El aumento de la contaminación del aire en los últimos años no solo ha contribuido al deterioro de las condiciones ambientales en ciudades de todo el mundo. También ha exacerbado los riesgos para la salud de las personas que los pueblan, particularmente aquellos que padecen enfermedades pulmonares, como asma o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Estas dinámicas subrayan la importancia del trabajo para aumentar la eficacia de los dispositivos de administración de fármacos, como inhaladores, que administran principios activos farmacéuticos para el tratamiento de enfermedades respiratorias.

En Física de fluidos, , Investigadores de India y Australia describen los resultados de su colaboración en el desarrollo de una evaluación computacional de la administración de fármacos a través de inhaladores de dosis medidas presurizadas e inhaladores de polvo seco para determinar cómo se puede mejorar el proceso.

Si bien los inhaladores han revolucionado el tratamiento de las enfermedades pulmonares en las últimas décadas y actualmente se utilizan para administrar medicamentos a pacientes infectados por el virus COVID-19, "su eficacia sigue siendo una gran preocupación, ya que solo un tercio del fármaco total llega a las regiones afectadas de los pulmones, "dijo el coautor Suvash C. Saha, de la Universidad de Tecnología de Sydney. "Como resultado, la pérdida de medicamentos y el costo del tratamiento aumentan ".

Conocer la capacidad de predecir la deposición de fármacos en aerosol o en polvo en los pulmones es vital para comprender mejor la administración de fármacos dirigida. Saha y sus colegas del Instituto Nacional de Tecnología Motilal Nehru de Allahabad, En India, creó un modelo computacional para evaluar dónde se pueden realizar mejoras.

"A mayores caudales, La impactación inercial es responsable de la deposición de partículas de fármaco en la parte superior de las vías respiratorias, pero con menor disponibilidad de partículas de fármaco en la región distal de las vías respiratorias. ", dijo el coautor Akshoy Ranjan Paul." Además, a caudales más bajos, no hay suficiente impulso para transportar partículas a la región distal. Como resultado, debe haber una velocidad de flujo óptima [para lograr] el alcance máximo de partículas de fármaco en la región distal ".

Los investigadores presentan una investigación computacional de las tasas de inhalación y el tamaño de las partículas del fármaco en un modelo de pulmón humano realista. Usando dinámica de fluidos computacional, el estudio revela que se depositan más partículas de fármaco en los bronquios derechos que en los izquierdos, que es relativamente curvada debido a su proximidad al corazón. Los hallazgos clave sugieren que los medicamentos deben contener partículas de menor tamaño para permitir su alcance en los bronquios distales.

La investigación "es un ejemplo notable que demuestra cómo la comprensión de la mecánica de fluidos, y el poder de la dinámica de fluidos computacional, puede informar un diseño más eficaz de medicamentos y dispositivos de administración de medicamentos, "dijo Saha.