В ПНИПУ создали модель оседания микрочастиц в легких и других органах людей

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) изучили, как воздух с частицами промышленной пыли движется в дыхательной системе людей. Это поможет лучше понять, как развиваются пневмония, бронхит и другие респираторные заболевания, сообщили "Газете.Ru" в Пермском Политехе.

Загрязнение атмосферного воздуха химическими веществами и пылевыми частицами негативно воздействует на здоровье человека, в том числе на его органы дыхания Современные методы медицинской диагностики лишь в момент обследования могут адекватно оценить текущее состояние пациента, отметили исследователи.

Разработанная учеными математическая модель позволяет изучить турбулентное (вихревое) течение воздуха с твердыми частицами пыли разных форм и размеров в верхних дыхательных путях. Она основана на томографических снимках 30 здоровых взрослых людей, не имеющих анатомических аномалий. Модель позволила понять, как нагревание воздуха в носу при внешней температуре от -25 °C до +25 °C влияет на движение пылевых фрагментов.

Оказалось, что 99% частиц размером более 10 микрометров (мкм) оседают в носовой полости человека, не достигая носоглотки. Но чем меньше диаметр и масса пылинок, тем хуже они "улавливаются" носом.

Так, в носовой полости оседает 68% частиц размером 5-7 мкм и 47% диаметром 4-5 мкм. Более мелкие частицы (менее 2,5 мкм) способны достигать легких. Обладая разрушающим токсическим действием, они становятся причиной возникновения ­заболеваний нижних дыхательных путей.

"Нагревание и очищение происходит благодаря сложному анатомическому строению носовой полости.

Она представляет собой искривленную сеть каналов с многочисленными выступами и неровностями. При вдохе воздух нагревается и поступает в легкие более теплым, что предотвращает возникновение многих заболеваний. Пылевые частицы, контактируя со слизистой оболочкой, частично оседают на стенках, и со временем выводятся из организма, более мелкие фракции могут проникать в легкие", – рассказал "Газете.Ru" заведующий кафедрой "Математическое моделирование систем и процессов" ПНИПУ, доктор физико-математических наук Петр Трусов.

Исследование ученых Пермского Политеха позволит проводить дальнейшие исследования по течению воздуха в легких человека, моделировать возникновение и развитие различных заболеваний дыхательных путей и легких.