Computational analysis of fluid dynamics at the asceding thoracic aorta in marfan syndrome patients

Résumé

Los aneurismas aórticos son una dilatación progresiva e irreversible de la pared aórtica, que puede causar la ruptura o disección de los vasos, lo que resulta en una pérdida catastrófica de sangre que conduce a la muerte. El tratamiento farmacológico inicial se centra en detener el crecimiento para prevenir la ruptura, pero se requiere una reparación invasiva abierta o una reparación endovascular en pacientes en riesgo. El manejo del paciente y la estratificación del riesgo después del diagnóstico son críticos, especialmente en la aorta ascendente, ya que actualmente no hay tratamientos endovasculares disponibles. Según las directrices actuales, el diámetro aórtico máximo es el único criterio geométrico o fluidodinámico específico del paciente aceptado como predictor clínico del riesgo de ruptura. Sin embargo, la anormal fluidodinámica en la aorta ascendente se ha reportado ampliamente como una posible fuente de aneurismas aórticos y su comprensión podría mejorar la evaluación del riesgo del paciente. En este estudio, se evaluó la fluidodinámica en aortas de controles sanos y pacientes con síndrome de Marfan. Para hacer esto, hemos comparado el rendimiento de las simulaciones de dinámica de fluidos computacional y de interacción fluido-estructura utilizando imágenes clínicas como condiciones específicas del paciente. También hemos diseñado un sistema in vitro que podría exponer las células endoteliales aórticas humanas a un entorno fluidodinámico que imita el de las simulaciones aórticas. El estudio ha revelado, en pacientes Marfan, que considerar la elasticidad de la pared en las simulaciones es esencial para obtener con precisión los valores dinámicos de los fluidos que tienen el potencial de estratificar a estos pacientes. En este sentido, las simulaciones de interacción fluido-estructura han superado la fluidodinámica computacional clásica a un costo computacional moderado. Como resultado de este estudio, un parámetro adimensional, la relación de esfuerzo cortante, ha demostrado su potencial como marcador de progresión de aneurisma en pacientes con Marfan.