人体呼吸道肺支气管树模型的构建与颗粒沉积的数值模拟研究文献综述

 2023-01-14 08:01

课题名称 人体呼吸道肺支气管树模型的构建与颗粒沉积的数值模拟研究课题性质 radic; 基础研究应用课题 设计型 调研综述 理论研究开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)人体呼吸道肺支气管树模型的构建与颗粒沉积的数值模拟研究一、研究背景及目的  近年来吸入制剂日益受到重视。

如果一些疾病的病区集中在上呼吸道或者是肺部,通过吸入给药装置能准确有效地将药物递送到靶部位,这样药物可以不经过血液循环,直接作用到病灶区,从而缩短药物的作用时间,并减轻一些不良反应。

然而,经吸入给药后, 大部分药物很容易沉积于口咽部位,进入肺部的有效药物大大减少,所以研究吸入药物粒子的肺沉积情况十分必要。

  目前,有四种方法可以评价吸入颗粒在肺部的沉积情况。

第一种,体外的方法,即结合人体真实的呼吸道结构模型,将气溶胶中的颗粒按粒径的大小,进行一次范围的编排,用这种方法预测颗粒在肺部的沉积清况;而另外三种方法是通过直接或间接的测验方式,测定粉末颗粒在肺部的沉积情况,其中包括:药物在肺部组织中的浓度,药代动力学方法,以及先进的肺部的显像技术。

  计算机技术的发展为吸入给药提供了强大的技术支持,能够使研究人员在体外进行模拟实验,评价和筛选药物。

这一方法不仅大大降低了成本,更提高了效率,已逐渐成为吸入制剂研究中的新手段。

本课题通过构建一个较为合理的人肺支气管树模型,并利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)研究颗粒沉积情况,在一定程度上为吸入制剂提供指导意义。

二、研究方法(一)文献调研,熟悉呼吸系统相关概念,考虑模型的设计简化  肺气管树的基本形态特征包括非对称性、分叉生长以及自相似性。

本课题主要研究支气管流道的三维分叉及弯曲对流动的影响,在几何模型生成时使用光滑的圆柱表示,不考虑气管、支气管壁内的环状软骨组织等对形态的影响。

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