Análisis mecanístico de la dinámica de fluidos y mecanismos de impacto multifactoriales en la deposición de fármacos inhalados para enfermedades respiratorias crónicas
Autores: Hu, Fuli; Ma, Songhua; Hu, Tianliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis mecanístico de la dinámica de fluidos y mecanismos de impacto multifactoriales en la deposición de fármacos inhalados para enfermedades respiratorias crónicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Eficacia clínica
Terapia de inhalación
Enfermedades respiratorias crónicas
Patrones de deposición de partículas
Dinámica de fluidos computacional
Administración de fármacos respiratorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La eficacia clínica de la terapia de inhalación en enfermedades respiratorias crónicas se ve fundamentalmente limitada por los patrones de deposición de partículas. Este estudio emplea dinámica de fluidos computacional (CFD) y metodología de superficie de respuesta (RSM) para dilucidar la interacción mecanicista de los determinantes de deposición a través del mapeo de sensibilidad multifactorial. El estudio consta de dos componentes clave: (i) el desarrollo de un modelo preciso de vías respiratorias tridimensionales que abarca desde la cavidad oral hasta los bronquios de quinta generación y (ii) la integración de un marco experimental de Diseño Box-Behnken (BBD) con simulaciones de dinámica de fluidos computacionales. Además, desarrollamos un modelo de regresión multifactorial para analizar las interacciones sinérgicas entre los determinantes de deposición. El estudio demostró una correlación positiva entre el tiempo de retención de la respiración y la eficiencia de deposición del fármaco, revelando un orden jerárquico de parámetros críticos: tasa de flujo máximo > tiempo de retención de la respiración > diámetro de partícula. Estos hallazgos tienen importantes implicaciones para optimizar estrategias de administración de fármacos respiratorios en entornos clínicos.
Descripción
La eficacia clínica de la terapia de inhalación en enfermedades respiratorias crónicas se ve fundamentalmente limitada por los patrones de deposición de partículas. Este estudio emplea dinámica de fluidos computacional (CFD) y metodología de superficie de respuesta (RSM) para dilucidar la interacción mecanicista de los determinantes de deposición a través del mapeo de sensibilidad multifactorial. El estudio consta de dos componentes clave: (i) el desarrollo de un modelo preciso de vías respiratorias tridimensionales que abarca desde la cavidad oral hasta los bronquios de quinta generación y (ii) la integración de un marco experimental de Diseño Box-Behnken (BBD) con simulaciones de dinámica de fluidos computacionales. Además, desarrollamos un modelo de regresión multifactorial para analizar las interacciones sinérgicas entre los determinantes de deposición. El estudio demostró una correlación positiva entre el tiempo de retención de la respiración y la eficiencia de deposición del fármaco, revelando un orden jerárquico de parámetros críticos: tasa de flujo máximo > tiempo de retención de la respiración > diámetro de partícula. Estos hallazgos tienen importantes implicaciones para optimizar estrategias de administración de fármacos respiratorios en entornos clínicos.