Lung pathology influence on therapeutic aerosol delivery to the lung
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
INTER-EXCELLENCE
Call for proposals
INTER-EXCELLENCE 2 (SMSM2016LTC01)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-15304/2017-1
Alternative language
Project name in Czech
Vliv patologií plic na dodávky inhalovaného terapeutického aerosolu.
Annotation in Czech
Cílem projektu je přispět k rozvoji a zlepšení metody cílené dodávky léčivých aerosolů uzpůsobené pacientovi. K dosažení tohoto cíle potřebujeme objasnit mechanizmus proudění s obsahem aerosolů a jejich depozice v různých částech dýchacího traktu a také z hlediska proudění roli turbulence, která vzniká při nádechu v tzv. laryngeálním proudu, tak jak se nádech dostává do své nejvyšší fáze a vznikající vírové struktury se propagují do dolních dýchacích cest, kde následně ovlivňují depozici částic. Projekt se zaměří na některé patologické změny v plících, které se projevují defekty v regionální i celkové ventilaci. Konkrétní zaměření bude na Chronickou obstrukční plicní nemoc (CHOPN), která se projevuje redukcí v průtočných průřezech vzduchových cest a změnou ve ventilaci, dále na lokální nádory v horních plicních lalocích jako důsledek kouření a na nádory v dolním pravém laloku jako důsledek dýchání vláknových částic, které se usazují zejména v těchto místech, protože vlákna snadněji pronikají do pravých dolních dýchacích cest, kam směřuje větší množství vdechovaného vzduchu. Rovněž bude studován vliv nádorů v pohrudnici, které utlačují dolní laloky a redukují průtok vzduchu do nich. Uvedené jevy budou studovány pomocí počítačových simulací „in silico“ s použitím modelů (U)RANS a LES a experimentů „in vitro“ s použitím metod PDA a PET, eventuálně fluorescence. V případě experimentů bude použit unikátní elektromechanický simulátor dýchání, který umožňuje kontrolovat nádech a výdech do pěti jednotlivých plicních laloků a měnit téměř libovolně režimy dýchání, tj. vdechový objem, minutovou ventilaci, frekvenci, amplitudu či křivku dýchání.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BK - Liquid mechanics
CEP - secondary branch
BJ - Thermodynamics
CEP - another secondary branch
—
OECD FORD - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)<br>20303 - Thermodynamics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
There were specified and made digital models and physical casts of the respiratory tract (nose/mouth cavity, tracheobronchial tree), specified inhalation profiles for several pathological changes in respiratory systems, carried out computational simulation of flow field and aerosol deposition for stationary and cyclic inhalation, realized validation by experiments with PDA/LDV, PET and fluorescence.
Solution timeline
Realization period - beginning
May 17, 2017
Realization period - end
May 3, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 25, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-MSM-LT-U/01:3
Data delivery date
Jun 19, 2020
Finance
Total approved costs
2,094 thou. CZK
Public financial support
2,094 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK