ارائه‌کننده: امیرعلی دانایی نیک سرشت
استاد راهنما: دکتر قاسم حیدری نژاد، دکتر محمد ضابطیان طرقی
استاد مشاور:  دکتر محمد صفرزاده
استاد ناظر داخلی : دکتر رضا مداحیان
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر بهرنگ سجادی
تاریخ: 1403/06/19
ساعت: 8
مکان: دانشکده فنی و مهندسی، اتاق 154

چکیده:
مطالعه حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی در سالیان اخیر توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. با توجه به روزافزون بودن بیماران مبتلا به بیماری‌های تنفسی در سراسر جهان و همچنین کشورمان، ایران، دارورسانی به قسمت های مختلف سیستم تنفسی می‌تواند بسیار حائز اهمیت باشد. روش های نوین متعددی جهت دارورسانی به قسمت های مختلف سیستم تنفسی مطرح شده است که یکی از این روش ها، دارورسانی به روش رشد تراکمی بهبودیافته (ECG) می‌باشد. در این شیوه دارورسانی به ‌واسطه رطوبت بالای مجاری تنفسی و تراکم تدریجی بخار بر سطح قطره در ابعاد قطره تغییر صورت می‌گیرد و این موضوع بر نیروهای اثرگذار بر سطح قطره تاثیر می‌گذارد و در نهایت در مکانیزم نشست آن تغییر صورت می‌گیرد. به منظور انجام این پژوهش، ابتدا هندسه واقعی از سیستم تنفسی فوقانی و تحتانی از ابتدای حفره بینی تا انتهای نسل چهارم ریه از سی‌تی اسکن فرد مذکر استخراج گردیده است و به منظور بررسی محل نشست ذرات قسمت های مختلف هندسه پوسته‌گذاری و نام‌گذاری شده است.
جهت بررسی شرایط محیطی مختلف 4 نمونه به شرح دمای 27 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 45%، دمای 34 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60%، دمای 40 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60% و دمای 40 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 99 % جهت هوای ورودی از حفره بینی مورد مطالعه قرارگرفته است. دبی تنفسی ورودی 20 لیتر بر دقیقه درنظرگرفته شده و داروی تزریقی نیز داروی بودزوناید که خاصیت رشد رطوبتی دارد با دبی جرمی 7/102 پیکو کیلوگرم بر ثانیه و توزیع روزین-راملر با قطر کمینه750 نانومتر، قطر بیشینه 5/2 میکرومتر و قطر متوسط 2/1 میکرومتر از حفره سمت راست بینی تزریق شده است. لازم به‌ذکراست از رویکرد اویلر-لاگرانژ جهت حل معادلات جریان و حرکت ذرات استفاده شده است و هم‌چنین با توجه به عدم امکان مشاهده تراکم توسط حلگر استفاده شده، معادلات مربوط به رشد تراکمی تحت عنوان عملکرد تعریف شده توسط کاربر (UDF) به حلگر اضافه شده است و اعتبارسنجی آن نیز مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل پیچیدگی هندسه سیستم تنفسی به ویژه سیستم تنفسی فوقانی و حفره بینی تغییرات شدید سرعت در نواحی VR و TR حفره بینی مشاهده شد
. بر اساس نتایج و با توجه به توزیع ذکر شده از ذرات دارویی، در حالت های مختلف ماده دارویی تزریق شده رشد تراکمی به واسطه رطوبت بالا را تجربه کردند و تا حدود 8 میکرومتر این رشد ذرات ملاحظه شد. نشست ذرات در حالت هوای ورودی با دمای 27 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 45 درصد، دمای 34 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60%، دمای 40 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60% و دمای 40 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 99 % به ترتیب 3/9%، 58/7%، 88/6% و 05/6% مشاهده شد و در حالت اول که کمترین دما و رطوبت نسبی در نظرگرفته شد، بیشترین نشست صورت گرفت و این اتفاق برخلاف نتایج حاصل از این روش دارورسانی از طریق دهان مشاهده شد.از دیگر نتایج مهم این مطالعه می‌توان به تمایل نفوذ ذرات تزریق شده به نسل های پایین تر اشاره کرد و همچنین این شیوه دارورسانی را برای دارورسانی به نسل های مختلف ریه مورد استفاده قرار داد.