Düşük Reynolds sayılı alveolar akışta partikül boyutunun aerosol dinamikleri üzerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Authors : Doğan ÇİLOĞLU

Pages : 805-814

Doi:10.17714/gumusfenbil.864791

View : 14 | Download : 7

Publication Date : 2021-07-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Akciğer hastalıklarında etkili bir tedavi yönteminin geliştirilmesi ve ilaç taşınımının iyileştirilmesi açısından akciğerlerin asiner bölgesindeki hava akışının ve solunan farmasötik veya zararlı partiküllerin taşınmasının incelenmesi çok önemlidir. Bu çalışmada, insan akciğerinin asiner bölgesinde etrafı alveol keseleri ile çevrilmiş bir respiratuar bronşiol modeli üzerinde alveolar hava akışı ve farklı boyutlardaki partiküllerin aerosol dinamikleri üzerine etkisi hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal simülasyonlar, çoklu nefes periyotları ve üç farklı solunum şartı (düşük, normal ve ağır solunum) için yapılmıştır. Her bir akış durumunda model girişinden hesap alanına farklı çaplara sahip aerosol partikülleri salınmış ve yörüngeleri sayısal olarak takip edilmiştir. Sonuçlar, hareketli alveol duvarları sayesinde alveol çukurlarına hava ve partikül girişinin olduğunu göstermiştir. Alveol çukurunda meydana gelen resirkülasyonlu akış yapılarının partikül dinamiklerini karakterize ettiği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre model içerisinde kalan aerosol miktarı, partikül boyutu ve akış debisiyle azalmıştır. 7 µm’nin üzerinde çapa sahip aerosol partiküllerinin kanal cidarlarında ve 5 µm’nin altındaki partiküllerin ise alveol boşluklarında biriktiği belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışma, solunan farmasötik veya zararlı partiküllerin alveolar bölgede davranışlarıyla ilgili önemli fizyolojik sonuçlar sunmaktadır.
Keywords : Asiner akış dinamiği, Düşük Reynolds sayılı akış, Resirkülasyon, Sonlu elemanlar