Sobre un enfoque basado en modelos para mejorar la detección por pulverización intranasal de infecciones virales...

Área de la Ciencia:

• Dinámica de fluidos computacional (CFD)
• Ingeniería biomédica
• Farmacología

Sus antecedentes:

• La nasofaringe es un sitio principal para las infecciones virales de las vías respiratorias superiores.
• El uso estándar de pulverización intranasal (uso actual, CU) conduce a una deposición subóptima del fármaco en la nasofaringe debido a la inserción vertical de la boquilla.
• La optimización de la administración intranasal del fármaco es crucial para el tratamiento eficaz de las infecciones virales.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica del flujo de aire y la deposición de gotas en las vías respiratorias superiores humanas durante la administración por pulverización intranasal.
• Comparar la eficacia de una nueva técnica de pulverización intranasal ("Uso mejorado", UI) con el protocolo estándar de "Uso actual" (UC).
• Identificar las condiciones óptimas para maximizar la deposición de fármacos nasofaríngeos para el tratamiento de infecciones virales.

Principales métodos:

• Técnica de simulación de grandes remolinos (LES) para modelar el flujo de aire en cavidades respiratorias humanas anatómicamente precisas a varias velocidades de inhalación (15 y 30 L/min).
• Simulaciones de fase discreta basadas en el Lagrange para seguir las trayectorias de las gotas de pulverización intranasal en diferentes condiciones de pulverización.
• Validación de modelos computacionales utilizando experimentos físicos con una réplica de las vías respiratorias impresa en 3D.

Principales resultados:

• El protocolo de "Uso Mejorado" (UI), que implica un ángulo de pulverización más superficial y dirigido a la mejilla, se identificó como un método superior para la administración de fármacos por la nasofaringe.
• Se encontró que las gotas de tamaño entre 7 y 17 μm eran más eficientes para el transporte nasofaríngeo directo.
• El protocolo de IU demostró una mejora de dos órdenes de magnitud en la administración de fármacos dirigidos en comparación con el protocolo de CU, utilizando distribuciones de tamaño de gotas realistas.

Conclusiones:

• Un nuevo protocolo de pulverización intranasal de " Uso Mejorado " (UI) mejora significativamente la deposición del fármaco en la nasofaringe.
• El protocolo de IU ofrece una estrategia más efectiva para administrar medicamentos al sitio primario de muchas infecciones virales.
• Este estudio proporciona una base para optimizar el diseño del dispositivo de pulverización intranasal y las instrucciones de uso para mejorar los resultados terapéuticos.