Параназальные пазухи — это, по сути, полые полости в черепе, окружающие носовую полость. Хотя роль носовых пазух обсуждается, считается, что они уменьшают вес передней части черепа, увеличивают резонанс голоса и защищают от травм лица. Их расположение и структура обеспечивают идеальную среду для роста бактерий, инфекций или вирусных отложений, что часто приводит к таким заболеваниям, как хронический риносинусит (ХРС). Типичное лечение этих состояний состоит из местных лекарств (назальных спреев) и пероральных антибиотиков.
Исследователи Сайкат Басу, Зайнаб Фарзал и Джулия С. Кимбелл из Медицинского факультета Университета Северной Каролины представят свои исследования анатомической физики потока в носовых полостях, которые создают «волшебные» линии доставки лекарств в носовые пазухи на 70-м ежегодном собрании Отделение гидродинамики Американского физического общества, которое состоится 19-21 ноября 2017 г. в конференц-центре Колорадо в Денвере, штат Колорадо.«Мы обнаружили, что текущие инструкции по упаковке таких спреев не являются оптимальными для максимального транспорта лекарства в носовые пазухи, что является функцией различных факторов, таких как ориентация головы пациента, частота дыхания и ориентация баллона с распылителем во время распыления лекарства», — сказал Басу.Чтобы лекарство оказало наибольшее воздействие, активные ингредиенты должны откладываться внутри или в непосредственной близости от пораженных полостей носовых пазух. Чтобы обеспечить точное анатомическое представление при численном моделировании процесса транспортировки распыляемого лекарственного средства, они использовали компьютерную томографию (КТ) пациентов с СВК и программное обеспечение для визуализации для разработки анатомически реалистичных цифровых трехмерных моделей.
Понимание физики дыхательных путей в носовых пазухах позволяет определить оптимальные точки выпуска назальных спреев. Достижения в области анатомического моделирования позволяют определять влияние конкретных путей приема лекарств.«Физика окружающего дыхательного потока оказывает значительное влияние на перенос распыленных частиц в наших носовых полостях», — сказал Басу. «С развитием вычислительных мощностей теперь можно разрабатывать цифровые трехмерные модели сложных физиологических систем и отслеживать процессы переноса в них с помощью вычислительной механики жидкости».
Предварительные результаты этого исследования актуальны как для потребителя, так и для производителя назальных спреев. Исследователи обнаружили, что, когда распылитель был вставлен глубже в нос (на 10 мм), он работал лучше и, хотя текущие инструкции для распылителя рекомендуют держать его под углом 22,5 градуса, транспортировка лекарственного средства лучше под углом 35-45 градусов. . Поставщики лекарств смогут порекомендовать более эффективные инструкции и методы нанесения, чтобы спрей достиг своей цели.
Полученные данные также могут указывать на улучшения в конструкции пульверизатора, которые увеличивают отложения лекарств в полостях носовых пазух.