吸气-按压间隔时间对哮喘药物颗粒沉积影响的数值仿真分析

为分析吸气-按压间隔时间Δt对药物颗粒在体沉积的影响,本研究采用数值仿真方法分析了哮喘患者在使用定量吸入器时药物颗粒在体沉积的分布情况。首先,通过CT数据重建人体呼吸道模型;然后,建立与呼吸道模型相结合的哮喘定量吸入器模型;最后,采用计算流体动力学方法对哮喘药物颗粒的在体传输进行数值仿真。结果表明,随Δt的缩短,药物颗粒在口咽喉的沉积率逐渐下降,而下气道的颗粒沉积率逐渐升高。当Δt=0 s时,颗粒在口咽喉部位的沉积率下降到最低值49.87%,而进入下气道的颗粒达到最高值,为35.04%。本研究可为今后智能辅助给药技术提供重要的理论指导,从而提高给药效率。

入射角度对哮喘药物颗粒局部沉积率的影响

为探究入射角度与哮喘药物颗粒局部沉积之间的相关性,本研究采用计算流体动力学方法对入射角度进行数值分析。首先,基于哮喘患者的CT数据,重建气雾剂吸入过程时近生理的瞬态计算力学模型;然后,运用计算流体动力学-离散相模型定量化分析入射角度对药物颗粒在呼吸道局部沉积率的影响。结果表明,哮喘药物颗粒在口腔及肺部沉积较多,在咽腔、喉腔及G0-G5支气管沉积较少;随着入射角度的增大,颗粒在口腔的沉积率呈先降低后升高趋势,在咽腔、喉腔、支气管及肺部的沉积率则呈先升高后降低趋势。本研究可为下气道靶向给药策略提供重要的理论依据,从而选择最佳给药策略。