamic diameter(MMAD)와 하부 기도에의 약물침착에 가장 효과적인 크기인 5 µm 이하의 입자들의 백분율로 표시하였다.
- 시약은 0.9% 생리 식염수를 사용하였으며 각각의 제품에 4 mL를 채우고 2분간 분사하였다. 각각 4회 시행 후 각 분사량을 계산하여 평균값을 측정하였다.
- 이에 저자들은 임상치침 마련과 연무기/압축기 선택에 도움을 주고자 시중에 판매되는 16가지 제품의 성능을 실험 평가하였다. 연무기/압축기의 성능 평가를 하는데 다양한 요소들이 있는데 이 중 분무량과 입자의 크기를 측정하였다.
- 본 연구에서는 환자나 치료자들이 실제적인 제품선택에 도움이 될 수 있도록 실제 임상에서 사용되는 환경과 최대한 유사한 실험실 조건을 유지하였으며 이를 위해 제품이 출시될 당시의 기계적 성질 그대로를 이용하여 실험하였다. 제품 평가 또한 기술적인 방법을 사용하였다.
대상 데이터
- 실험실 정도관리의 차이에서 오는 결과의 오차를 최소화하기 위하여 실험시의 온도는 15-18℃, 습도는 45-50%로 유지하였으며, 2군데 실험실 모두에서 동일한 기계를 사용하였다. Pari type 38 모델은 요업기술원에서 1회 측정하였으며, 경희대학에서는 새 제품인 Type N 모델을 사용하였다. 시료는 0.
- 1). Pariboy type 38(Pari GmbH, Starnberg, Germany)은 병원 외래에서 2000년도에 구입하여 사용하고 있던 것이었고 Pariboy type N(Pari GmbH, Starnberg, Germany)과 Devilbiss(Sunrise Medical, Pennsylvania, USA) 제품은 수입회사로부터 연구를 위해 사용하지 않은 기기를 대여 받았다. 나머지 제품은 시중에 판매되고 있는 제품을 구입하여 연구를 진행하였다.
- Pariboy type 38(Pari GmbH, Starnberg, Germany)은 병원 외래에서 2000년도에 구입하여 사용하고 있던 것이었고 Pariboy type N(Pari GmbH, Starnberg, Germany)과 Devilbiss(Sunrise Medical, Pennsylvania, USA) 제품은 수입회사로부터 연구를 위해 사용하지 않은 기기를 대여 받았다. 나머지 제품은 시중에 판매되고 있는 제품을 구입하여 연구를 진행하였다.
- 본 연구에 사용된 제품 중 INVACARE IRC-1190(Invarcare, Ohio, USA)는 110 Volt 용으로 제작되어 실험 중 220 Volt 전원에 연결하여 기기 고장이 발생됨에 따라 연구대상에서 제외되었다. 또한 San-Up 3040(San-Up, Seoul, Korea), AirJolie2(3A ABATE Giorgio, San Tomaso, Italy)와 Omron CX3(Omron Healthcare, Illinois, USA)의 연무기는 1회 사용 후 고장나서 Hudson 연무기(Hudson RCI, California, USA)로 대체한 후 실험을 진행하였다.
- 이는 레이저 광선을 통과하는 입자의 회절 각을 측정하여 입자의 크기를 계산하는 방법이다. 측정장소는 요업기술원에서 1회, 경희대학교에서 2회 측정하였다. 실험실 정도관리의 차이에서 오는 결과의 오차를 최소화하기 위하여 실험시의 온도는 15-18℃, 습도는 45-50%로 유지하였으며, 2군데 실험실 모두에서 동일한 기계를 사용하였다.
- 현재 국내에 시판되고 있는 16가지의 연무기/압축기 제품을 대상으로 하였다(Table 1)(Fig. 1). Pariboy type 38(Pari GmbH, Starnberg, Germany)은 병원 외래에서 2000년도에 구입하여 사용하고 있던 것이었고 Pariboy type N(Pari GmbH, Starnberg, Germany)과 Devilbiss(Sunrise Medical, Pennsylvania, USA) 제품은 수입회사로부터 연구를 위해 사용하지 않은 기기를 대여 받았다.
이론/모형
- 입자의 크기는 Malvern Master Sizer(Malvern Ltd, Malvern, UK)를 이용하여 레이저 회절법으로 측정하였다8). 이는 레이저 광선을 통과하는 입자의 회절 각을 측정하여 입자의 크기를 계산하는 방법이다.
