Медицинский кислород: свойства и применение¶

Медицинский кислород — это газообразный или сжиженный кислород высокой степени чистоты, предназначенный для использования в лечебных и диагностических целях. Относится к лекарственным средствам (в России — к фармакопейным препаратам) и одновременно к медицинским газам. Основное отличие от технического кислорода — строго нормированное содержание примесей и обязательный контроль качества на всех этапах производства, хранения и транспортировки.

¶Общая характеристика

Кислород (химический символ O, атомный номер 8) — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха (плотность 1,429 г/л при нормальных условиях). Температура кипения при атмосферном давлении составляет −182,96 °C, температура плавления −218,79 °C. Молекула кислорода двухатомна (O₂). Газ негорюч, но является активным окислителем и поддерживает горение.

В медицине применяется кислород с чистотой не ниже 99,0–99,5 % (для разных фармакопей и производителей требования варьируются). Ключевые нормируемые примеси — азот, аргон, влага, диоксид углерода, оксид углерода, масла и другие органические соединения. Содержание последних ограничивается особенно жёстко, поскольку при вдыхании они могут повреждать дыхательные пути.

¶Формы выпуска и хранение

Медицинский кислород поставляется в нескольких видах:

Баллоны окрашиваются в голубой цвет (в России — согласно ГОСТ), маркируются надписью «Кислород медицинский». Арматура должна быть обезжирена: контакт кислорода под давлением с маслами способен вызвать возгорание.

¶История

Кислород как химический элемент был описан в 1770-х годах — независимо друг от друга его выделили шведский химик Карл Вильгельм Шееле и английский учёный Джозеф Пристли. Название «oxygenium» предложил Антуан Лавуазье, ошибочно полагавший, что элемент входит в состав всех кислот.

Применение кислорода в терапии началось в конце XVIII — начале XIX века, однако систематический характер приобрело лишь в XX столетии. Ключевые вехи — разработка аппаратов искусственной вентиляции лёгких, создание портативных концентраторов кислорода в 1970-х годах и внедрение централизованных газовых систем в крупных клиниках. Во время пандемии COVID-19 (2020–2021) спрос на медицинский кислород резко вырос, что выявило уязвимость логистики в ряде стран.

¶Механизм действия и показания

Кислородотерапия направлена на повышение парциального давления кислорода в артериальной крови и устранение гипоксемии — недостатка кислорода в тканях. Основные показания:

• острая и хроническая дыхательная недостаточность;
• гипоксия при сердечно-сосудистых заболеваниях;
• отравление угарным газом и другими токсинами;
• состояния после наркоза и операций;
• обострения бронхиальной астмы, ХОБЛ, пневмонии;
• паллиативная помощь.

Способы подачи: носовые канюли, лицевые маски, маски с резервуаром, высокопоточные системы, аппараты ИВЛ, гипербарическая оксигенация (в барокамере под повышенным давлением).

¶Риски и ограничения

Кислород — не безвредное вещество. Длительное вдыхание высоких концентраций способно вызывать кислородную интоксикацию, поражение лёгких и центральной нервной системы. У недоношенных детей избыток кислорода может приводить к ретинопатии. Поэтому дозирование и контроль насыщения крови (пульсоксиметрия, газовый анализ крови) обязательны.

Повышенная концентрация кислорода резко увеличивает пожароопасность: в насыщенной кислородом среде ткани, волосы и масла воспламеняются легче и горят интенсивнее. Вблизи баллонов и систем запрещены открытый огонь, курение, использование жировых смазок.

¶Нормативное регулирование

В России медицинский кислород включён в Государственный реестр лекарственных средств и выпускается по фармакопейной статье. Производство лицензируется, каждая партия проходит контроль по показателям чистоты. Требования к баллонам, трубопроводам и оборудованию устанавливаются техническими регламентами и ГОСТами. Аналогичные системы регулирования действуют в ЕС (Европейская фармакопея) и США (USP).

¶Производство

Основные промышленные методы — разделение воздуха низкотемпературной ректификацией (криогенный способ) и адсорбционное разделение (короткоцикловая безнагревная адсорбция, КЦА). Для медицинских целей полученный кислород дополнительно очищают, осушают и проверяют на примеси. Существуют также мембранные и электролизные установки, применяемые преимущественно в локальных условиях.

¶Значение

Медицинский кислород — одно из базовых средств неотложной и респираторной медицины. Всемирная организация здравоохранения включает его в перечень основных лекарственных средств. От бесперебойности поставок зависят отделения реанимации, хирургии, пульмонологии и службы скорой помощи, что делает его стратегически значимым ресурсом системы здравоохранения.