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Einleitung: Erwärmung und Befeuchtung der eingeatmeten Luft sind Hauptfunktionen der Nase. In vivo Messungen sind aufgrund enger räumlicher Verhältnisse technisch nur eingeschränkt möglich. Die numerische Simulation ermöglicht die Untersuchung auch tief in der Nase gelegener Regionen. Ziel der Studie war erstmals die gleichzeitige Simulation der intranasalen Luftbefeuchtung und Temperaturverteilung während eines Atemzyklus. Besonders im Fokus lag die Nasenklappenregion, die als Schlüsselstelle für die Klimatisierungsfunktion der Nase gilt.

Methoden: Ein realistisches 3D-Nasenmodell wurde aus CT-Daten erstellt. In diesem Modell wurde mit der Software Fluent (V. 5.5.14) Befeuchtung und Erwärmung der Einatemluft (20°C, 30% relative Feuchte) sowie die Strömungsdynamik während eines Atemzyklus berechnet. Ergebnisse von in vivo Untersuchungen wurden als Randbedingungen der Simulation verwendet.

Ergebnisse: Eingeatmete Luft wird während der Passage der Nasenhaupthöhle fast vollständig befeuchtet und stark erwärmt. Sie erreichte ca. 30°C im Nasopharynx. Die relative Feuchte erlangte dort bis zu 97%. Eine besonders hohe Befeuchtung und Erwärmung fand um die untere und mittlere Nasenmuschel statt. In diesen Bereichen liegen viele Wirbel mit niedriger Geschwindigkeit vor, die einen intensiven Kontakt zwischen Luft und Mukosa ermöglichen.

Schlussfolgerung: Die numerische Simulation ermöglicht die gleichzeitige Analyse von Feuchtigkeit, Temperatur und Strömungsdynamik mit beliebig vielen Messpunkten in der gesamten Nase. Simulationen sind prinzipiell immer Näherungen, stellen aber derzeit die exakteste Methode dar, um Strömungs-, Temperatur- und Feuchtigkeitsverläufe zu untersuchen. Dies kann zukünftig bei der Planung individueller chirurgischer Therapien hilfreich sein.