Estudio de modificaciones de diseño de aerocámaras

Abstract

Según la Organización Mundial de La Salud (OMS) las enfermedades crónicas de las vías respiratorias inferiores ocupan el tercer lugar dentro de las 10 causas de defunción mundial tanto en el año 2000 como en 2015. Los inhaladores de dosis medida presurizados (pMDIs) administran medicación a pacientes que padecen estos trastornos, en particular el asma. La medicación que se libera del pMDI puede resultar difícil de inhalar directamente, es por ello que actualmente existen distintos diseños de dispositivos espaciadores que contribuyen a la correcta inhalación de la dosis. En este trabajo se estudia el comportamiento de las microgotas de medicamento inyectados en dos diseños distintos de dispositivos espaciadores, conocidos como cámaras espaciadoras con válvula inhalatoria. Se utiliza el programa ANSYS CFX para modelar un flujo multifásico en el que la fase continua (aire) reproduce uno o más ciclos de respiración de un niño y de un adulto respectivamente, y la fase discreta (microgotas de la medicación) es modelada mediante una formulación Lagrangeana. Se considera en el modelo que las microgotas que alcanzan la pared del dispositivo quedan adheridas y no son aspiradas por el paciente. Se estudian dos diseños distintos: un modelo comercial, “AeroChamber Plus”, y un diseño modificado (“Swirl Chamber”), con una geometría que induce un movimiento de rotación en el aire al ser aspirado, y se comparan la evolución del flujo de partículas y la cantidad total de medicación inhalada con cada sistema, encontrándose incrementos cuantificables en el caso del diseño modificado.