Estudio experimental del patrón de flujo en un modelo de una bifurcación coronaria con stent

Abstract

La implantación de stents es una de las intervenciones más frecuentes que se aplican en arterias que han visto reducida su sección de paso por efecto de la ateroesclerosis. Permite a la zona afectada recuperar la sección de paso y reestablecer el flujo. No obstante, la presencia de stents puede modificar el patrón de flujo de tal manera que haga que la zona tienda reducir su sección de paso de nuevo (restenosis). El estudio de los efectos de los stents sobre el flujo arterial permitiría el desarrollo de geometrías y técnicas que minimicen tal efecto. El presente trabajo hace un estudio experimental del flujo en un modelo de bifurcación coronaria con stent. Su objetivo es caracterizar el efecto de la presencia de distintos tipos de stent sobre el patrón de flujo en un modelo geométrico simplificado, bajo unas condiciones de ensayo muy controladas, ya que estos datos se utilizan para validar un modelo numérico CFD. Para ello, en una primera parte se hace una revisión del estado del arte en cuanto a parámetros clave para el desarrollo de enfermedades en arterias, y efecto de la presencia de stent en ellas. Tras ésta, se diseña y construye una instalación de diseño original para el estudio experimental de flujos tanto estacionarios como no estacionarios. En la segunda parte se analiza el efecto del stent en el patrón de flujo para varias condiciones. Primero, se estudia el efecto de 4 configuraciones de stent distintas (2 con un solo stent, 2 con dos stents) en el patrón de flujo, bajo condiciones estacionarias. Las variables analizadas son el campo de velocidad, de gradiente de velocidad, y el potencial de activación plaquetaria. Después, se estudian las zonas de potencial acumulación de trombos dentro de los modelos de bifurcación considerados con dos stent, y su efecto en el campo de velocidad, de gradiente de velocidad, y el potencial de activación plaquetaria. En tercer lugar, se estudian los cambios producidos en estos últimos modelos al considerar un flujo pulsante (no estacionario) que representa las aceleraciones del sanguíneo. Tales cambios se analizan en los campos de velocidad, de gradiente de velocidad, potencial de activación plaquetaria, así como de otros parámetros comúnmente utilizados para la evaluación del riego de desarrollo de restenosis (TAWSS ¿ Esfuerzo Cortante en la Pared Promediado en el Tiempo, OSI ¿ Oscillatory Shear Index, RRT ¿ Tiempo de Residencia Relativo). Por último, el trabajo se cierra con unas conclusiones a los resultados obtenidos en los distintos análisis realizados, y unas líneas futuras de investigación.