Análisis simultáneo de la colocación de dos modelos de stents traqueales y del ciclo de respiración de un conejo

Chaure Blasco, Jorge Ángel
Malvè, Mauro (dir.)

Peña Baquedano, Estefanía (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2014
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Máster Universitario en Mecánica Aplicada

Resumen: El objetivo de proyecto es realizar una comparación mediante elementos finitos de las deformaciones y tensiones producidas en el tejido traqueal al introducir un stent, con el fin de determinar los daños producidos. Los stents son dispositivos con forma de muelle; el objetivo de su colocación es abrir el interior de la tráquea que se ha estrechado, para facilitar el paso de aire por esta. En concreto los modelos de stents analizados en este proyecto se utilizan también para problemas cardiovasculares ya que son stents metálicos sin recubrimiento de silicona. En este estudio compararemos dos modelos de stents de dos empresas distintas. El primero de ellos es de la empresa Boston Scientific. Se trata del stent denominado Wallstent, el cuál se teje a partir de una malla de filamentos continuos de una aleación denominada Elgiloy. El segundo stent es de la empresa Cook Medical. El modelo se denomina Zilver Flex, se trata de un stent segmentado, compuesto a partir de segmentos de anillo en zigzag que solo se unen parcialmente mediante un puente en la dirección longitudinal. En todos los cálculos que se han realizado durante el proyecto se ha simulado una tráquea de conejo simplificada, es decir, asemejamos un tramo de la tráquea por un cilindro en el que diferenciamos dos materiales, cartílago y músculo. Ambos tienen forma de C y se van intercalando a lo largo de toda la tráquea, la zona de cartílago mide 3 mm de alto y la de músculo 2 mm. Para acabar de cerrar el cilindro se dispone de otra zona de músculo que recorre la tráquea de forma longitudinal con una anchura de 2.5 mm. En este proyecto se han simulado la expansión del stent y el ciclo de respiración de un conejo simultáneamente con el fin de no perder información al realizar los cálculos por separado. Para abrir el stent dentro de la traquea, se han realizado dos modelos, uno en el que se impone el desplazamiento de todo el stent desde su posición inicial hasta que el diámetro aumenta en 0.8 mm y otro modelo en el que este desplazamiento se obtiene mediante la aplicación de una fuerza en la cara interior del stent. La respiración del conejo se ha simulado mediante un presión y una velocidad senoidal aplicadas en los extremos del fluido. Todo esto se ha realizado bajo un cálculo FSI (Fluid-structure interaction). Una vez que se han realizado todos los cálculos, se realiza una validación del estudio numérico con imágenes obtenidas experimentalmente: en particular se compararon las soluciones obtenidas con unas imágenes endoscopicas facilitadas por el hospital veterinario de la Universidad de Zaragoza.

Palabra(s) clave (del autor): stent ; tráquea ; wallstent ; zilver flex

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master