Entendiendo la influencia de los parámetros en el crecimiento de lesiones para un modelo de mecanobiología de aterosclerosis
Autores: Hernández-López, Patricia; Martínez, Miguel A.; Peña, Estefanía; Cilla, Myriam
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Entendiendo la influencia de los parámetros en el crecimiento de lesiones para un modelo de mecanobiología de aterosclerosis
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo matemático
Ecuaciones de Navier-Stokes
Ley de Darcy
Ecuaciones de Kedem-Katchalsky
Ecuaciones de convección-difusión-reacción
Análisis de sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, analizamos la influencia de los parámetros de un modelo matemático, previamente propuesto por los autores, para reproducir la placa de ateroma en las arterias. El modelo utiliza ecuaciones de Navier-Stokes para calcular el flujo sanguíneo a lo largo del lumen en un modo transitorio. También utiliza la ley de Darcy, las ecuaciones de Kedem-Katchalsky y el modelo de tres poros para simular los flujos de plasma y sustancias a través del endotelio. Los comportamientos de todas las sustancias en la pared arterial se modelan con ecuaciones de convección-difusión-reacción, y finalmente, se calcula el crecimiento de la placa. Consideramos una geometría 2D de una arteria carótida, pero el modelo puede extrapolarse a otras geometrías o arterias, como las coronarias o la aorta. Se realizó un análisis de sensibilidad mono-variante de los parámetros del modelo, con valores de X e Y, con respecto a los valores del modelo anterior. Los resultados se analizaron con respecto al volumen en la placa de células espumosas (FC), células musculares lisas sintéticas (SSMC) y fibra de colágeno. Se observó que el volumen en la placa de las diferentes sustancias (FC, SSMC y colágeno) tiene una fuerte influencia en los resultados, por lo que podría utilizarse para analizar la vulnerabilidad de la placa. También se analizó la proporción de estenosis de la placa, mostrando una fuerte influencia en los resultados también. Los parámetros que influyen en todos los resultados considerados cuando varían son la tasa de degradación de LDL y los coeficientes de difusión de LDL y monocitos en la pared arterial. Además, se observó que el cambio en el volumen de células espumosas en la placa tiene una mayor influencia en la proporción de estenosis que el cambio de células musculares lisas sintéticas o fibra de colágeno.
Descripción
En este trabajo, analizamos la influencia de los parámetros de un modelo matemático, previamente propuesto por los autores, para reproducir la placa de ateroma en las arterias. El modelo utiliza ecuaciones de Navier-Stokes para calcular el flujo sanguíneo a lo largo del lumen en un modo transitorio. También utiliza la ley de Darcy, las ecuaciones de Kedem-Katchalsky y el modelo de tres poros para simular los flujos de plasma y sustancias a través del endotelio. Los comportamientos de todas las sustancias en la pared arterial se modelan con ecuaciones de convección-difusión-reacción, y finalmente, se calcula el crecimiento de la placa. Consideramos una geometría 2D de una arteria carótida, pero el modelo puede extrapolarse a otras geometrías o arterias, como las coronarias o la aorta. Se realizó un análisis de sensibilidad mono-variante de los parámetros del modelo, con valores de X e Y, con respecto a los valores del modelo anterior. Los resultados se analizaron con respecto al volumen en la placa de células espumosas (FC), células musculares lisas sintéticas (SSMC) y fibra de colágeno. Se observó que el volumen en la placa de las diferentes sustancias (FC, SSMC y colágeno) tiene una fuerte influencia en los resultados, por lo que podría utilizarse para analizar la vulnerabilidad de la placa. También se analizó la proporción de estenosis de la placa, mostrando una fuerte influencia en los resultados también. Los parámetros que influyen en todos los resultados considerados cuando varían son la tasa de degradación de LDL y los coeficientes de difusión de LDL y monocitos en la pared arterial. Además, se observó que el cambio en el volumen de células espumosas en la placa tiene una mayor influencia en la proporción de estenosis que el cambio de células musculares lisas sintéticas o fibra de colágeno.