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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술대회자료
- 저자정보
- 발행연도
- 2015.11
- 수록면
- 2,185 - 2,190 (6page)
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Lungs are natural microfluidic devices that evolution has optimized to extract oxygen from air. In the bronchial tree, airways branch by dichotomy with a systematic reduction of their length and diameter. It is interesting that when we anatomically observe the human lungs, acinar airways diameter is reduced less steeply with progressive generations than the conducting airways. In conducting airways near the mouth, the reduction ratio is deduced by minimizing the total viscous dissipation, known as the Hess-Murray law. Noting that the acinar airways air drift velocity is smaller than the mean diffusion velocity, we construct a diffusion mass transfer model over a series of acinar airways, which allows us to predict the optimal airway reduction ratio that maximizes the oxygen transfer in a finite acinar airway volume. Our theoretical prediction is consistent with our experimental data obtained by using an artificial lung on a chip as well as the reported clinical data.
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