Simulation analysis of the structural behaviour of biological valve prostheses using the Finite Element Method es el título de la tesis defendida por Sofía Suárez García en CINTECX el pasado 15 de marzo.
Simular los comportamientos de las prótesis valvulares biológicas que se implantan en pacientes que sufren estrechamientos de la válvula aórtica, con el objetivo de mejorar su diseño y de apoyar las decisiones médicas, es el objetivo del trabajo desarrollado por Sofía Suárez García, defendido en CINTECX el pasado 15 de marzo. A través del empleo del método de Elementos Finitos del comportamiento mecánico de los velos de prótesis valvulares biológicas – aletas de las válvulas del corazón que se abren y cierran con cada latido- , la investigadora ha obtenido un modelo de simulación de una válvula transcatéter preciso capaz de reproducir el comportamiento de la válvula para distintos fenotipos de válvulas aórticas y capaz de simular condiciones reales de implantación. Su labor permite configurar el producto de forma rápida y eficiente, adelantarse a posibles fallos y también adaptar mejor el diseño de los dispositivos a cada paciente, poniendo en valor las aportaciones de la ingeniería en el campo de la sanidad.
Los objetivos de este trabajo se centraban en obtener un modelo completo para simulación por el método de Elementos Finitos de una válvula aórtica transcatéter que reflejara con precisión las geometrías del stent – una malla extensible que se utiliza para abrir arterias, venas y otros conductos- y las condiciones de contorno del dispositivo, validando el modelo con datos reales procedentes de ensayos clínicos. Asimismo, la investigación de Sofía Suárez buscaba implementar y evaluar ecuaciones constitutivas del pericardio animal empleado para la fabricación de los velos en software comercial, con la finalidad de simular su comportamiento bajo distintas condiciones de orientaciones de fibras y daño, y estudiar la aparición de fenómenos de dependencia de malla y del empleo de la aplicación de algoritmos no locales para su eliminación. Por último, con este trabajo se buscaba estudiar la influencia de la orientación de las fibras y la aparición de fenómenos de daño en los velos del modelo bajo diferentes condiciones de servicio.
Además de la obtención del modelo de simulación de una válvula aórtica transcatéter preciso, la tesis de Suárez García ha conseguido reflejar el efecto de la dirección de las fibras del material y del daño por sobrecarga y fatiga en el pericardio a través de las principales ecuaciones constitutivas.
Esta tesis se ha llevado a cabo en colaboración con la empresa New Valve Technology, el área de Cardiología del Hospital Álvaro Cunqueiro de Vigo y el Instituto de Investigación Sanitaria Galicia Sur, que han facilitado información relevante para la construcción de los modelos y su evaluación bajo condiciones reales de trabajo. La investigación, dirigida por José Ramón Fernández García y José Ángel López Campos se enmarca en el programa de doutoramento: Métodos Matemáticos e Simulación Numérica en Enxeñaría e Ciencias Aplicadas.
La investigadora ya fue premiada durante el desarrollo de este trabajo en el que simulaba el comportamiento de las prótesis valvulares biológicas para mejorar su diseño y apoyar las decisiones médicas.