Dinámica de fluidos computacional del flujo de los agentes embólicos toroidales deformables dentro de tubos rectos y estenóticos por el método FSI Euleriano completo
Autores: Matsumiya, Kazuki; Sugiyama, Kazuyasu; Inagaki, Natsuko F.; Takagi, Shu; Ito, Taichi
Idioma: Inglés
Editor: Perumal Nithiarasu
Año: 2025
Acceso abierto
Dinámica de fluidos computacional del flujo de los agentes embólicos toroidales deformables dentro de tubos rectos y estenóticos por el método FSI Euleriano completo
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Citaciones: Ingeniería mecánica aplicada: Diseño, manufactura y simulación
El artículo analiza mediante dinámica de fluidos computacional el comportamiento de agentes embólicos toroidales deformables en vasos sanguíneos utilizando un método de interacción fluido-estructura (FSI) totalmente euleriano basado en el volumen de fluido (VOF). El estudio demuestra que estas micropartículas presentan múltiples estados estacionarios y modos de deformación complejos, incluyendo rotación, flexión y elongación, condicionados por su orientación inicial y propiedades mecánicas como el módulo de corte. Los análisis revelaron que los toroides inclinados alcanzan velocidades superiores a los orientados horizontalmente debido a que su deformación reduce los gradientes de presión y la generación de vórtices al alejarse de las paredes del conducto. En simulaciones de embolización en tuberías estenóticas, la forma toroidal presentó la menor caída de presión y reducción del flujo en comparación con esferas, discos y elipsoides de igual área superficial. Esto se atribuye a su capacidad única de deformación y pandeo localizado, lo que evita aumentos bruscos de presión y facilita una navegación más fluida en entornos vasculares estrechos. Estos hallazgos sugieren que los agentes toroidales podrían optimizar la quimioembolización arterial transcatéter al permitir un control más preciso del flujo sanguíneo y una mejor distribución distal de fármacos.
El artículo analiza mediante dinámica de fluidos computacional el comportamiento de agentes embólicos toroidales deformables en vasos sanguíneos utilizando un método de interacción fluido-estructura (FSI) totalmente euleriano basado en el volumen de fluido (VOF). El estudio demuestra que estas micropartículas presentan múltiples estados estacionarios y modos de deformación complejos, incluyendo rotación, flexión y elongación, condicionados por su orientación inicial y propiedades mecánicas como el módulo de corte. Los análisis revelaron que los toroides inclinados alcanzan velocidades superiores a los orientados horizontalmente debido a que su deformación reduce los gradientes de presión y la generación de vórtices al alejarse de las paredes del conducto. En simulaciones de embolización en tuberías estenóticas, la forma toroidal presentó la menor caída de presión y reducción del flujo en comparación con esferas, discos y elipsoides de igual área superficial. Esto se atribuye a su capacidad única de deformación y pandeo localizado, lo que evita aumentos bruscos de presión y facilita una navegación más fluida en entornos vasculares estrechos. Estos hallazgos sugieren que los agentes toroidales podrían optimizar la quimioembolización arterial transcatéter al permitir un control más preciso del flujo sanguíneo y una mejor distribución distal de fármacos.