Deposition inhalierter Aerosole: eine biologisch-strömungsmechanische Analyse der Ablagerung von Partikeln in einem Atemtrakt-Modell zur Beurteilung der Ausbreitung inhalierter Erreger und der Effizienz und Toxizität von Wirkstoffen in den oberen und unteren Atemwegen am Beispiel des Allicins

• Antragsteller: Dr. Martin Gruhlke; Dr.-Ing. Michael Klaas
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468940454

Die durch das Coronavirus SARS-CoV-2 hervorgerufene virale Lungenerkrankung COVID-19 wird in erster Linie durch eine Tröpfcheninfektion, die in eine direkte und eine indirekte Tröpfcheninfektion unterteilt werden kann, übertragen. Auch bakterielle über Tröpfcheninfektion übertragene infektiöse Lungenerkrankungen wie Pneumonie und Tuberkulose sind nach wie vor potentiell lebensbedrohliche Erkrankungen. Um den Verlauf dieser Krankheiten von der Infektion über den Symptombeginn bis hin zur Hospitalisierung besser verstehen und analysieren zu können, ist es unabdingbar, die Deposition der erregerbeladenen Aerosole im Atemtrakt detailliert zu untersuchen.Effektive Therapien dieser Lungenkrankheiten erfordern u.a. neue Wirkstoff-Klassen und neue Anwendungsstrategien. Für Lungenerkrankungen besteht die Möglichkeit einer Applikation der Wirkstoffe per Inhalation. in Form von Aerosolen. Neue Wirkstoffe müssen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Toxizität in präklinischen Studien überprüft werden. In diesem Zusammenhang spielt das Depositionsverhalten des wirkstoffbeladenen Aerosols in der Lunge eine besondere RolleZiel dieses Antrags ist es, ein vollständiges generisches Modell des menschlichen Atemtrakts zu entwickeln, zu evaluieren und zu etablieren, das es erlaubt, mittels eines gemeinsamen Ansatzes aus Biologie und experimenteller Strömungsmechanik unter realitätsnahen in vitro Bedingungen das Depositionsverhalten von erreger- und wirkstoffbeladenen Aerosolen zu analysieren und die Effizienz sowie die Lungentoxizität von per Aerosol applizierten Wirksubstanzen in einem tierversuchsfreien Modell zu quantifizieren und zu überprüfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Alan John Slusarenko, Ph.D.