Análise experimental in vitro do escoamento através das biopróteses de válvulas cardíacas
Biopróteses. Válvulas cardíacas. PIV. Análise experimental.
As válvulas cardíacas regulam o fluxo sanguíneo e devem manter a circulação em um único sentido. As doenças de válvulas cardíacas geram insuficiência cardíaca, e a sua disfunção acarretam graves problemas de saúde pública correspondendo a cerca de 30% das cirurgias cardíacas em adultos e 80% das cirurgias cardíacas em crianças no Brasil. Ainda não existe um substituto ideal para as válvulas, uma das soluções é o reparo e a substituição por válvulas de tecido biológico. Estes procedimentos clínicos com o uso de biopróteses de válvulas cardíacas apresentam boa biocompatibilidade, entretanto sua principal desvantagem é sofrer com problemas de calcificação e falhas estruturais, limitando a vida útil estimada em aproximadamente 10 anos. Um fenômeno que limita sua durabilidade reduzida é a oscilação dos folhetos, conhecido como flutter, que está associado a implicações como hemólise, calcificação e fadiga. Neste trabalho buscou-se conhecer o comportamento mecânico das biopróteses aórticas em experimentos de bancada (laboratório de bioengenharia da Universidade Federal de Minas Gerais - LABBIO/UFMG) utilizando um modo contínuo direto de caracterizar o escoamento através da Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV), o ensaio foi realizado utilizando a vazão de 15 l/min para cada um dos três folhetos, com o objetivo de obter uma quantidade considerável de informações em diferentes momentos do ciclo cardíaco. Foram utilizadas duas biopróteses (uma porcina e outra de pericárdio bovino), sendo possível identificar através das imagens coletadas do escoamento (partículas traçadoras) a ação dos diversos níveis e direções das tensões mecânicas sobre os folhetos, que poderiam ser responsáveis pelo aparecimento do fenômeno de fadiga das válvulas. Com a técnica PIV confirmou-se ser possível obter o campo de velocidade instantâneo em áreas relativamente extensas do escoamento analisado, utilizando partículas traçadoras. Os ensaios com PIV poderão no futuro aprofundar o conhecimento do fenômeno de flutter em biopróteses de válvulas cardíacas, contribuindo também para o potencial aperfeiçoamento de uma válvula artificial ideal produzida por engenharia de tecido.