چگونه می توان اثرگذاری داروهای تنفسی را ارتقا داد - دنیای ویدئو

دکتر بهرنگ سجادی دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران درباره ضرورت این پژوهش شرح داد: حفره بینی نقش اساسی در فیلتراسیون هوای تنفسی دارد و به عنوان سدی طبیعی در برابر ورود ذره ها، قطره ها و ریزموجودات (میکروارگانیسم ها) به بخش های پایینی دستگاه تنفسی انسان عمل می نماید. عملکرد این سد طبیعی در مقابل برخی موارد، مانند ریزگردها، مطلوب و در برخی دیگر، مانند گروهی از داروهای تنفسی، نامطلوب است. بعلاوه قطره هایی که افراد در حین صحبت کردن، تنفس، سرفه و عطسه در هوا پخش می نمایند، ممکن است وارد مجاری تنفسی میزبان های آسیب پذیر شوند و با سازوکارهای مختلف در حفره بینی نشست نموده یا از آن عبور و به بخش های پایینی دستگاه تنفسی نفوذ نمایند.

وی اضافه کرد: سرنوشت قطره های استنشاقی به عامل های مختلفی از جمله لایه مخاطی لزج بینی و شرایط هوای تنفس شده بستگی دارد و ارزیابی رفتار آنها، برای کمینه کردن پیامدهای منفی مواد مضر استنشاقی بر تندرستی انسان یا ایجاد سیستم های نوآورانه در داروهای تنفسی، لازم است.

این پژوهشگر حوزه سیستم های تهویه مطبوع، درباره روش انجام این مطالعه گفت: در این مطالعه، رفتار قطره های ریز آب در مجاری تنفسی بینی یک انسان بالغ و سالم طی فرآیند تنفس با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به صورت عددی مورد آنالیز قرار گرفته است. بعلاوه برای دستیابی به نتایج واقعی، تأثیر لایه مخاطی لزج داخل حفره بینی و رطوبت هوای تنفسی بر رفتار قطره ها در نظر گرفته شده است.

عضو هیأت علمی دانشگاه تهران در شرح دستاوردهای این پژوهش گفت: نتایج نشان می دهند هنگامی که قطره ها وارد حفره بینی می شوند، با لایه مخاطی تعامل می نمایند که می تواند منجر به نشست قطره ها و حذف آن ها از جریان هوا گردد. لایه مخاطی به علت باریک بودن مجاری، هوای استنشاقی را گرم می نماید و بر رطوبت آن می افزاید و بنابراین، تبخیر قطره ها را به شدت کاهش می دهد. دما و رطوبت هوای استنشاقی نیز می تواند بر تبخیر، انتشار و نشست قطره ها در حفره های بینی تأثیرگذار باشند. هوای خشک و سرد باعث تبخیر سریع قطره ها و کاهش مقدار آن ها، و هوای گرم و مرطوب موجب پایداری قطره ها و افزایش اندازه نشست آن ها می گردد.

وی با بیان اینکه مقدار قطره ها نیز در سرنوشت آنها مؤثر است، اضافه کرد: قطره های بزرگ به علت وجود لایه مخاطی نمی توانند به طور کامل تبخیر شوند و به احتمال زیاد در حفره بینی نشست می نمایند. بعلاوه به علت تغییر جهت جریان هوا در دهلیز و دریچه بینی، احتمال گیر افتادن قطره های بزرگ در لایه مخاطی بالا است. قطره های بزرگ به علت اینرسیِ حرکتیِ زیاد، با دیواره های حفره بینی برخورد نموده و نشست می نمایند. از سوی دیگر قطره های کوچک می توانند به راحتی تغییر جهت داده و همراه جریان هوا در حفره بینی حرکت نمایند. بیشتر این قطره ها قبل از اینکه فرصت نشست پیدا نمایند، به طور کامل تبخیر می شوند یا از حفره بینی عبور نموده و وارد بخش های پایینی دستگاه تنفس می شوند. وجود لایه مخاطی به علت یاری به کاهش تبخیر قطره ها می تواند عبور قطره های کوچک را تسهیل کند.

یافته های این مطالعه که با همکاری محققان دانشگاه تهران و دانشگاه کلارکسن انجام گرفته است، به تازگی در Journal of Aerosol Science از سوی انتشارات الزویر منتشر شده و به وسیله پیوند زیر دست یافتنی است:

The effect of the mucus layer and the inhaled air conditions on the droplets fate in the human nasal cavity: A numerical study