上呼吸道模型微粒沉積特性研究

Abstract

摘要 了解微粒在呼吸道的沉積特性，不但有助於粒狀汙染物的暴露評估，對於呼吸道疾病的藥物輸送效率設計也能提供有用的建議。上呼吸道模型是研究呼吸道微粒沉積效率常見的方法，已被沿用多年，但是過去的研究證明上呼吸道模型能有效代表真人實際沉積情形的方式，均為收集文獻中人體實驗的資料來互相比較，至今仍未有研究嘗試比較同一受試者之上呼吸道模型與真人測試資料的差異。為了探討上呼吸道模型的研究結果是否能有效代表真人的沉積情形，本研究找一名非吸菸的健康成年男性當受試者，以其電腦斷層掃描 (computed tomography, CT) 影像為基礎製作上呼吸道模型。CT影像諮詢專業的耳鼻喉科醫師協助判斷，避免混淆鼻道與鼻竇的範圍。使用超音波霧化器與定量輸出霧化器產生微米級與次微米級微粒。微粒經過射源 (25 mCi Am241)，使整個氣膠團帶電呈波茲曼平衡。使用氣動微粒分徑器 (偵測粒徑範圍大於0.7微米) 和微粒電移動度掃瞄分徑器 (偵測粒徑範圍小於0.7微米) 來量測上下游的微粒分佈與濃度。真人量測鼻入口出沉積率時，次微米級微粒改用快速微粒電移動度粒徑分析儀量測。實驗結果發現真人測試時，暫停呼吸的方式會顯著影響沉積率。上呼吸道模型的鼻入口出壓降與沉積率均與真人測試的結果很相似。隨著抽氣流率增加，微米級微粒的沉積率也會增加，代表微米級微粒的沉積機制是慣性衝擊。