Mucus dynamics subject to air and wall motion

Abstract

Ce travail présente une étude numérique des interactions élémentaires entre le mucus de l'appareil respiratoire, la circulation de l'air et le mouvement vibratoire des cellules épithéliales ciliées tapissant la membrane pulmonaire. On s'intéresse en particulier à l'identification des paramètres les plus importants parmi les données rhéologiques, le dimensionnement physiologique et la configuration numérique. Ces résultats préliminaires sont cruciaux afin d'envisager l'étude de cas plus généraux de transport du mucus respiratoire. Un tel outil numérique aura pour but de quantifier la mobilité du mucus et sa capacité à expulser les pathogènes ou à délivrer un aérosol à travers membrane. La diffusion a été identifiée comme étant le phénomène dominant, comme attendu à l'échelle du micromètre, et son opérateur de diffusion associé a été observé comme étant extrêmement raide. D'autre part, il a été montré que la vibration de l'épithélium est bien plus efficace que la circulation de l'air pour assurer le transport du mucus.