Foro Docente del Área Mecánica de las Ingenierías, VIII Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica - III Congreso Argentino de Ingeniería Ferroviaria

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Simulación estructural de una prótesis valvular aórtica en situaciones no basales para materiales elásticos lineales y no lineales
José Di Paolo, Exequiel Rodrigo Fríes, Brenda Anahí Weiss, Marcelo Eduardo Berli

Última modificación: 05-07-2023

Resumen


El implante percutáneo de válvula aórtica se una solución prometedora para el tratamiento de la insuficiencia valvular, especialmente para personas que no pueden ser sometidas a una operación a corazón abierto. En las últimas dos décadas diversos autores y fabricantes investigaron el mejoramiento de los implantes con materiales poliméricos, utilizando la simulación numérica como herramienta esencial para disminuir los costos de prototipado y ensayos in vitro.

En este trabajo se presentan simulaciones computacionales mediante el método de elementos finitos para el análisis del comportamiento dinámico del cierre de una prótesis valvular aórtica, compuesta de polímero en su totalidad. La misma podría ser colocada como reemplazo de una válvula aórtica insuficiente mediante una implantación transcateter o por cirugía de reemplazo convencional.

A partir de la simulación para una geometría 3D completa tomada de la bibliografía, se evalúa el comportamiento de una prótesis valvular trivalva a través de una simulación estructural sin considerar las interacciones fluido-estructura tal como se indica en varios trabajos. Se asume el material como sólido elástico lineal en cuatro casos y en un quinto caso como hiperelástico. Sobre la geometría original de las valvas se aplica una condición de carga fisiológica basal en forma de presión diferencial transvalvular, para un periodo de tiempo correspondiente a un ciclo cardíaco basal completo de 70 latidos por minuto y también para casos no basales con cambios en la precarga, la poscarga y la frecuencia cardiaca, para el material de base y materiales alternativos.

Los resultados muestran que las tensiones sobre las valvas están por debajo de los límites de rotura de los materiales considerados, excepto en las zonas de los empotramientos de las valvas con los pilares de soporte y el anillo de sutura, donde existen zonas de concentración de tensiones que pueden derivar en daños.

 


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