logo móvil
Contáctanos

Un modelo 3D paramétrico de las vías respiratorias humanas para la entrega y deposición de fármacos en partículas

Autores: Geronzi, Leonardo; Fanni, Benigno Marco; De Jong, Bart; Roest, Gerben; Kenjeres, Sasa; Celi, Simona; Biancolini, Marco Evangelos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un modelo 3D paramétrico de las vías respiratorias humanas para la entrega y deposición de fármacos en partículas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Tratamiento
Asma
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica
Simulaciones CFD
Anatomías sintéticas
Deformación de mallas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El tratamiento para el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica se basa en la inhalación forzada de partículas de medicamentos. Su distribución es esencial para maximizar los resultados. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) específicas para cada paciente pueden utilizarse para optimizar estas terapias. En este sentido, este estudio se centra en crear un modelo paramétrico del tracto respiratorio humano a partir del cual se podrían derivar anatomías sintéticas para el análisis de deposición de partículas a través de simulaciones CFD. Se extrajo una geometría base hasta la cuarta generación de bronquiolos de un conjunto de datos de tomografía computarizada (CT). Se utilizó la deformación de malla mediante funciones de base radial (RBF) actuando sobre una estructura de árbol dedicada para modificar esta malla base, extrayendo 1000 anatomías sintéticas. Se controlaron un total de 26 parámetros geométricos que afectan las longitudes de las ramas, los ángulos y los diámetros. Los modelos deformados se sometieron a simulaciones CFD para analizar el flujo de aire y la dinámica de partículas. La deformación de malla fue crucial para generar redes computacionales de alta calidad, con el 96% de la base de datos sintética siendo inmediatamente adecuada para simulaciones CFD precisas. Las variaciones en el esfuerzo cortante en la pared, la tasa de acumulación de partículas y la energía cinética turbulenta a través de diferentes anatomías destacaron el impacto de la forma anatómica en la entrega y deposición de medicamentos. El estudio demuestra con éxito el potencial de la deformación de malla basada en estructuras de árbol en la generación de vías respiratorias paramétricas para estudios de entrega de medicamentos.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro