Estudio por elementos finitos de un tratamiento por angioplastia de una arteria

Abstract

La grasa y el colesterol se acumulan en el interior de las arterias lo que se denomina aterosclerosis. Debido a esta acumulación las arterias pueden bloquearse o ver reducida la sección de paso de sangre por su interior. De hecho, daños y atascos en las arterias son la mayor causa de muerte en los países industrializados. La angioplastia es la expansión de una arteria por un globo que se hincha y se vacía para eliminar el problema permanentemente. La mayoría de las angioplastias acaban con la colocación de un "stent" cardiovascular que permite que la zona ensanchada por el globo permanezca abierta durante más tiempo. Un estudio por elementos finitos ha sido realizado para investigar el comportamiento mecánico del conjunto stent-placa-arteria y la interacción entre el stent y la arteria durante la angioplastia. Por eso, se han considerado modelos sucesivos y evolutivos. Las propiedades mecánicas del stent (Acero Inoxidable) y de la arteria (modelo hiperelástico) tienen muchos impactos sobre la distribución de tensiones. Lo importante es que un stent es movido por un esfuerzo radial durante el despliegue, y en este tipo de angioplastia, es el globo que aplica el esfuerzo necesario. Así, la fuerza de despliegue del stent es la que se debe aplicar al stent para desplegarlo hasta obtener el diámetro correcto. Con el estudio se ha determinado esta fuerza que es del orden de 8 MPa. Frente a la presión sanguínea promedia (100 mm Hg) alrededor de 0,013 MPa, es una carga considerable. Por otro lado, se ha analizado el comportamiento de un stent frente a las distribuciones de tensiones, las deformaciones máximas que se pueden almacenar que corresponden a la aplicación de 18 atmósferas, eso practicando análisis hasta la rotura. Al final, un stent puede permitir que una zona con placa de ateroma recupere hasta 50 % de “luz” arterial. Se han medido los resultados en cuanto al porcentaje de estenosis restante (con el diámetro interior final de la arteria) que representa un 30 % al cabo del análisis con la presión adecuada. Esta misma presión se determina procediendo por ensayos (dicotomía). Al final, el valor de estenosis considerado no es el valor al máximo y se ha considerado una contracción elástica que alcanza los 8-10%. De hecho, la presión necesaria de despliegue depende a la vez de la geometría del stent, de sus dimensiones, del material componente del stent, de la configuración tridimensional del mallado, etc.... Así, al final, este estudio permite preguntarse sobre la realización del modelo y la consideración de los daños posibles de la arteria.