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Análisis basado en un solucionador adjunto de las morfologías de la boca y la lengua en la deposición de vapor en la vía aérea superior

Autores: Talaat, Mohamed; Si, Xiuhua; Xi, Jinxiang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis basado en un solucionador adjunto de las morfologías de la boca y la lengua en la deposición de vapor en la vía aérea superior


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Dosimetría de inhalación
Aerosoles
Tracto respiratorio
Morfologías de las vías respiratorias
Modelo adjunto de CFD
Deposición de vapor

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
A pesar de que la dosimetría de inhalación está determinada por tres factores (es decir, la respiración, los aerosoles y el tracto respiratorio), las dos primeras categorías han sido estudiadas más ampliamente que la última. Tanto la respiración como los aerosoles son variables cuantitativas que pueden cambiarse fácilmente, mientras que las morfologías de las vías respiratorias son difíciles de reconstruir, modificar y cuantificar. Aunque existen varios métodos disponibles para la reconstrucción y modificación de modelos, desarrollar un modelo de vía aérea anatómicamente preciso y adaptarlo a diversas condiciones fisiológicas sigue siendo laborioso y técnicamente desafiante. El objetivo de este estudio es explorar la viabilidad de utilizar un modelo adjunto-CFD para comprender los efectos de la forma de la vía aérea en la deposición de vapor y controlar el flujo de vapor hacia los pulmones. Se utilizó un modelo de boca-garganta, con la forma de la boca y la lengua variando automáticamente a través de la morfología adjunta y el transporte de vapor simulado utilizando ANSYS Fluent acoplado con un modelo de absorción en la pared. Se consideraron dos productos químicos con diferentes tasas de adsorción, acetaldehído y benceno, que mostraron grandes diferencias en la sensibilidad de la dosimetría a las formas de las vías aéreas. Para ambos productos químicos, se identificó primero la morfología máxima posible y luego se realizaron estudios paramétricos de morfología. Los resultados muestran que cambiar la forma de la boca y la lengua puede alterar la filtración oral en un 3.2% para el acetaldehído y un 0.27% para el benceno bajo una determinada condición de inhalación. La parte frontal de la lengua ejerce un impacto significativo en todos los casos considerados, mientras que el impacto de otras regiones varía entre los casos. Este estudio demuestra que el enfoque híbrido adjunto-CFD puede ser un método práctico y eficiente para investigar la variabilidad asociada a la morfología en la dosimetría de vapores y nanomedicinas bajo inhalación continua.

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