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药物输送的计算评估揭示了吸入器改进的空间

导读 华盛顿,2021 年 8 月 10 日——近年来,空气污染的加剧不仅导致全球城市环境条件恶化。它还加剧了居住者的健康风险,尤其是那些患有

华盛顿,2021 年 8 月 10 日——近年来,空气污染的加剧不仅导致全球城市环境条件恶化。它还加剧了居住者的健康风险,尤其是那些患有肺部疾病的人,例如哮喘或慢性阻塞性肺病 (COPD)。这些动态强调了提高药物输送装置(例如吸入器)功效的重要性,这些装置使用活性药物成分来治疗呼吸系统疾病。

在AIP Publishing 出版的《流体物理学》中,来自和澳大利亚的研究人员描述了他们合作开发通过加压计量吸入器和干粉吸入器进行药物输送的计算评估的结果,以确定如何改进该过程。

虽然吸入器在过去的几十年里彻底改变了肺部疾病的治疗,并且目前正被用于向感染 病毒的患者给药,但“它们的功效仍然令人非常担忧,因为只有三分之一的药物到达了肺部受影响的区域,”来自悉尼科技大学的合著者 Suvash C. Saha 说。“因此,药物损失和治疗费用变得更高。”

了解预测肺部雾化或粉末药物沉积的能力对于更好地了解靶向药物递送至关重要,阿拉哈巴德 Motilal Nehru 国家技术研究所的 Saha 及其同事创建了一个计算模型来评估可以改进的地方。

“在更高的流速下,发现惯性撞击是导致药物颗粒在气道上部沉积的原因,但在气道远端区域的药物颗粒可用性较低,”共同作者 Akshoy Ranjan Paul 说。“此外,在较低流速下,没有足够的动量将颗粒运送到远端区域。因此,应该有一个最佳流速 [以实现] 远端区域中药物颗粒的最大范围。”

研究人员在真实的人肺模型中对吸入率和药物粒径进行了计算研究。使用计算流体动力学,该研究表明,右支气管中沉积的药物颗粒多于左支气管,后者由于靠近心脏而相对弯曲。主要研究结果表明,这些药物应含有较小尺寸的颗粒,以使其能够到达远端支气管。

Saha 说,这项研究“是一个显着的例子,它展示了对流体力学的理解和计算流体动力学的力量,可以为更有效的药物和给药装置设计提供信息”。

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