Cercetătorii SwRI lucrează la inhalatoare mai eficiente pentru copiii mici
Un proiect al Southwest Research Institute (SwRI) își propune să dezvolte tehnici pentru a îmbunătăți inhalatoarele destinate copiilor mici și altor persoane care nu pot efectua inhalări profunde.
Echipa multidisciplinară de cercetători lucrează la crearea unor inhalatoare mai eficiente pentru cei care nu pot realiza inspirații puternice, esențiale pentru a beneficia la maximum de inhalatoarele standard. Proiectul, finanțat intern, reunește trei divizii ale SwRI: Inginerie Mecanică, Inginerie a Sistemelor de Propulsie și Chimie și Inginerie Chimică.
În cazul copiilor și al persoanelor cu afecțiuni precum boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC), unele inhalatoare nu reușesc să livreze suficient medicament în plămâni. O mare parte din medicament rămâne în gură și gât sau în dispozitiv, ceea ce duce la risipa de medicamente și la administrarea unei doze incerte.
Dr. Raouf Tajik, inginer de cercetare în divizia de Inginerie Mecanică a SwRI și liderul proiectului, a condus modelarea dinamicii fluidelor computaționale (CFD), simulând cum curge aerul prin căile respiratorii ale unui copil și cum particulele dintr-un inhalator livrează medicamente către gură, gât și căile respiratorii mai adânci.
Dr. Imad Khalek, inginer la SwRI, supraveghează facilitatea de Știința și Tehnologia Particulelor a SwRI, specializată în particulele aeriene. Echipa lui Khalek a utilizat un simulator de respirație conectat la un model 3D imprimat al căilor respiratorii ale unui copil pentru a caracteriza particulele medicinale și căile de livrare. „Am testat atât versiuni cu suprafețe uscate, cât și umede ale căilor respiratorii pentru a imita căile respiratorii umane reale și umede”, a spus Khalek. „Acest lucru ne-a ajutat să observăm că umiditatea schimbă modul în care particulele inhalate pătrund adânc.”
Personalul din divizia de Chimie și Inginerie Chimică a SwRI a acționat ca experți în domeniul particulelor și materialelor utilizate în inhalatoare. Inhalatoarele cu pulbere uscată utilizează două componente: o particulă purtătoare mai mare și particula de medicament, mult mai mică. Dacă particulele sunt prea mici, utilizatorii tind să le expire. Dacă sunt prea mari, ele nu pătrund adânc în plămâni.
„Variabilitatea în utilizarea inhalatoarelor poate fi semnificativă și potențial periculoasă: supradozajul poate duce la efecte adverse, în timp ce subdozajul poate face tratamentele ineficiente”, a declarat Dr. James Oxley, care conduce aspectele de inginerie chimică ale proiectului. „Un design îmbunătățit ar putea livra medicamente potențial mai eficiente, care în prezent nu sunt adecvate pentru inhalatoare din cauza acestei variabilități.”
