El efecto del soporte circulatorio mecánico en el flujo sanguíneo en la aorta ascendente: un estudio experimental y computacional combinado
Autores: Hazan Shenberger, Sapir; Avrahami, Idit
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El efecto del soporte circulatorio mecánico en el flujo sanguíneo en la aorta ascendente: un estudio experimental y computacional combinado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Soporte circulatorio mecánico percutáneo
MCS
Flujo aórtico
Flujo turbulento
Rodete giratorio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los dispositivos de soporte circulatorio mecánico percutáneo (MCS) están diseñados para el tratamiento a corto plazo en casos de insuficiencia cardíaca descompensada aguda como puente para trasplante o recuperación. Algunas de las complicaciones conocidas de los tratamientos con MCS están relacionadas con su hemodinámica en la aorta. El estudio actual investiga el efecto de MCS en el flujo aórtico. El estudio utiliza métodos experimentales y numéricos combinados para delinear estructuras de flujo complejas. La velocimetría de imagen de partículas (PIV) se utiliza para capturar las características de flujo vorticales y turbulentas en un modelo de vidrio de la aorta humana. Se utilizan análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para completar el flujo 3D en la aorta. Se examinan tres configuraciones específicas de MCS: una bomba de succión con un rodete giratorio en sentido antihorario (CCW), una bomba de succión con un rodete giratorio en sentido horario (CW) y una bomba de descarga con un chorro recto. Estos modelos fueron examinados bajo diferentes tasas de flujo (1-2.5 L/min). Los resultados muestran que la configuración de la bomba influye fuertemente en el flujo en la aorta torácica. El rodete giratorio de la bomba de succión induce un flujo vorticoso dominante en la aorta. El flujo vorticoso distribuye el chorro entrante y reduce la intensidad turbulenta cerca de la válvula aórtica y en la aorta. Además, a altas tasas de flujo, los vórtices locales formados cerca de la bomba son arrastrados aguas abajo hacia el arco aórtico. Específicamente, un dispositivo de MCS con un rodete giratorio en sentido antihorario induce un flujo helicoidal en sentido antifisiológico en la aorta descendente (que es opuesto al flujo helicoidal natural), mientras que el remolino en sentido horario se combina mejor con el flujo helicoidal natural.
Descripción
Los dispositivos de soporte circulatorio mecánico percutáneo (MCS) están diseñados para el tratamiento a corto plazo en casos de insuficiencia cardíaca descompensada aguda como puente para trasplante o recuperación. Algunas de las complicaciones conocidas de los tratamientos con MCS están relacionadas con su hemodinámica en la aorta. El estudio actual investiga el efecto de MCS en el flujo aórtico. El estudio utiliza métodos experimentales y numéricos combinados para delinear estructuras de flujo complejas. La velocimetría de imagen de partículas (PIV) se utiliza para capturar las características de flujo vorticales y turbulentas en un modelo de vidrio de la aorta humana. Se utilizan análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para completar el flujo 3D en la aorta. Se examinan tres configuraciones específicas de MCS: una bomba de succión con un rodete giratorio en sentido antihorario (CCW), una bomba de succión con un rodete giratorio en sentido horario (CW) y una bomba de descarga con un chorro recto. Estos modelos fueron examinados bajo diferentes tasas de flujo (1-2.5 L/min). Los resultados muestran que la configuración de la bomba influye fuertemente en el flujo en la aorta torácica. El rodete giratorio de la bomba de succión induce un flujo vorticoso dominante en la aorta. El flujo vorticoso distribuye el chorro entrante y reduce la intensidad turbulenta cerca de la válvula aórtica y en la aorta. Además, a altas tasas de flujo, los vórtices locales formados cerca de la bomba son arrastrados aguas abajo hacia el arco aórtico. Específicamente, un dispositivo de MCS con un rodete giratorio en sentido antihorario induce un flujo helicoidal en sentido antifisiológico en la aorta descendente (que es opuesto al flujo helicoidal natural), mientras que el remolino en sentido horario se combina mejor con el flujo helicoidal natural.