Project detail

Měření a počítačová simulace transportu vláknitých aerosolů v proudění s vysokými gradienty rychlosti a interakce vláken se stěnou

Duration: 01.01.2022 — 31.12.2024

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2022-01-01 - 2024-12-31)

On the project

Objasnění transportu vláknitých aerosolů a schopnost přesně modelovat interakci vláken se stěnou je potřebná jak pro výzkum toxických účinků vdechovaných vláken, tak pro budoucí využití biodegradabilních vláken jako nosičů léčiv. Projekt se v experimentální části zaměří na: 1) měření depozice vláken mikrometrových rozměrů v prostředí s vysokými gradienty rychlosti ve větvících se kanálech, které simulují lidské plíce. Měření bude provedeno pro transientní, cyklické proudění na replice plic se 7 rozvětveními. 2) Interakci vláken se stěnou pokrytou kapalným filmem. 3) Získání dat o orientaci vláken v oblastech vysokých rychlostních gradientů. Současně budou vyvíjeny CFD modely: výpočetně méně náročný přístup Euler-Lagrange, s implementací experimentálně získaných dat o orientaci vláken pro výpočet odporové síly částice (Tran Cong model) na celém modelu plic; a náročnější Discrete Element Method na modelu zjednodušené bifurkace. CFD výpočty budou validovány pomocí experimentů s využitím rychlokamery a softwaru pro analýzu obrazových záznamů vláken.

Mark

22-20357S

Default language

Czech

People responsible

Lízal František, doc. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Energy Institute
- (2021-04-13 - not assigned)

Results

BĚLKA, M.; LÍZAL, F.; ELCNER, J.; MIŠÍK, O.; JÍCHA, M. Numerical study of fiber deposition in airway replica using CFD-DEM simulation. Liberec: Technical university of Liberec, 2022. p. 1-5.
Detail

LÍZAL, F.; CABALKA, M.; MALÝ, M.; BĚLKA, M.; MIŠÍK, O.; JEDELSKÝ, J.; JÍCHA, M. The flow of micrometre-sized glass fibres in a replica of the first bifurcation in human airways. Proceedings of the International Conference Experimental Fluid Mechanics 2022. Dvůr Králové nad Labem: Technical University of Liberec, 2022. p. 146-149.
Detail

LÍZAL, F.; CABALKA, M.; MALÝ, M.; BĚLKA, M.; MIŠÍK, O.; JEDELSKÝ, J. The flow of inhaled fibres in a model of the first bifurcation in human airways under transient conditions. PROCEEDINGS OF 21st ANNUAL CONFERENCE OF THE CZECH AEROSOL SOCIETY. Kutná Hora: Česká aerosolová společnost, 2022. p. 103-104. ISBN: 978-80-908653-0-3.
Detail

LÍZAL, F.; CABALKA, M.; MALÝ, M.; BĚLKA, M.; MIŠÍK, O.; ELCNER, J.; JEDELSKÝ, J.; JÍCHA, M. The flow of fibres in an airway bifurcation under steady flow conditions. Athens, Greece: International Aerosol Conference 2022, 2022.
Detail

LÍZAL, F.; CABALKA, M.; LÍZALOVÁ ŠUJANSKÁ, E.; FARKAS, Á.; ŠTARHA, P.; KEDAJOVÁ, K.; MIŠÍK, O.; PECH, O.; JEDELSKÝ, J.; JÍCHA, M. The flow of rigid glass fibres in an airway bifurcation under steady flow conditions. Prague, the Czech Republic: ERCOFTAC Spring Festival 2022, 2022.
Detail

MIŠÍK, O.; MALÝ, M.; CEJPEK, O.; SZABOVÁ, J.; LÍZAL, F. Influence of inhalation flow rate on the particle size of liposomal carrier aerosol generated by the medical nebulizer. Dvůr Králové nad Labem: 2022.
Detail

MIŠÍK, O.; SZABOVÁ, J.; CEJPEK, O.; MALÝ, M.; JUGL, A.; BĚLKA, M.; MRAVEC, F.; LÍZAL, F. Nebulization and In Vitro Upper Airway Deposition of Liposomal Carrier Systems. MOLECULAR PHARMACEUTICS, 2024, vol. 21, no. 4, p. 1848-1860. ISSN: 1543-8384.
Detail

LÍZAL, F.; MIŠÍK, O.; BĚLKA, M.; CABALKA, M.; CEJPEK, O.; MALÝ, M.; ELCNER, J. Fibrous aerosols as potential drug carriers for inhalation therapy. Saarbrucken: ISAM congress 2023, 2023. p. 1 (1 s.).
Detail

LÍZAL, F.; KÁNSKÁ, J.; CABALKA, M.; MIŠÍK, O.; MALÝ, M.; CEJPEK, O.; BĚLKA, M.; JEDELSKÝ, J. The orientations of rigid glass fibres in turbulent flows inside a replica of human airways. PROCEEDINGS OF 22ND ANNUAL CONFERENCE OF THE CZECH AEROSOL SOCIETY. Čeladná: Czech Aerosol Society, 2023. p. 59-60. ISBN: 978-80-908653-1-0.
Detail

PRINZ, F.; LÍZAL, F.; MIŠÍK, O.; MALÝ, M. Lattice Boltzmann Method and Its Application in Respiratory Tract Simulations. Akademie Věd Praha: Biomedical Fluid Mechanics, 2024.
Detail

BĚLKA, M.; MIŠÍK, O.; LÍZAL, F.; ELCNER, J.; JÍCHA, M. Numerical and experimental study of gender differences in fiber deposition. Malaga, Španělsko: European Aerosol Conference, 2023.
Detail

MIŠÍK, O.; PRINZ, F.; ELCNER, J.; BĚLKA, M.; LÍZAL, F. Impact of inspiration flow resistance of nebulizer on spontaneous breathing pattern and its effect on regional lung deposition. Parma, Italy: Chiesi Farmaceutici S.p.A., 2023.
Detail

MIŠÍK, O.; SZABOVÁ, J.; MRAVEC, F.; LÍZAL, F. In vitro investigation of inhalation delivery of nebulized liposomes. Edinburgh, Spojené království: 2022.
Detail