Application aspects of medications for inhalation at the prehospital stage of medical evacuation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This study aimed to determine the aspects of inhalation application of drugs as medical means of protection against lesions by factors of radiation, chemical, and biological nature at the prehospital stage of medical evacuation. Advantages of inhalation administration of drugs and use of individual inhalers of portable type over parenteral and oral administration methods are described. The existing drugs that are most suitable for inhalation at the prehospital stage of medical evacuation include emergency prevention and treatment of toxic pulmonary edema, analgesics, antiradiation, drugs for arresting radiation primary reaction, agents for accelerated radionuclides elimination, and antibacterial and antiviral agents. This list is conditioned by the rapid achievement of the protective effect of the drug during inhalation, both due to the local action in the area of the “entrance gate” of the intake of damaging agents and the accelerated absorption and systemic action on target organs. This study presents data on existing and promising inhalation drugs (antidotes for warfare agents, recombinant forms of acetyl- and butyrylcholinesterase) and technical means of their delivery (a metered aerosol inhaler, a metered dry powder inhaler) in the Armed Forces of the European North Atlantic Treaty Organization bloc and the United States for the prevention and treatment of damage e to chemical agents, as well as the prospects of radiomitigator usage (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor) by inhalations for acute radiation syndrome treatment and inhalation of complexones of radioactive isotopes. The prospects of inhalation in combination with bronchodilators in the development of acute respiratory failure and toxic pulmonary edema on the background of poisoning with the use of a metered-dose powder inhaler are described. The introduction and use of a metered-dose dry powder inhaler at the prehospital stage of medical evacuation determines the need for its development, taking into account the specifics of the drug usage, as well as the need to unify the dosage form of drugs in combination with one type of inhaler (single-dose or multi-dose).

About the authors

Igor M. Ivanov

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: igor611ivanov@gmail.com
SPIN-code: 1518-3306

candidate of medical sciences

Russian Federation, Saint-Petersburg

Evgeniy V. Ivchenko

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Military Medical Academy named after S.M. Kirov of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: 8333535@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5582-1111
SPIN-code: 5228-1527

doctor of medical sciences, associate professor

Russian Federation, Saint-Petersburg; Saint-Petersburg

Mikhail A. Yudin

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: mikhail.judin@gmail.com
SPIN-code: 4763-9666

doctor of medical sciences, associate professor

Russian Federation, Saint-Petersburg

Nikolay G. Vengerovich

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: nickolai@vengerovich.ru
SPIN-code: 6690-9649

doctor of medical sciences

Russian Federation, Saint-Petersburg

Alexander S. Nikiforov

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: nikiforov2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4592-5352
SPIN-code: 3169-7701
Scopus Author ID: 55346287000

doctor of biological sciences, associate professor

Russian Federation, Saint-Petersburg

Igor S. Drachev

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: gniiivm_15@mil.ru
SPIN-code: 6159-7799

doctor of medical sciences

Russian Federation, Saint-Petersburg

Alexander V. Stepanov

State Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: alexander_58@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1917-2895
SPIN-code: 7279-7055

