В международном журнале Journal of Aerosol Science опубликована статья коллектива авторов
В международном журнале Journal of Aerosol Science опубликована статья «Процессы тепло- и массопереноса в потоках лекарственного аэрозоля в проксимальных дыхательных путях человека» коллектива авторов: Дмитрия Антонова (Национальный исследовательский Томский политехнический университет), Ольги Нагаткиной и Елизаветы Айнетдиновой (Соколовой) (Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Сеченовский университет), Сергея Сажина (Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Институт теплофизики имени С.С.Кутателадзе СО РАН).
Разработку модели распределения лекарственного аэрозоля в дыхательных путях с учетом температуры тела и анатомии пациента выполнили ученые Томского политехнического университета в составе научной коллаборации. Модель позволяет прогнозировать, как аэрозоль распространяется от полости рта до бронхов третьего порядка при разных условиях — скорости вдоха, температуре воздуха и особенностях дыхательной системы.
По данным исследования, при температуре тела от 37 градусов и выше частицы на вдохе должны быть примерно на 5% крупнее стандартных. Это связано с усиленным испарением аэрозоля, которое снижает эффективность доставки препарата.
Анализ показал, что основное оседание частиц происходит в гортани, минимальное — в трахее. Из-за различий в строении бронхов распределение лекарства между правым и левым легким может отличаться до 60%. Наиболее эффективно в дыхательные пути проникают частицы размером от 1 до 5 микрометров.
Установлено, что при низкой влажности и повышенной температуре тела испарение аэрозоля становится доминирующим процессом, что влияет на глубину проникновения лекарства в легкие. Эти факторы особенно значимы при гипервентиляции, физической нагрузке, обезвоживании и заболеваниях дыхательной системы, включая астму и хроническую обструктивную болезнь легких.
Отдельно исследователи сравнили типы ингаляторов. Наиболее стабильный результат показали устройства мягкого тумана — до 80% их частиц достигают глубоких отделов легких. Эффективность небулайзеров зависит от способа использования. Дозированные ингаляторы показали наименее предсказуемый результат: до 60% частиц оседает в ротовой полости.
На основе полученных данных сформирован подход к оценке эффективности ингаляционных устройств. Он учитывает размер и скорость частиц, а также индивидуальные параметры пациента. Разработка может использоваться для подбора терапии с учетом возраста, диагноза и особенностей дыхания.
В исследовании участвовали специалисты ТПУ, Сеченовского университета и . Работа поддержана грантом Российского научного фонда (№24-45-00012). Результаты работы ученых опубликованы в двух статьях (статья 1, статья 2).