Modelaje computacional de esfuerzos y flujo en aneurismas abdominales

Abstract

En este trabajo se modelaron los comportamientos, tanto de los esfuerzos como del flujo, en las zonas aórticas abdominales afectadas por aneurisma, desde una aorta normal (2 cm) hasta un aneurisma de diámetro máximo de 8cm. Los modelos se realizaron incrementando el diámetro de la aorta en 1 cm, para determinar el impacto del tamaño del aneurisma en el comportamiento de las variables mencionadas. Para poder modelar los esfuerzos se necesita conocer el comportamiento mecánico del tejido aórtico enfermo. Los materiales biológicos presentan un comportamiento viscoelástico anisotrópico. Las propiedades se obtuvieron de la realización de 36 ensayos de tracción a tejido enfermo. Se encontró fuerte evidencia del cambio en las propiedades mecánicas entre las zonas cercanas a los cuellos proximal y distal y la zona central. Se presenta una disminución de las propiedades mecánicas en la zona central con respecto a las zonas de los cuellos, lo cual incrementa el riesgo de una ruptura, ya que es en esta zona donde se presentan los máximos esfuerzos (para el aneurisma de 8 cm de diámetro máximo el valor de esfuerzo es 0.447 MPa). Por otro lado, se encontró que la probabilidad de formación de trombas debidos a la coagulación de la sangre, por existir zonas de estancamiento, es mayor a medida que se incrementa el tamaño del aneurisma. Se tienen modelos donde se muestran las distribuciones de velocidades, presiones, esfuerzos y desplazamientos. Los resultados de esta última variable (desplazamientos) se comprobaron con ecocardiografías, las cuales arrojaron errores del orden del 7 %, lo cual demuestra que se puede utilizar esta herramienta para modelar este tipo de fenómenos, pero siempre teniendo como soporte un buen desarrollo experimental.