ارائه‌کننده: سجاد اسحاقی 
استاد راهنما: دکتر حسن خالقی 
استاد مشاور: دکتر رضا مداحیان 
استاد ناظر داخلی: دکتر محمد ضابطیان 
استاد ناظر خارجی: دکتر مهرداد رئیسی
تاریخ: 1402/11/09
ساعت: 13:30
مکان: دانشکده مهندسی مکانیک –  اتاق 154

چکیده:
بیماری‌های تنفسی در زمره شایع‌ترین مخاطرات سلامتی در جهان هستند. با توجه به چالش‌ها و مکانیزم‌های مقاومتی دستگاه تنفسی، توسعه روش‌های دارورسانی هدفمند برای رفع این موانع بسیار ضروری است. استفاده از ذرات دارویی با خاصیت رطوبتی به همراه هوای مرطوب، یکی از روش‌های نوین برای بهبود نشست ذرات به صورت هدفمند در دارورسانی ریوی می‌باشد. هدف از این مطالعه بررسی انتقال، رشد اندازه و نشست ذرات سالبوتامول سولفات (SS) با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است. سالبوتامول سولفات یک آگونیست β2 آدرنرژیک است و به طور گسترده برای درمان آسم استفاده می شود. برای این منظور یک مدل واقعی مبتنی بر تصاویر سی تی اسکن از مجاری هوایی بیمار از حفره دهان تا نسل پنجم ریه به عنوان مدل هندسی مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی تاثیر شرایط محیطی بر عملکرد ذرات در دستگاه تنفسی، چهار حالت با تغییر با دما و رطوبت نسبی در نظر گرفته شد. از دو نوع پروفیل تنفسی متغیر با زمان برای بازسازی فرایند دم بصورت واقعی استفاده شد. در مجموع هشت حالت در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. رویکرد مورد نظر برای حل معادلات جریان و حرکت ذرات، رویکرد اویلر-لاگرانژ می‌باشد. یک توزیع یکنواخت از ذرات SS با قطر اولیه 167 نانومتر در ورودی دهان بر اساس داده‌های دارویی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که استنشاق هوای اشباع / فوق اشباع (رطوبت نسبی برابر یا بیشتر از 100 درصد) منجر به رشد رطوبت قابل توجه ذرات SS با نرخ 10 برابری می‌شود. همچنین، با افزایش دما و رطوبت جریان در حین استفاده از موج استنشاقی سریع و عمیق (QD) سبب بهبود راندمان نشست ذرات در کل دستگاه تنفسی گردید. ایجاد جریان چرخشی و جدایش جریان از انتهای حفره دهان، سبب تشدید نشست ذرات درحنجره در حالت‌های فوق اشباع گردید. هم چنین پیچیدگی‌های هندسی و انبساط و انقباض مجاری سبب تشدید آشفتگی جریان و نتیجتا افزایش نشست ذرات گردید. با این وجود، بکارگیری موج استنشاقی آهسته و عمیق (SD) نشان داد که با وجود رشد اندازه ذرات نسبتا مشابه در دستگاه تنفسی، راندمان نشست کمتر در ناحیه دهان- گلو و مجاری تراکئوبرونشیال به دست می‌آید. این امر در زمینه دارورسانی به عمق ریه برای بیماران مبتلا به آسم اهمیت عملی فراوانی دارد؛ زیرا که سبب افزایش نشست ذرات با اندازه بزرگتر در عمق ریه می‌گردد. یافته‌های مطالعه حاضر می‌تواند به توسعه روش‌های دارورسانی هدفمند برای درمان بیماری‌های ریوی با استفاده از فرمول‌های پودر خشک رطوبتی کمک کند.