Bioingenieria
Páginas: 5 (1107 palabras)
Publicado: 7 de abril de 2013
Avila Silva Olivia
Bioingenieria
Jueves, 31 de octubre de 2012
Modelizacion, Diseño y Construccion de un Prototipo de Protesis de Valvula Cardiaca.
Doctores; Mario Roberto Favilla, Miguel Angel Amerio, Osvaldo Nestor Schvezov
Centro Nacional de Investigación Científica de Cuba, Ciudad de la Habana, Cuba.
http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=181220525112Objetivo del artículo
En este trabajo se propone un diseño de una prótesis trivalva mediante modelización por computadora, realimentado por los resultados obtenidos de diseños previos. Se buscan las cualidades de durabilidad de las prótesis mecánicas, la performance hemodinámica de las bioprótesis. El diseño presentado involucra mejoras frente a modelos anteriores desarrollados y publicados pornuestro grupo. Los cambios más importantes involucran el diseño de las valvas cilíndricas y la ubicación de sus ejes de rotación. Se emplea el análisis por elementos finitos para realizar la simulación, la cual fue desarrollada y validada con un modelo bivalva estándar en trabajos anteriores. Un modelo tridimensional de la válvula se colocó en el centro de un tubo cilíndrico y recto. Elfluido se asumió incompresible, newtoniano en flujo estacionario e isotérmico. Los resultados indican que el flujo de área central de la válvula encauza el 98% del flujo total, muy superior al 86% del diseño trivalva anterior, y más acorde al obtenido en una válvula nativa. El área de flujo efectiva es el 83,6% de la conducción, el 2,6% es la obstaculización creada por el asiento del eje y topesy el 13,8% restante se debe al área ocupada por las valvas. Resultando en un aumento frente al 67,4% de área efectiva frente al diseño trivalva anterior. La caída de presión por la válvula fue de 0,052 mmHg, menor que en el diseño bivalva.
También se redujeron las áreas sensibles a altos esfuerzos de corte obtenidos en los diseños de comparación. Se concluye que los modificaciones en el diseñodel nuevo modelo trivalva fueron beneficiosas, ya que muestra un mayor porcentaje de flujo central respecto a otras prótesis mecánicas, menor caída de presión y menores esfuerzos de corte. Se presentan además, los detalles constructivos de un prototipo en cuanto a técnicas y materiales a usar.
Objetivo específico
El corazón humano está compuesto por dos pares de cámaras, conectadasentre si por válvulas unidireccionales que controlan el flujo de sangre. Las válvulas cardíacas tienen la función de permitir el paso de fluido en una sola dirección y, su cierre y apertura es accionado directamente por el flujo de sangre. Estas válvulas cardíacas pueden ser atingidas por diversas patologías que provocan estenosis y/o insuficiencia de las mismas, siendo, en muchos casos necesariala substitución por prótesis valvulares cardíacas. El reemplazo de válvulas cardíacas con prótesis artificiales se realiza desde 1952. Las prótesis de válvulas cardíacas más utilizadas son las denominadas prótesis mecánicas “bivalvas” las cuales tienen una alta durabilidad, aunque no tienen tan buena hemodinámica como las válvulas nativas y requieren el uso constante de anticoagulantes. Enel diseño de una válvula cardíaca es necesario aprovechar el flujo de sangre lo mejor posible e introduciendo una mínima perturbación en el flujo de sangre y en el funcionamiento del corazón y zonas aledañas. Los métodos computacionales que resuelven las ecuaciones de Navier-Stokes, expresiones matemáticas que describen el flujo de fluidos, empleando técnicas de discretización y métodosnuméricos para resolución de sistemas de ecuaciones pueden ser utilizadas para realizar el diseño de estas prótesis.
Los modelos se estudiaron en condiciones de régimen estacionario, colocando a la válvula en el centro de una arteria cilíndrica recta de paredes rígidas, esto permite estudiar la interferencia de la válvula en el flujo de sangre, estudiando el perfil de velocidades en secciones...
