O aumento da poluição do ar nos últimos anos não só contribuiu para a deterioração das condições ambientais nas cidades em todo o mundo. Também exacerbou os riscos para a saúde das pessoas que os povoam, particularmente aqueles que sofrem de doenças pulmonares, como asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). Essas dinâmicas ressaltam a importância do trabalho para aumentar a eficácia dos dispositivos de entrega de drogas, como inaladores, que administram ingredientes farmacêuticos ativos para tratar doenças respiratórias.

No Física dos Fluidos, , pesquisadores da Índia e da Austrália descrevem os resultados de sua colaboração no desenvolvimento de uma avaliação computacional da distribuição de drogas por meio de inaladores pressurizados dosimetrados e inaladores de pó seco para determinar como o processo pode ser melhorado.

Embora os inaladores tenham revolucionado o tratamento de doenças pulmonares nas últimas décadas e sejam usados ​​atualmente para administrar medicamentos a pacientes infectados pelo vírus COVID-19, "sua eficácia continua sendo uma grande preocupação, já que apenas um terço do medicamento total atinge as regiões afetadas dos pulmões, "disse o co-autor Suvash C. Saha, da University of Technology Sydney. "Como resultado, a perda do medicamento e o custo do tratamento aumentam ”.

Conhecer a capacidade de prever a deposição de drogas em aerossol ou em pó nos pulmões é vital para entender melhor a distribuição de drogas direcionadas, Saha e colegas do Instituto Nacional de Tecnologia de Motilal Nehru Allahabad, na Índia, criou um modelo computacional para avaliar onde melhorias podem ser feitas.

"Com taxas de fluxo mais altas, A impactação inercial é considerada responsável pela deposição de partículas de drogas na parte superior das vias aéreas, mas com menor disponibilidade de partículas de drogas na região distal das vias aéreas, "disse o co-autor Akshoy Ranjan Paul." Além disso, em taxas de fluxo mais baixas, não há momento suficiente para transportar as partículas para a região distal. Como resultado, deve haver uma taxa de fluxo ideal [para atingir] o alcance máximo das partículas do medicamento na região distal. "

Os pesquisadores apresentam uma investigação computacional das taxas de inalação e tamanhos de partículas de drogas em um modelo realista de pulmão humano. Usando a dinâmica de fluidos de computação, o estudo revela que mais partículas de drogas são depositadas nos brônquios direitos do que nos brônquios esquerdos, que é relativamente curvo devido à sua proximidade com o coração. As principais descobertas sugerem que os medicamentos devem conter partículas menores para permitir seu alcance nos brônquios distais.

A pesquisa "é um exemplo notável que demonstra como a compreensão da mecânica dos fluidos, e o poder da dinâmica de fluidos computacional, pode informar um projeto mais eficaz de medicamentos e dispositivos de administração de medicamentos, "disse Saha.