Análise do escoamento pulsátil em fístula arteriovenosa rígida e flexível: estudo in vitro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rangel, Jonhattan Ferreira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32063
Resumo: A fístula arteriovenosa (FAV) é o acesso vascular mais indicado para a execução do tratamento de hemodiálise. Problemas relacionados a sua confecção, novas condições de escoamento e remodelamento vascular causam falhas precoce em cerca de 60% desse tipo de acesso. O atual estudo procura analisar experimentalmente um modelo de FAV de um paciente específico com paredes rígida e flexível submetido a escoamento pulsátil, investigando as condições de escoamento em pontos distintos do acesso e a deformação sofrida de acordo com o carregamento imposto. Através de uma tomografia computadorizada (HUOL – UFRN) executou-se a extração do modelo virtual da FAV braquiocefálica de um paciente submetido a tratamento de hemodiálise onde, com o uso dos softwares Meshmixer e Fusion 360 (Autodesk. São Rafael, Califórnia, EUA), desenvolve-se processos de correção da geometria, de melhoria superficial e alocação de pontos para as tomas tomadas de pressão e fixação no sistema de bombeamento. A fabricação da FAV rígida foi feita de maneira direta através de impressão 3D e a FAV flexível foi manufaturada através de injeção em molde, fabricado também por meio de impressão 3D, sendo executada essa etapa do processo na empresa VOID3D (Metrópole Digital – IMD – UFRN). Durante os ensaios experimentais foram coletados os pulsos de pressão em 7 pontos distintos (entrada e saída da FAV, dois pontos na região arterial, dois pontos na região venosa e um ponto na região da anastomose), o pulso de vazão na saída do sistema e a deformação no modelo flexível da FAV. A partir dos resultados obtidos, observouse a influência da deformação das paredes do acesso no amortecimento dos pulsos, mostrando pulsos com menores picos no modelo de FAV flexível, com uma diminuição média 21,7% nos picos dos pulsos pressão e de 15,1% no pico do pulso de vazão na FAV flexível em comparação a rígida. Os resultados da deformação evidenciaram regiões susceptíveis a maiores solicitações mecânicas, como os pseudoaneurismas e regiões de curvatura acentuada do acesso, sendo estas regiões de maiores cuidados e monitoramento, podendo ser susceptíveis a problemas fisiopatológicos. Evidenciou-se que modelos de FAV com maior flexibilidade apresentam escoamento mais amortecido, com menos picos e com perdas relativamente pequenas quando comparados aos rígidos.
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O atual estudo procura analisar experimentalmente um modelo de FAV de um paciente específico com paredes rígida e flexível submetido a escoamento pulsátil, investigando as condições de escoamento em pontos distintos do acesso e a deformação sofrida de acordo com o carregamento imposto. Através de uma tomografia computadorizada (HUOL – UFRN) executou-se a extração do modelo virtual da FAV braquiocefálica de um paciente submetido a tratamento de hemodiálise onde, com o uso dos softwares Meshmixer e Fusion 360 (Autodesk. São Rafael, Califórnia, EUA), desenvolve-se processos de correção da geometria, de melhoria superficial e alocação de pontos para as tomas tomadas de pressão e fixação no sistema de bombeamento. A fabricação da FAV rígida foi feita de maneira direta através de impressão 3D e a FAV flexível foi manufaturada através de injeção em molde, fabricado também por meio de impressão 3D, sendo executada essa etapa do processo na empresa VOID3D (Metrópole Digital – IMD – UFRN). Durante os ensaios experimentais foram coletados os pulsos de pressão em 7 pontos distintos (entrada e saída da FAV, dois pontos na região arterial, dois pontos na região venosa e um ponto na região da anastomose), o pulso de vazão na saída do sistema e a deformação no modelo flexível da FAV. A partir dos resultados obtidos, observouse a influência da deformação das paredes do acesso no amortecimento dos pulsos, mostrando pulsos com menores picos no modelo de FAV flexível, com uma diminuição média 21,7% nos picos dos pulsos pressão e de 15,1% no pico do pulso de vazão na FAV flexível em comparação a rígida. Os resultados da deformação evidenciaram regiões susceptíveis a maiores solicitações mecânicas, como os pseudoaneurismas e regiões de curvatura acentuada do acesso, sendo estas regiões de maiores cuidados e monitoramento, podendo ser susceptíveis a problemas fisiopatológicos. Evidenciou-se que modelos de FAV com maior flexibilidade apresentam escoamento mais amortecido, com menos picos e com perdas relativamente pequenas quando comparados aos rígidos.Arteriovenous fistula (AVF) is the most suitable vascular access for performing hemodialysis treatment. Problems related to its manufacture, new flow conditions and vascular remodeling cause early failures in about 60% of this type of access. The current study seeks to experimentally analyze an AVF model of a specific patient with rigid and flexible walls submitted to pulsatile flow, investigating the flow conditions at points other than the access and the deformation suffered according to the imposed load. Using a computed tomography scan (HUOL - UFRN), the virtual model of the brachiocephalic AVF was extracted from a patient undergoing hemodialysis where, using the Meshmixer and Fusion 360 software (Autodesk. São Rafael, California, USA), processes of geometry correction, superficial improvement and allocation of points for the pressure intakes and fixation in the pumping system are developed. The manufacture of the rigid FAV was done directly through 3D printing and the flexible FAV was manufactured through injection molding, also manufactured through 3D printing, and this stage of the process was performed at VOID3D (Metrópole Digital - IMD - UFRN ). During the experimental tests, pressure pulses were collected at 7 different points (entrance and exit of the AVF, two points in the arterial region, two points in the venous region and one point in the anastomosis region), the flow pulse at the exit of the system and deformation in the flexible AVF model. From the results obtained, the influence of the deformation of the access walls on the damping of the pulses was observed, showing pulses with lower peaks in the flexible AVF model, with an average decrease of 21.7% in the pressure peaks and 15, 1% at peak flow pulse in flexible AVF compared to rigid. The deformation results showed regions susceptible to greater mechanical stresses, such as pseudoaneurysms and regions of marked curvature of the access, these regions being of greater care and monitoring, which may be susceptible to pathophysiological problems. It was evidenced that AVF models with greater flexibility have more damped flow, with fewer peaks and with relatively small losses when compared to the rigid ones.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilFistula arteriovenosa realDeformaçãoQueda de pressãoEscoamento pulsátilAnálise do escoamento pulsátil em fístula arteriovenosa rígida e flexível: estudo in vitroAnalysis of pulsatile flow in rigid and flexible arteriovenous fístula: in vitro studyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTAnaliseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.txtAnaliseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.txtExtracted texttext/plain144124https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/32063/2/Analiseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.txt0b595588ccb89e98957caba6f014b0e1MD52THUMBNAILAnaliseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.jpgAnaliseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1328https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/32063/3/Analiseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf.jpg223caf4cf48d6d56ac7d5f14b79ab707MD53ORIGINALAnaliseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdfapplication/pdf5386416https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/32063/1/Analiseescoamentopulsatil_Rangel_2021.pdf2392264a399113e200f6dbe6eb694828MD51123456789/320632021-04-11 06:05:19.062oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/32063Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-04-11T09:05:19Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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