Bioingenieria
Jueves, 31 de octubre de 2012
Modelizacion, Diseño y Construccion de un Prototipo de Protesis de Valvula Cardiaca.
Doctores; Mario Roberto Favilla, Miguel Angel Amerio, Osvaldo Nestor Schvezov
Centro Nacional de Investigación Científica de Cuba, Ciudad de la Habana, Cuba.
http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=181220525112Objetivo del artículo
En este trabajo se propone un diseño de una prótesis trivalva mediante modelización por computadora, realimentado por los resultados obtenidos de diseños previos. Se buscan las cualidades de durabilidad de las prótesis mecánicas, la performance hemodinámica de las bioprótesis. El diseño presentado involucra mejoras frente a modelos anteriores desarrollados y publicados pornuestro grupo. Los cambios más importantes involucran el diseño de las valvas cilíndricas y la ubicación de sus ejes de rotación. Se emplea el análisis por elementos finitos para realizar la simulación, la cual fue desarrollada y validada con un modelo bivalva estándar en trabajos anteriores. Un modelo tridimensional de la válvula se colocó en el centro de un tubo cilíndrico y recto. Elfluido se asumió incompresible, newtoniano en flujo estacionario e isotérmico. Los resultados indican que el flujo de área central de la válvula encauza el 98% del flujo total, muy superior al 86% del diseño trivalva anterior, y más acorde al obtenido en una válvula nativa. El área de flujo efectiva es el 83,6% de la conducción, el 2,6% es la obstaculización creada por el asiento del eje y topesy el 13,8% restante se debe al área ocupada por las valvas. Resultando en un aumento frente al 67,4% de área efectiva frente al diseño trivalva anterior. La caída de presión por la válvula fue de 0,052 mmHg, menor que en el diseño bivalva.
También se redujeron las áreas sensibles a altos esfuerzos de corte obtenidos en los diseños de comparación. Se concluye que los modificaciones en el diseñodel nuevo modelo trivalva fueron beneficiosas, ya que muestra un mayor porcentaje de flujo central respecto a otras prótesis mecánicas, menor caída de presión y menores esfuerzos de corte. Se presentan además, los detalles constructivos de un prototipo en cuanto a técnicas y materiales a usar.
Objetivo específico
El corazón humano está compuesto por dos pares de cámaras, conectadasentre si por válvulas unidireccionales que controlan el flujo de sangre. Las válvulas cardíacas tienen la función de permitir el paso de fluido en una sola dirección y, su cierre y apertura es accionado directamente por el flujo de sangre. Estas válvulas cardíacas pueden ser atingidas por diversas patologías que provocan estenosis y/o insuficiencia de las mismas, siendo, en muchos casos necesariala substitución por prótesis valvulares cardíacas. El reemplazo de válvulas cardíacas con prótesis artificiales se realiza desde 1952. Las prótesis de válvulas cardíacas más utilizadas son las denominadas prótesis mecánicas “bivalvas” las cuales tienen una alta durabilidad, aunque no tienen tan buena hemodinámica como las válvulas nativas y requieren el uso constante de anticoagulantes. Enel diseño de una válvula cardíaca es necesario aprovechar el flujo de sangre lo mejor posible e introduciendo una mínima perturbación en el flujo de sangre y en el funcionamiento del corazón y zonas aledañas. Los métodos computacionales que resuelven las ecuaciones de Navier-Stokes, expresiones matemáticas que describen el flujo de fluidos, empleando técnicas de discretización y métodosnuméricos para resolución de sistemas de ecuaciones pueden ser utilizadas para realizar el diseño de estas prótesis.
Los modelos se estudiaron en condiciones de régimen estacionario, colocando a la válvula en el centro de una arteria cilíndrica recta de paredes rígidas, esto permite estudiar la interferencia de la válvula en el flujo de sangre, estudiando el perfil de velocidades en secciones...
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