[發明專利]用于對氣流進行加濕和冷卻的方法及組合物

在審

• 申請號: 201980025447.5
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN111970949A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: D.R.科爾泰斯;W.E.小比徹
• 申請（專利權）人: 冷蒸汽解決方案公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B17/00;A61M13/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

提供了用于對諸如空氣或氧氣的氣流進行加濕的方法和系統。水合超吸收性聚合物用于為流動的氣流提供濕度。加濕的氣流可用于呼吸治療和需要和/或受益于加濕空氣的其他應用。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年2月13日提交的美國臨時申請號62/630030和于2019年1月7日提交的美國臨時申請號62/789436的權益，二者的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及聚合物組合物及其用于對氣流進行加濕和冷卻特別是用于治療用途的方法。

背景技術

加濕已成為用于睡眠呼吸暫停的連續正氣道壓力(CPAP)治療和用于各種肺部疾病治療過程的氧氣治療的護理標準。正常呼吸時，空氣經過患者的鼻子時會被加熱、過濾和加濕，然后空氣才進入下氣道。氣道腔內有上皮細胞，具有許多毛狀纖毛，可將粘液和異物運出肺部。從氣道中除去水分會導致粘液變干和變粘，從而抑制顆粒的去除。研究表明，呼吸干燥空氣僅30分鐘會導致粘膜纖毛運輸因水分流失而減慢。(https://www.fphcare.co.nz/files/documents/hospital/therapy-overview-brochures/niv-humidification-therapy-review-niv_zh_185042174/)濕度不足可能會給CPAP和氧氣患者帶來困擾，并可能具有嚴重后果。這些缺陷可能導致口腔和鼻氣道干燥，導致喉嚨疼痛、干燥和發炎，并增加氣道阻力，還導致鼻炎/鼻漏和鼻塞增加。在極端情況下，增厚的分泌物會減少粘膜纖毛清除，導致形成大量分泌物，這些分泌物會阻塞氣道。支氣管收縮的增加進一步限制氣體向肺部流動并增加呼吸功(WOB)。

如果不加以治療，睡眠呼吸暫停會增加多種病癥的風險，包括高血壓、心臟病、中風、肥胖、糖尿病、心力衰竭、心律不齊以及與工作有關的事故或駕駛事故。CPAP包括使用通過鼻氣道施加的正氣道壓力來緩解睡眠期間阻塞的呼吸通道。

市售CPAP裝置的缺點是流動的空氣會使患者的鼻粘膜變干，從而降低順應性。已經嘗試了多種解決方案。已經使用了被動加濕，其中高壓空氣流過冷水，但這只會少量增加濕度。還使用了加熱的加濕器，其中將加熱墊放置在水桶下方，從而產生水蒸氣，其可被加壓的空氣流吸取。這使相對濕度從約45-50％的初始水平增加到約60-80％的改進水平，因此提高了CPAP的順應性。

多年來，CPAP機器變得越來越小，越來越安靜，但是這些進步帶來的不良副產品是熱量積聚的增加，這表現為加壓空氣通過的非加熱管道中的雨水/冷凝物積聚。加熱管道已被實施成增加管的外徑的溫度，以使流過的加熱加濕空氣隔熱，從而防止冷凝。然而，盡管防止了冷凝，但空氣流的相對濕度低于如上所述的使用加熱的加濕器。加熱管使空氣干燥，通常使相對濕度下降多達10-30％，從而導致患者不適并降低對CPAP治療的順應性。據估計，在美國，CPAP用戶超過2200萬，全球超過1億，即使采用當今可用的加熱的加濕器技術，據估計仍有50％至70％的人抱怨鼻腔和口腔干燥。

需要用于治療方法中的加濕諸如空氣或氧氣的高壓氣流的改進方法。

發明內容

本文提供了用于加濕并且在一些實施例中凈化氣流比如空氣或氧氣的方法和系統。還提供了針對諸如呼吸道病癥之類的病癥的治療方法，其中加濕空氣在治療上是有益的。

一方面，提供了用于加濕諸如空氣或氧氣的流動氣流的方法。該方法包括使輸入氣流例如空氣或氧氣流過水合超吸收性聚合物(SAP)。來自水合SAP的水進入輸入氣流。在輸入氣流從水合SAP中吸取水后，它變成被加濕的輸出氣流。水合SAP從輸入氣流中捕獲熱量，從而冷卻氣流，因此加濕的輸出氣流的溫度低于輸入氣流的溫度。隨著時間的流逝，當水蒸氣轉移到流動氣流中時，水合SAP的水合程度降低。在一些實施例中，水合SAP繼續以合適的水平加濕氣流，直到SAP達到聚合物吸收水的能力的約25％的水合水平。

在一些實施例中，輸入氣流流過水合SAP的壓力為約1cmH2O至約30cmH2O。