气溶胶建模目标窦炎症

击中甜蜜点可以使所有的差异,尤其是对患有慢性鼻窦炎。

新指令使用鼻喷剂可以帮助提供至少8倍inflammation-reducing药病窦组织,根据南达科塔州立大学机械工程助理教授Saikat苏。他一直用计算流体动力学模型气溶胶喷雾旨在帮助慢性鼻炎患者的美国国立卫生研究院的项目在北卡罗莱纳大学教堂山分校医学院。

Basu开始使用副教授朱莉娅·s·沃斯堡金贝尔美术馆共同UNC耳鼻咽喉部的博士后研究人员在2016年4月。他仍在继续,自2019年1月来圣地亚哥大学的合作。

“外用喷剂是第一线的治疗以减少窦炎症。手术只有当药物使用不再工作,”苏说。新的协议可以帮助更多的病人得到救援没有诉诸鼻窦手术,从而降低医疗成本。

超过14%的美国人有慢性鼻窦炎,这些数字在增加,根据2019年7月在Medscape.com上的文章。治疗条件的成本约3.4美元为50亿美元。

调整角度、深度

研究人员发现喷嘴应该5/8英寸插入鼻孔,在35 - 45度角的最佳药物分布。

“这是一个更深的插入和陡峭的角度比当前鼻喷雾剂的指导方针,将导致一个8 - 10倍大药机会将达到所需的网站,“苏解释道。他是第一作者的一篇文章描述气溶胶在2020年6月出版的建模结果科学报告。

“当更多的药物达到这些关键领域,效果应该更好,”巴苏说,他发表了近十几个期刊论文鼻内运输和局部药物。

“这项研究展示了工程分析工具可以彻底改变卫生保健,”巴苏说,指出这些发现”也与鼻内减轻COVID-19大流行疫苗开发。”

建筑,验证模型

决定如何让类固醇喷雾剂窦腔的影响,研究小组利用慢性鼻窦炎患者的CT扫描建立3-D-printed模型。Basu然后计算三维模型集成到ANSYS软件模拟药物运输和吸入气流。

“的一个挑战是鼻腔的复杂结构,”苏说。为了克服这一挑战,他把鼻腔分成12段。气溶胶液滴尺寸,然后他将数据范围从5到25微米,力与喷雾瓶是激活到计算模型中。

“小渗透到大气空间进一步下降,”他说。“把较大的液滴达到目标,我们需要正确东方喷雾瓶。”

与医生授予后,研究人员选择了一条狭窄的走廊在鼻窦称为ostiomeatal复杂存款抗炎药物的最佳位置。粘液上窦腔排水通过这个通道进入较低的地区下脸颊,苏解释道。

验证苏的计算建模实验,研究人员增加了放射性粒子的喷雾跟踪液滴沉积在柔性3-D-printed鼻模型。复制的喷雾喷嘴插入到鼻腔的角度和深度,研究人员使用一种专门设计的定位装置。

此外,真空管路连接到流阀模仿基于呼吸气流的数据。“气流在这些患者需要的鼻窦窦手术通常是受到他们的条件,”他说。这种严格的实验测试证实了苏的准确性的预测模型。

下一步将招募病人的临床试验。要做到这一点,苏和北卡罗来纳大学的研究人员申请进一步NIH资助与杜克大学医学院合作和威斯康辛大学。