高流量鼻导管联合Respimat软雾吸入器给药可行性研究：适配器设计与流速的体外评估

本研究创新开发了4种3D打印适配器，通过计算流体力学(CFD)模拟和体外实验，首次实现Respimat软雾吸入器(SMI)与高流量鼻导管(HFNC)系统的兼容。最佳适配器在10 L/min流速下实现29.6%的肺部沉积率，为慢性阻塞性肺病(COPD)等需氧疗患者提供无中断给药新方案。

　　

Highlight

本研究通过计算流体力学(CFD)模拟和体外实验，首次评估了Respimat软雾吸入器(SMI)通过高流量鼻导管(HFNC)给药系统的可行性。

材料与方法

采用含噻托溴铵(2.5 μg/喷)的Respimat SMI，通过光固化3D打印技术(型号Sonic 4K)制作四种适配器原型。CFD模拟在5-60 L/min流速下分析内部流场特性，体外测试使用成人鼻腔气道模型(NAR)评估输出剂量和气溶胶粒径分布。

关键发现

• 适配器2表现最优：在10 L/min时输出剂量达58.6%，肺部沉积率29.6%

• 流速影响显著：细颗粒分数(FPF<5 μm)从5 L/min的37.5%降至60 L/min的16.1%

• CFD显示：侧端口设计导致湍流加剧，是气溶胶滞留主因

讨论

突破性地解决了SMI与HFNC系统兼容难题，证明适配器几何形状和低流速(10 L/min)组合可显著提升给药效率。该技术为需持续氧疗的COPD患者提供了无中断给药新选择。

Conclusion

本研究成功开发出首个适用于Respimat SMI的HFNC适配器系统，通过优化设计使肺部沉积率提升近30%，为临床呼吸支持同步给药建立了新标准。