Mer än 65% av inandade coronaviruspartiklar når den djupaste delen av våra lungor där skador på celler kan leda till låga syrehalter i blodet, ny forskning har upptäckt och fler av dessa aerosoler når höger lunga än vänster.

Huvudförfattare till studien Dr Saidul Islam, från University of Technology Sydney, sa medan tidigare forskning har avslöjat hur viruserosoler reser genom de övre luftvägarna inklusive näsan, mun och svalg - denna studie var den första som undersökte hur de flödar genom de nedre lungorna.

"Våra lungor liknar trädgrenar som delar sig upp till 23 gånger i mindre och mindre grenar. På grund av komplexiteten i denna geometri är det svårt att utveckla en datasimulering, men vi kunde modellera vad som händer under de första 17 generationerna, eller grenar, av luftvägarna, sa doktor Islam.

"Beroende på vår andningsfrekvens, mellan 32% och 35% av viruspartiklarna deponeras i dessa första 17 grenar. Detta innebär att cirka 65% av viruspartiklarna flyr till de djupaste områdena i våra lungor, som inkluderar alveolerna eller luftsäckarna, " han sa.

Det alveolära systemet är avgörande för vår förmåga att absorbera syre, så betydande mängder virus i denna region, tillsammans med inflammation orsakad av vår kropps immunsvar, kan orsaka allvarliga skador, minska mängden syre i blodet och öka risken för dödsfall.

Studien avslöjade också att fler viruspartiklar deponeras i höger lunga, särskilt den högra övre loppen och den högra nedre loben, än i vänster lunga. Detta beror på den mycket asymmetriska anatomiska strukturen i lungorna och hur luften flödar genom de olika loberna.

Forskningen stöds av en nyligen genomförd studie av bröst-CT-skanningar av COVID-19-patienter som visar större infektion och sjukdom i de regioner som modellen förutsäger.

Forskarna modellerade tre olika flödeshastigheter - 7,5, 15 och 30 liter per minut. Modellen visade större virusavsättning vid lägre flödeshastigheter.

Förutom att förbättra vår förståelse för överföring av coronavirus, fynden har konsekvenser för utvecklingen av riktade läkemedelsleveransanordningar som kan leverera medicin till de områden i andningssystemet som påverkas mest av viruset.

"Normalt när vi andas in droger från en läkemedelsleveransanordning deponeras det mesta i de övre luftvägarna, och endast en minsta mängd läkemedel kan nå de lägre luftvägarnas riktade position. Dock, med sjukdomar som COVID-19 måste vi rikta in oss på de områden som påverkas mest, sa doktor Islam.

"Vi arbetar med att utveckla enheter som kan rikta in sig på specifika regioner, och vi hoppas också kunna bygga ålders- och patientspecifika hel lungmodeller för att öka förståelsen för hur SARS CoV-2-aerosoler påverkar enskilda patienter, "sa medförfattare och gruppledare för gruppen Datorsimuleringar och modellering, Dr Suvash Saha, från University of Technology Sydney.

Världshälsoorganisationen uppdaterade nyligen sina råd om vikten av aerosolöverföring, varnar för att eftersom aerosoler kan förbli hängande i luften, trångt inomhus och områden med dålig ventilation utgör en betydande risk för överföring av COVID-19.

"När vi använder en aerosoldeodorant, de minsta partiklarna av den vätskan faller på oss under extremt tryck i form av gas. Liknande, när en smittad person talar, sjunger, nysningar eller hosta, viruset sprids genom luften och kan infektera de i närheten, sa Dr Saha.

Studien har ytterligare tillämpningar, med forskare som använder bärbara enheter för att undersöka luftkvaliteten - inklusive PM2.5- och PM10 -koncentration och gaser som koldioxid, formaldehyd och svaveldioxid - i utrymmen som tågvagnar. Forskarna kan sedan använda dessa data för att modellera påverkan på våra lungor.