Adecuación de un sistema para evaluar el comportamiento de válvulas cardíacas

Adecuación de un sistema para evaluar el comportamiento de bioválvulas cardiacas y diseño de anillo valvular

Grete Gartz Moisés, Melissa Giuliani Tabares, Tatiana Mejía Piedrahita, Gabriel Obregón Henao, Catalina Villa Sáenz

Programa de Ingeniería Biomédica. Escuela de Ingeniería de Antioquia – Universidad CES

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Resumen --- Las válvulas cardiacas protésicas son elementos diseñados con el objetivo de reemplazar una válvula cardiaca humana, están compuestas por un orificio que permite el paso de la sangre y un sistema de apertura y cierre que controla el flujo. Existen dos tipos de válvulas cardiacas, aquellas que contiene material biológico llamadas válvulas biológicas y aquellasque constan de elementos mecánicos sin material biológico. Cada día es más alto el número de personas que necesitan un reemplazo de válvulas cardiacas debido a infecciones, defectos de nacimiento, calcificación, etc. El objetivo de este trabajo es acondicionar un sistema que permita observar y evaluar el comportamiento de las bioválvulas, haciendo uso de la BECAP (Bomba Extracorpórea deAcción Pulsátil) desarrollada por estudiantes de la Universidad Pontificia Bolivariana. Se plantea además el diseño, mediante un software CAD, de un anillo valvular en ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), sometido a ensayos de citotoxicidad por el método de exclusión con azul de tripano.

Palabras claves: Bioválvulas cardiacas, anillo valvular, pruebas de citotoxicidad, bomba extracorpórea deacción pulsátil.

Abstract --- Prosthetic heart valves are designed with the purpose of replacing human heart valves, and they consist of an opening that allows the free flow of blood, and which in turn is regulated by an open-close system. There are two types of prosthetic valves: biovalves, which are made out of biological material, and mechanical valves, made out of non-biologicalmaterials. Every single day, there are an increasing number of people in the need of heart valve replacements due to infections, congenital defects, calcifications, etc. The following paper talks about the conditioning of a system, based on an extracorporeal pulsatile blood pump designed by a group of students at Universidad Pontificia Bolivariana (UPB), and intended for the observation and evaluation ofbiovalve performance. Additionally, a CAD design of a prosthetic heart valve ring built upon ABS is treated; citotoxicity of the ABS plastic is measured using the tripan blue method.


I. INTRODUCCIÓN

Las prótesis de bioválvulas han sido desde hace varios años una buena opción en cuanto a la recuperación de pacientes que padecen de afecciones cardiacas debido a fallas en sus válvulas. Poreste motivo, los estudios enfocados a mejorar la funcionalidad del anillo valvular y la estructura física de dichas válvulas han sido requeridos.
En la actualidad, cada unidad de hemodinámica se ha encargado de realizar sus propios diseños y establecer sus protocolos. La Clínica Cardiovascular – Congregación Mariana de Medellín emplea actualmente un anillo construido con Delring el cual varecubierto con Dacron, una tela multifibrosa en la cual se cosen las valvas de la válvula cardíaca porcina con ethilon cinco ceros, el cual es un nylon monofilamento no absorbible. La técnica de costura de las valvas al anillo es una técnica netamente artesanal, no se tiene un número de suturas, principalmente porque el tamaño de las válvulas es variable.

Fig. 1 Bioválvulacardiaca

Un aspecto importante es la geometría del anillo, ya que en este recaerán los esfuerzos debido a las presiones y al movimiento ejercido por el flujo sanguíneo. El Dacron tiene sobre el anillo un tarea muy importante y es la de distribuir de mejor forma los esfuerzos sobre los postes del anillo.
El objetivo principal de este proyecto es acondicionar un sistema que permita observar y...