用多路径颗粒沉积模型在人类肺部模拟气溶螺栓吸入:与实验数据进行比较
B Asgharian1, O Price1, A A T Borojeni2
1Applied Research Associates, Arlington Division, Raleigh, NC, USA.
Journal of aerosol science
|March 10, 2025
概括
这项研究通过结合肺混合机制来增强气溶运输模型. 改进的模型准确地预测颗粒沉积和分散,用于向药物输送和健康风险评估.
科学领域:
- 呼吸系统生理学 呼吸系统生理学
- 气溶科学是一门气溶科学.
- 计算建模计算建模
背景情况:
- 一维 (1D) 气溶剂量计模型往往忽略了肺部复杂的气溶混合.
- 气溶分散来自不同肺部区域的各种物理机制,对1D模型构成挑战.
- 现有的模型有时将分散作为一个扩散过程,缺乏准确性.
研究的目的:
- 通过增强其膜混合模块来改进多路径粒子剂量学模型 (MPPD).
- 为了将流量不可逆转性,气泡中颗粒捕获和气管支气管混合纳入MPPD.
- 为了将增强的MPPD与计算流体粒子动力学 (CFPD) 结合起来,用于口腔气道分散预测.
主要方法:
- 为MPPD开发了一种改进的气泡混合模块,考虑了流量不可逆性和颗粒捕获.
- 在模型中整合了气管支气管区域混合机制.
- 结合了增强的MPPD与基于CFPD的预测,用于口腔气道中的气溶螺栓分散.
- 验证了模型与实验数据对气溶玻尿酸吸入在各种肺深度验证.
主要成果:
- 增强的MPPD准确地预测了吸入螺栓的气溶沉积,分散和模式转换.
- 模型计算显示了与特定对象和特定测试实验数据的良好一致.
- 该模型成功地捕获了不同透深度和呼吸模式的气溶行为.
结论:
- 改进的MPPD提供了一个更准确的表现吸入气溶在呼吸道的行为.
- 综合分散-沉积模型对于优化向药物递送策略非常有价值.
- 该模型是评估与气溶暴露相关的健康风险的有用工具.
