Vědci z brněnské Fakulty strojního inženýrství Vysokého učení technického (VUT) zkoumají, jak putují v plicích některá umělá vlákna, když je člověk vdechne. Využívají k tomu vlastní unikátní model plic.
Unikátní model plic pomáhá při výzkumu chování vdechnutých vláken
Unikátní model plic (zdroj: ČT24)
Skelná vata je běžně používaná ve stavebnictví a vědci z Vysokého učení technického v Brně nyní zkoumají, jak hluboko proniká do plic. Nejdříve ji ale musejí rozdrtit. „Vlákna jsou po lisování všechna spojená a nedá se s nimi pracovat, takže musíme nejprve vzít speciální síta a vlákna promícháme se skleněnými kuličkami. Směs pak nasadíme do zásobníku,“ popsal přípravu vedoucí výzkumného projektu František Lízal. Odtud putují vlákna do umělé průdušnice. Výzkumníci pak pomocí rychlokamery pozorují, jak se v ní pohybují.
Cílem je zjistit, v jakém místě se vlákna v plicích usazují a jaké množství je pro dělníky nebezpečné. „Motivací našeho výzkumu je zjistit přesné chování vláken. Snažíme se zpřesnit předpověď toho, kam se vlákno dostane a kde se v plicích usadí,“ uvedl výzkumník.
Model plic simuluje i dýchání astmatika
Předpovězení dráhy inhalovaného vlákna je složitější než u kulových částic. „Ačkoliv si mnoho lidí představuje putování vlákna jako let šipky, až polovina zanalyzovaných vláken letí plícemi kolmo,“ uvedl další člen týmu Milan Malý.
„Počítačové simulace mají toto vypočítat, a tak potřebujeme model pro vizualizaci tratě jejich putování,“ doplnil František Lízal. Tým k tomu využívá vlastní model plic, který je podle mluvčí VUT Ivety Zieglové z mechanického hlediska nejdokonalejší na světě a umí simulovat i dýchání astmatika. Model plic sestavili vědci před čtyřmi lety, postupně jej vylepšili o přidání umělé nosní dutiny. Mohou tak sledovat, jak se liší místa dopadu vláken v závislosti na dýchání ústy nebo nosem.
Plastové částice by mohly nahradit léky
Po dostatečném zpřesnění těchto počítačových modelů mohou výsledky pomoci dalším výzkumům v medicíně nebo farmacii. „Pokud bychom byli schopni vytvořit přirozeně se rozkládající vlákna a přesně je do plic zacílit, mohla by vlákna být zároveň nosiči nanočástic s léčivy. Účinné látky by tak mohly působit delší dobu, než je tomu u běžných léčiv,“ uzavřel Lízal. Výzkum ukončí vědci z brněnského VUT do konce letošního roku. Jejich poznatky pak budou moci využít například lékaři nebo farmaceutické firmy.