【摘要】： 呼吸系統疾病越來越受到人們的重視,而吸入療法治療呼吸系統疾病比傳統的口服藥物和針劑具有更好的療效,在臨床中的應用也越來越普遍。本文針對吸入療法中存在的不足,對藥物顆粒在呼吸道內的運動沉積狀況進行數值模擬研究,為吸入療法達到靶向治療的效果提供一定的理論支持。 影響藥物顆粒在呼吸道內沉降的因素很多。通過數值模擬,了解藥物顆粒在人體呼吸道中的運動規(guī)律,分析其流場特性、顆粒運動軌跡和沉積率,對我們正確評估藥物顆粒在人體呼吸道中的沉積影響因素,對治療呼吸系統疾病有著重要的作用。 本文詳細地介紹了人體呼吸系統的結構和生理功能,總結了人體呼吸系統中流體流動的特點。并在此基礎上廣泛參考和對比了各種呼吸道物理模型,結合加拿大阿爾伯達省氣溶膠實驗室提出的理想化口腔—咽喉及Weibel模型A中的氣管—支氣管模型,通過適當的假設和簡化,建立了適當的物理模型,并在FLUENT前處理軟件GAMBIT中完成建模和網格劃分工作;為隨后的數值模擬奠定了基礎;針對人體上呼吸道內流體流動的特點,確定了計算域和邊界條件,并導入FLUENT軟件,采用RNGκ—ε模型和標準κ—ω湍流模型計算了一般正常成年男子在靜坐狀態(tài)下穩(wěn)態(tài)呼吸時(Q=30L/min)的上呼吸道流場及非穩(wěn)態(tài)吸氣時的氣道流場,并對兩種計算方法下的穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的流場進行了比較;在單相流場研究的基礎上,采用拉格朗日框架追蹤了藥物顆粒在氣道內的運動軌跡,進而分析了藥物顆粒在呼吸道各個部位的沉積狀況,統計了藥物顆粒物的沉積率,并總結出了呼吸強度、顆粒粒徑與密度對氣溶膠顆粒沉積的影響規(guī)律。其研究結果表明:藥物顆粒的運動方式受到流場的影響較大,其運動軌跡與氣流流線相似,但在氣流回流區(qū)被氣流卷起的可能性較小。從藥物顆粒在呼吸道內的沉積率可以看出,呼吸強度、顆粒粒徑和顆粒密度是影響藥物顆粒在呼吸道內沉積的三個主要因素,加強呼吸強度使得藥物顆粒的沉積率增大,隨著顆粒粒徑與顆粒密度的增大,顆粒的沉積率也相應增大。
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：R56;R96
【圖文】：

第一章緒論圖1一1丫S.Cheng等所建立的人體呼吸道模型B.Grgie〔6〕等，利用計算X線斷層攝影術(eomputed介 mogaphyscans)結合磁共振成像技術(Ma助 etieResonaneeImagingSeans)對人體呼吸道進行數據采集，并建立了人體呼吸道的物理模型(圖l一2)。他們指出關于人體胸外區(qū)域內流體動力學和吸入氣溶膠沉降規(guī)律的研究對設計制造高效的氣溶膠吸入裝置有重要的意義〔7]。實驗對兩種呼吸強度30、90L/nlin和三種顆粒粒徑3、5、6.知m下顆粒的局部沉積量進行了統計。結果表明，顆粒物的沉積率與入口氣流速度，顆粒粒徑有關，而顆粒慣性則是一個影響沉積率的關鍵因素。圖1一 2B.G飛ic等建立的口喉理想模型丫zhang[8]等則建立了更為理想化的模型(圖1一3)。他們對此理想化口喉模型和兩種標準USP喉模型進行了實驗研究。實驗采用三種呼吸強度30、60及90L/min和顆粒粒徑為2.5、5.0和6.伽m，并運用重量測定法來測定氣溶膠在這三個模型中的沉積量。其結果顯示，采用兩種標準USP喉模型得到的數據與已有的在活體試驗中得到的數據相比小得多，而新建立的理想化口咽模型得到的結果卻與活體試驗數據吻合良好。

3藥物顆粒大小和在口咽部、氣管支氣管及肺內的沉降示藥物的目的是利用氣體的物理性質來輸送一定濃度膠吸入后藥物顆粒在肺內分布和沉積情況的體外和些模型測出的結果，僅反映理想條件情況下顆粒大在疾病狀態(tài)和基礎肺功能急性惡化時，氣溶膠吸入清楚。影響氣溶膠顆粒在氣道內沉降的主要因素有氣剖因素、氣溶膠發(fā)生裝置和吸入藥物的藥代動力粒大小氣溶膠吸入的療效與藥物顆粒在氣道和肺1一助m的顆粒在下氣道和肺內有較多的沉降，的細支氣管和肺泡內沉降，直徑5一1伽m的顆粒大一1知m的顆粒幾乎沉降于口咽部。吸入顆粒的形態(tài)不規(guī)則的非球形顆粒，比球形顆粒容易沉降于上氣

【引證文獻】

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1 文謀;胡徐趣;盧志明;;顆粒物在人體上呼吸道模型中沉降規(guī)律的數值研究[J];力學季刊;2011年04期

本文編號：2740208