Meer dan 65% van de ingeademde coronavirusdeeltjes bereiken het diepste deel van onze longen waar schade aan cellen kan leiden tot lage zuurstofniveaus in het bloed, nieuw onderzoek heeft ontdekt, en meer van deze aerosolen bereiken de rechterlong dan de linker.

Hoofdauteur van de studie Dr. Saidul Islam, van de Technische Universiteit Sydney, zei terwijl eerder onderzoek heeft aangetoond hoe virusaerosolen door de bovenste luchtwegen reizen, inclusief de neus, mond en keel - deze studie was de eerste om te onderzoeken hoe ze door de lagere longen stromen.

"Onze longen lijken op boomtakken die zich tot 23 keer in kleinere en kleinere takken verdelen. Door de complexiteit van deze geometrie is het moeilijk om een ​​computersimulatie te ontwikkelen, maar we waren in staat om te modelleren wat er gebeurt in de eerste 17 generaties, of takken, van de luchtwegen, " zei dr. Islam.

"Afhankelijk van onze ademhalingsfrequentie, tussen 32% en 35% van de virale deeltjes wordt afgezet in deze eerste 17 takken. Dit betekent dat ongeveer 65% van de virusdeeltjes naar de diepste regionen van onze longen ontsnappen, waaronder de longblaasjes of luchtzakken, " hij zei.

Het alveolaire systeem is cruciaal voor ons vermogen om zuurstof te absorberen, dus aanzienlijke hoeveelheden virus in deze regio, samen met ontsteking veroorzaakt door de immuunrespons van ons lichaam, kan ernstige schade veroorzaken, het verminderen van de hoeveelheid zuurstof in het bloed en het verhogen van het risico op overlijden.

Uit het onderzoek bleek ook dat er meer virusdeeltjes in de rechterlong worden afgezet, vooral de rechter bovenkwab en de rechter onderkwab, dan in de linkerlong. Dit komt door de sterk asymmetrische anatomische structuur van de longen en de manier waarop lucht door de verschillende lobben stroomt.

Het onderzoek wordt ondersteund door een recente studie van CT-scans op de borst van COVID-19-patiënten die een grotere infectie en ziekte laten zien in de regio's die door het model worden voorspeld.

De onderzoekers modelleerden drie verschillende stroomsnelheden:7,5, 15 en 30 liter per minuut. Het model toonde een grotere virusdepositie bij lagere stroomsnelheden.

Naast het verbeteren van ons begrip van de overdracht van het coronavirus, de bevindingen hebben implicaties voor de ontwikkeling van gerichte apparaten voor medicijnafgifte die medicijnen kunnen leveren aan de gebieden van het ademhalingssysteem die het meest door het virus zijn getroffen.

"Normaal gesproken, wanneer we medicijnen inhaleren via een medicijnafgifte-apparaat, wordt het meeste ervan afgezet in de bovenste luchtwegen, en slechts een minimale hoeveelheid medicijnen kan de beoogde positie van de lagere luchtwegen bereiken. Echter, met ziekten zoals COVID-19 moeten we ons richten op de meest getroffen gebieden, " zei dr. Islam.

"We werken aan de ontwikkeling van apparaten die zich op specifieke regio's kunnen richten, en we hopen ook leeftijds- en patiëntspecifieke modellen voor de hele long te bouwen om meer inzicht te krijgen in hoe SARS CoV-2-aerosolen individuele patiënten beïnvloeden, " zei co-auteur en groepsleider van de groep Computersimulaties en -modellering, Dr. Suvash Saha, van de Technische Universiteit Sydney.

De Wereldgezondheidsorganisatie heeft onlangs haar advies over het belang van aerosoltransmissie bijgewerkt, waarschuwing dat, omdat aerosolen in de lucht kunnen blijven hangen, drukke binnenomgevingen en gebieden met slechte ventilatie vormen een aanzienlijk risico voor overdracht van COVID-19.

"Als we een aerosoldeodorant gebruiken, de kleinste deeltjes van die vloeistof vallen onder extreme druk op ons in de vorm van gas. evenzo, wanneer een besmet persoon spreekt, zingt, niest of hoest, het virus verspreidt zich door de lucht en kan mensen in de buurt besmetten, "zei Dr. Saha.

De studie heeft verdere toepassingen, met onderzoekers die draagbare apparaten gebruiken om de luchtkwaliteit te onderzoeken, inclusief PM2,5- en PM10-concentraties en gassen zoals koolstofdioxide, formaldehyde en zwaveldioxide - in ruimten zoals treinwagons. Met deze gegevens kunnen de onderzoekers vervolgens de impact op onze longen modelleren.