Estudio computacional de anastomosis por compresión magnética para terapias en el aparato digestivo

Santa María Roca, Ana
Yánez Santana, Alejandro (dir.)

Pérez Ansón, María Angeles (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

Resumen: Los baipases gastrointestinales, cardiovasculares, o urológicos están típicamente formados por cortes en tejidos en dos localizaciones y unión de los agujeros resultantes con suturas o grapas. Un baipás se suele utilizar para desviar fluidos hacia partes del sistema más sanos, debido a enfermedades o mal funcionamiento de los tejidos. El procedimiento típico es invasivo y sujeto a riesgos para el paciente como sangrados, infección, dolor y reacciones adversas de la anestesia. Además, un baipás creado por suturas o grapas puede complicar las filtraciones post-operatorias y las adhesiones, que pueden crear sepsis, infecciones y estrangulaciones u obstrucciones de los órganos. Como alternativa a las suturas y grapas, los cirujanos pueden recurrir a uniones mecánicas o magnéticas para crear anastomosis por compresión entre los tejidos. Debido a una fuerte compresión, el flujo sanguíneo del tejido atrapado entre el par se corta. Bajo estas condiciones el tejido empieza a necrosarse y degenerarse, y al mismo tiempo, nuevo tejido crece alrededor de los puntos de compresión. Con el tiempo, el par utilizado se puede quitar dejando una anastomosis cicatrizada en el tejido (Lukin et al, 2016). El presente estudio se centra en la anastomosis por compresión magnética (en inglés, Magnetic Compression Anastomosis - MCA), técnica no-quirúrgica, cuyo método se basa en la necrosis por la contracción del tejido fibrótico producido por la fuerza de atracción generada entre dos imanes hermanos, se combinan la endoscopia con la laparoscopia para su colocación (Yamanouchi et al, 1998). La presión ejercida por los imanes debe ser controlada para que el contorno del tejido no comprimido tenga tiempo a remodelarse y formar un anillo competente alrededor del nuevo canal anastomótico (Jamshidi et al, 2009). El problema principal de esta técnica quirúrgica es obtener una relación entre el tamaño del dispositivo y la fuerza magnética del mismo para que se forme una anastomosis completa. Los artículos juegan al prueba/error en experimentos in vivo en animales para establecer parámetros (O Pichaeon et al, 2011). Sin embargo, no hay ningún estudio computacional previo que pretenda mostrar los resultados de ésta técnica. La escasez de datos concretos obliga a repetir el mismo estudio en diferentes zonas con resultados, a priori, iguales. Esta falta de precisión numérica hace que esta técnica tan innovadora y eficaz no sea bien aceptada por la comunidad médica, quien busca datos empíricos precisos para no costar vidas debido a errores por falta de información. El objetivo final de este TFM es solventar la falta de datos precisos, a través del estudio computacional del efecto de los imanes en contacto con los tejidos blandos para la creación de anastomosis por compresión magnética, analizando el efecto de las fibras así como diferentes fuerzas magnéticas y distintos tamaños de imanes. De este modo, se podrá ajustar el procedimiento quirúrgico en función de las necesidades de cada paciente. Para alcanzar este objetivo, en este TFM se utilizan métodos computacionales basados en el método de elementos finitos en ABAQUS (Dassault Systèmes Simulia Corp., Suresnes Francia). Se llevaron a cabo un análisis comparativo entre los resultados experimentales obtenidos en estudios previos (Jamshidi et al, 2009; O Pichaeon et al, 2011; Gonzales et al, 2012; Wall et al, 2013) y los resultados computacionales adquiridos en este trabajo. Se observaron coincidencia entre ambos tipos de estudios, lo que abre una puerta a trabajos futuros sobre la MCA.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master