Pulsatile Bi-Directional Aerosol Flow Affects Aerosol Delivery to the Intranasal Olfactory Region: A Patient-Specific Computational Study
Notice bibliographique
Résumé
The nasal olfactory region is a potential route for non-invasive delivery of drugs directly from the nasal epithelium to the brain, bypassing the often impermeable blood-brain barrier. However, efficient aerosol delivery to the olfactory region is challenging due to its location in the nose. Here we explore aerosol delivery with bi-directional pulsatile flow conditions for targeted drug delivery to the olfactory region using a computational fluid dynamics (CFD) model on the patient-specific nasal geometry. Aerosols with aerodynamic diameter of 1 µm, which is large enough for delivery of large enough drug doses and yet potentially small enough for non-inertial aerosol deposition due to, e.g., particle diffusion and flow oscillations, is inhaled for 1.98 s through one nostril and exhaled through the other one. The bi-directional aerosol delivery with steady flow rate of 4 L/min results in deposition efficiencies (DEs) of 50.9 and 0.48% in the nasal cavity and olfactory region, respectively. Pulsatile flow with average flow rate of 4 L/min (frequency: 45 Hz) reduces these values to 34.4 and 0.12%, respectively, and it mitigates the non-uniformity of right-left deposition in both the cavity (from 1.77- to 1.33-fold) and the olfactory region (from 624- to 53.2-fold). The average drug dose deposited in the nasal cavity and the olfactory epithelium region is very similar in the right nasal cavity independent of pulsation conditions (inhalation side). In contrast, the local aerosol dose in the olfactory region of the left side is at least 100-fold lower than that in the nasal cavity independent of pulsation condition. Hence, while pulsatile flow reduces the right-left (inhalation-exhalation) imbalance, it is not able to overcome it. However, the inhalation side (even with pulsation) allows for relatively high olfactory epithelium drug doses per area reaching the same level as in the total nasal cavity. Due to the relatively low drug deposition in olfactory region on the exhalation side, this allows either very efficient targeting of the inhalation side, or uniform drug delivery by performing bidirectional flow first from the one and then from the other side of the nose.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».