随着经济发展,大气环境质量日趋恶化。空气中的污染物如可吸入颗粒物进入人体后,可能沉积在肺泡区域导致肺气肿等肺部病变。与此同时,吸入疗法在临床的应用越来越广泛,如何发展吸入疗法技术,提高疗效和降低毒副作用仍是重要目前的课题。因此,对人体肺泡内的气流特性进行研究,以及了解颗粒物在肺内的沉积和输运规律,不仅对肺部相关疾病的成因研究、治疗和预防具有重要意义,也有助于深入研究可吸入药物的颗粒在肺部的运输和作用。由于人体真实肺泡的微小结构复杂,而且肺泡数量庞大,建立真实肺泡流动物理模型比较困难。目前的大部分研究针对呼吸系统内颗粒物的研究采用数值模拟的方法,而实验中则一般根据几何相似的原理,采取放大的肺泡实验模型来近似模拟真实肺泡内的流体流动与颗粒运动现象。本文设计了一款与人体真实肺泡尺寸相同的微流控肺泡芯片,实现了在芯片上模拟呼吸作用下引起的肺泡收缩扩张的动态过程,并创建了一种体外模拟人体肺泡内颗粒物的实验模型,搭建了颗粒物示踪实验平台。本文确定了用溶液中的颗粒来模拟肺泡内空气中颗粒物轨迹的方法,并利用软件对颗粒物轨迹进行跟踪和分析,总结了直径为0.5μm的颗粒同时受到重力作用和流体作用时在肺泡芯片内的运动规律,探究了不同级肺泡内的颗粒物运动轨迹和颗粒物运动与沉积的影响因素,比较了在有重力和无重力情况下颗粒运动轨迹的区别。根据实验得到的颗粒物轨迹数据,发现颗粒的运动主要受流体曳力及其自身重力的影响;处于不同级肺泡内颗粒运动速度的影响因素不同;多个呼吸周期和重力都会促进颗粒向呼吸系统深处的沉积;重力是颗粒沉积的决定性因素。本文建立的实验方法、得出的肺泡区的气流运动特性和细颗粒物运输规律将为研究肺内药物输送提供基础,对后续肺内颗粒物的运动特性实验研究有一定的指导意义。