Análisis numérico del transporte y la deposición de partículas en las vías aéreas superiores en diferentes condiciones

Abstract

El 10% de la población mundial padece enfermedades obstructivas. Para el tratamiento de estas enfermedades respiratorias, se suministran fármacos a los pacientes a través de la técnica de aerosol. Además, en casos de obstrucción severa, como por ejemplo en presencia de carcinoma o stenosis, es necesario insertar una prótesis respiratoria. Estas prótesis, también llamadas stents, son tubos de siliconas o de mallas metálicas que permiten reabrir las vías. Aunque habitualmente se requiere que el fármaco en aerosol llegue a los pulmones, la zona más profunda de las vías aéreas, parte de las partículas de medicamento se depositan en las vías superiores y no alcanzan la zona afectada por la enfermedad. En este trabajo, se ha realizado un modelo idealizado de las vías aéreas superiores con el software de diseño SolidWorks. Estas incluyen la cavidad oral, la laringe y las primeras ramas bronquiales. Con este modelo, se ha realizado un estudio fluidodinámico (CFD) del flujo respiratorio utilizando el programa ANSYS Fluent , teniendo en cuenta una respiración ligera y una normal, y se ha estudiado la deposición de partículas de fármaco para pacientes sanos y para pacientes a los que se les han insertado prótesis en la tráquea, en una bifurcación y en un bronquio. De esta manera, se ha conseguido valorar la distribución de fármaco de forma cualitativa y cuantitativa en diferentes geometrías de vías aéreas y, finalmente, determinar la influencia de las condiciones respiratorias y de la presencia de stents en la deposición de partículas de aerosol.