Análise hemodinâmica computacional de artérias coronárias idealizadas com stents cilíndricos e cônicos

• Autor(a) principal: Telöken, Kristian Nascimento
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12939
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; Interação Fluido Estrutura (FSI); Fluidodinâmica Computacional (CFD); Stent cônico; Índice de Oscilação Cisalhante (OSI); Estenose; Strut; Fluid Structure Interaction (FSI); Computational Fluid Dynamics (CFD); Conical stent; Oscillatory Shear Index (OSI); Stenosis

No Brasil, a maioria das internações hospitalares para o tratamento de doenças cardiovasculares envolve procedimentos de angioplastia coronariana com o uso de stents. No entanto, um desafio significativo é a reestenose intra-stent, que envolve o acúmulo de células, exigindo intervenções adicionais. Apesar de esforços para melhorar a geometria e material dos stents, uma abordagem recente propõe a transição da geometria do stent de cilíndrica para cônica, visando uma melhor adaptação à fisiologia dos vasos sanguíneos. Este estudo compara stents cilíndricos e cônicos, utilizando modelagem de Interação Fluido Estrutura (FSI) e Fluidodinâmica Computacional (CFD). Além disso, explora o impacto de diferentes espessuras dos struts (0,1 a 0,3 mm) em 12 simulações, 6 de CFD e 6 de FSI, em modelos de artérias cilíndricas e cônicas. Métodos dos volumes finitos e elementos finitos foram empregados para aproximar os domínios fluido e sólido, respectivamente. O sangue foi modelado como fluido não-Newtoniano, através do modelo de Carreau, com número de Womersley variando de 2,23 a 3,78, e número de Reynolds de 251 a 381. Foi utilizado um pulso de velocidade diferente para cada tipo de artéria, sendo o mesmo pulso de vazão. O domínio sólido foi representado pela parede arterial e pelo stent, suas propriedades foram obtidas através do software Granta Edupack. Os resultados destacam a importância da análise com o método FSI, revelando diferenças significativas em relação ao CFD, tanto em termos de Índice de Oscilação Cisalhante (OSI), diferenças de pressão e Média Temporal de Tensão de Cisalhamento na Parede (TAWSS), onde, a modelagem por FSI entregou grandes diferenças sobre a modelagem em CFD, confirmando a grande importância deste método de análise. Uma maior diferença foi alcançada também entre as diferentes espessuras dos stents, chegando a tensões três vezes menores para a espessura maior em comparação com a menor. A abordagem de FSI também proporcionou resultados promissores com tensões que alcançaram aproximadamente 25% da tensão limite de escoamento do material do stent, indicando um potencial substancial para a otimização do tratamento de estenoses coronarianas.