성능/효과
- 이외에도 사용설명서에 성능에 대한 표시가 되어 있지 않은 제품은 Invacare, Thomas, San up 3040, Maidas basic, Chang Woo CWN-100의 5제품이었고 나머지 제품들에서도 MMAD, 평균 입자 크기, 입자크기, 분사량, 입자 분포 등이 제품별로 다양하게 기술되어 있었다(Table 1). 또한 설명서에 나와 있는 입자크기나 분사량 등도 본 연구의 결과와 다소 상이한 점이 관찰되었는데 예를 들면 Devillbiss 제품의 경우 MMAD가 5 µm 미만으로 설명서에 명시되어 있으나 본 연구의 경우 5.06 µm, 7.18 µm였으며, Mesmed Neb-300는 5 µm 입자의 분율이 63%로 명시되어 있었으나 본 연구 결과에서는 32.35%였다. Voyage, ASI pro 제품의 경우 MMAD가 각각 1.
- 본 연구에서는 Pariboy type N/Long life 조합만이 3.76 µm 로 실험에 사용된 제품 중 유일하게 MMAD가 5 µm 미만이었으며 9.83 µm로 가장 큰 MMAD를 보인 Chang Woo CWN100/Salter8900 조합과는 약 3배 정도의 차이를 나타내었다.
- 실제 연무기/압축기의 작용시간 동안 환자가 흡입하여 치료적 효과를 나타내는 에어로졸의 양을 추정할 수 있는 분당흡입량은 Pariboy type N/Long life 이 0.184 mg/min로 가장 높은 값을 보였으며, 0.019 mg/min로 가장 낮은 수치를 나타낸 Mesmed Neb-300/Own과는 9.6배의 차이를 보였다.
- 본 연구는 국내 시판 중인 16개의 연무기/압축기의 성능 중 분사량과 입자크기의 차이를 알아보고, 이를 통해 시중에 판매되는 연무기/압축기의 제품 선택에 도움을 주고자 하였다. 연구 결과 Pariboy Type N/Long life이 Mass output이 0.68 mg/min로 가장 컸고 0.13 mg/min으로 가장 작은 수치를 보인 Mesmed-Neb/Own과는 5.2배 차이가 있었다. 모든 제품은 5분간의 입자의 크기를 측정하였으나 검사시간 동안 입자크기의 차이는 보이지 않았다.
- 37 µm이었다. 전체 14제품 중 Pariboy type N/Long life만이 3.76 µm로 5 µm 미만의 MMAD를 나타내었고 나머지 제품 모두의 MMAD는 5.1-9.8 µm로 5 µm 이상의 MMAD를 보였다.
- 9% 생리식염수를 사용하였으며 각 연무기/압축기에 4 mL를 채우고 5분간 매 1분마다 입자의 크기를 측정 후 이의 평균을 계산하였다. 측정 결과는 일정한 크기보다 작거나 큰 입자의 군이 각각 50%가 되는 입자의 크기인 Mass median aerodynamic diameter(MMAD)와 하부 기도에의 약물침착에 가장 효과적인 크기인 5 µm 이하의 입자들의 백분율로 표시하였다.
- 치료적 효과가 있다고 알려진 5 µm 미만 입자크기의 분율은 평균 39.6%였으며, 최대값을 가지는 압축기/연무기 조합은 Pari boy Type N/Long life로 64.05%였고 최소값을 가지는 제품은 Voyage/Mefar로 20.42%였다. Pariboy type N/Long life의 경우 3.
후속연구
- 그러나 본 연구에서 나온 결과는 제품별로 한가지의 연무기/압축기에서의 수치만으로 나온 결과이므로 통계적인 처리를 시행하지 않았다. 따라서 향후 대상군의 확대와 더불어 성능에 영향을 줄 수 있는 변인의 통제를 통한 제품들의 비교 연구가 필요할 것이다.
- 68 mg/min로 가장 높았으나 연무기를 교체하였을 때 차이가 있었다. 이는 압축기/연무기의 조합이 압축기/연무기의 성능에 미치는 중요성을 고려해 볼 때 향후 이에 대한 연구의 필요성을 시사하고 있다.
- 그러나 실제 약제가 아닌 생리 식염수 만을 사용함으로 인해, 본 연구의 결과는 실제약제와 차이가 있을 것이다. 향후 실제 약제를 사용한 연무기/압축기의 성능에 대한 연구의 필요성이 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 분사량에 대한 시약의 양의 영향을 알아보기 위해 4 mL와 3 mL로 구분하여 측정하였다.
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