doctor of medical sciences

Russian Federation, Saint-Petersburg

References

  1. Blinov DV, Akarachkova ES, Orlova AS, et al. New framework for the development of clinical guidelines in Russia. Farmakoekonomika. Modern Pharmacoeconomic and Pharmacoepidemiology. 2019;12(2): 125–144. (In Russ.). doi: 10.17749/2070-4909.2019.12.2.125-144.
  2. Department of the Army, Marine Corps Combat Development Command, Navy Warfare Development Command, Air Force Doctrine Center. Multiservice tactics, techniques and procedures for treatment of chemical agent casualties and conventional military chemical injuries. USA South Carolina: Create Space Independent Publishing Platform, 2012. 192 p.
  3. Corcoran TE, Venkataramanan R, Hoffman RM, et al. Systemic delivery of atropine sulfate by the MicroDose Dry-Powder Inhaler. J Aerosol Med Pulm Drug Deliv. 2013;26(1):46–55. doi: 10.1089/JAMP.2011.0948
  4. Masson P, Nachon F. Cholinesterase reactivators and bioscavengers for pre- and post-exposure treatments of organophosphorus poisoning. J Neurochem. 2017;142(2):26–40. doi: 10.1111/jnc.14026
  5. Rosenberg YJ, Adams RJ, Hernandez-Abanto S, et al. Pharmacokinetics and immunogenicity of a recombinant human butyrylcholinesterase bioscavenger in macaques following intravenous and pulmonary delivery. Chem Biol Interact. 2015;(242):219–226. DOI: 10.1016/ J.CBI.2015.09.021
  6. Rosenberg YJ, Fink JB. Creation of a protective pulmonary bioshield against inhaled organophosphates using an aerosolized bioscavenger. Ann N Y Acad. Sci. 2016;1374(1):151–158. doi: 10.1111/NYAS.13106
  7. Sventitskaya АМ, Orlova AB, Subbotina SN, et al. Prospects for the use of scavengers as antidote therapy for acute poisoning with anticholinesterase substances (literature review). Medline.ru. 2020;21:452–473. (In Russ.).
  8. Rosenberg YJ, Laube B, Mao L, et al. Pulmonary delivery of an aerosolized recombinant butyrylcholinesterase pretreatment protects against aerosolized paraoxon in macaques. Chem Biol Interact. 2013;203(1):167–171. doi: 10.1016/J.CBI.2012.11.004
  9. McShane JP, Weers JG, Tarara TЕ, et al. Ciprofloxacin dry power for inhalation (ciprofloxacin DPI): technical design and features of an efficient drug-device combination. Pulm Pharmacol Ther. 2018;50:72–79. doi: 10.1016/J.PUPT.2018.03.005
  10. Mishra M, Mishra B. Formulation optimization and characterization of spray dried microparticles for inhalation delivery of doxycycline hyclate. Yakugaku Zasshi. 2011;131:1813–1825. doi: 10.1248/YAKUSHI.131.1813
  11. Respaud R, Marchand D, Pelatd T, et al. Development of a drug delivery system for efficient alveolar delivery of a neutralizing monoclonal antibody to treat pulmonary intoxication to ricin. J Control Release. 2016;28:21–32. doi: 10.1016/J.JCONREL.2016.05.018
  12. Heslet L, Bay С, Nepper-Christensen S. Acute radiation syndrome (ARS) – treatment of the reduced host defense. Int J of General Med. 2012;(5):105–115. doi: 10.2147/ijgm.s22177
  13. Heslet L. Trifoilium Aps, Hoersholm, assignee. Granulocyte-macrophage colony stimulating factor for enhancing pulmonary host defense in acute and chronic radiation syndrome, therapeutic radiation interaction and cancer therapy. United States patent US 2014/0023612. 2014 Jan 23.
  14. Grémy O, Tsapis N, Chau Q, et al. Preferential decorporation of americium by pulmonary administration of DTPA dry powder after inhalation of aged PuO(2) containing americium in rats. Radiat Res. 2010;174(5):637–644. doi: 10.1667/RR2203.1
  15. Basharin VA, Chepur SV, Tolkach PG, et al. Toksikologiya pulmonotoksikantov. Saint Petersburg; 2021. 88 p. (In Russ.).
  16. Tyunin МА, Vengerovich NG, Sarana AM, et al. Min specific action of inhalation cholinolytics and 2-adrenergic agonists on external respiration in rats intoxicated with organophosphorous compounds. Toxicological Review. 2014;(2):16–21. (In Russ.).
  17. Chepur SV, Chubar’ ОV, Halimov YuSh, et al. Metodicheskie rekomendacii po terapii dyhatelnoy nedostatochnosti u porazhennyh otravlyayushimi i vysokotoksichnymi veshestvami na etapah medicinskoy evacuacii. Saint Petersburg; 2016. 55 p. (In Russ.).
  18. Ivanov IM, Nikiforov AS, Chepur SV, et al. Substantiation of requirements for perspective technical means of inhalational delivery of medicines for application at the stages of medical evacuation. Medline.ru. 2019;20:110–133. (In Russ.).
  19. Yang MY, Yan Chan JG, Chan H, et al. Pulmonary drug delivery by powder aerosols. J Control Release. 2014;193:228–240. doi: 10.1016/J.JCONREL.2014.04.055
  20. Zaycev AA, Okovityj SV, Kryukov EV. Kashel’. Мoscow; 2015. 59 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Ivanov I.M., Ivchenko E.V., Yudin M.A., Vengerovich N.G., Nikiforov A.S., Drachev I.S., Stepanov A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».