Stents bioabsorvíveis para tratamento de coarctação da aorta em crianças: simulação numérica utilizando elementos finitos - Santos, Flávio José dos [UNESP] (2023)
Stents vêm sendo utilizados para o tratamento de Coarctação da Aorta (CoA), que é uma estricção da artéria, impedindo parcialmente a passagem do sangue. Sua correção é geralmente feita através de cirurgia ou com a utilização de stents metálicos, os quais se tornam um problema em crianças, pois, devido ao seu crescimento, novas cirurgias ou novas dilatações do stent se fazem necessárias. Novas cirurgias trazem novos riscos à criança e a dilatação do stent só é possível até um determinado diâmetro. Assim, a utilização de stents bioabsorvíveis surge como uma possibilidade para o tratamento de CoA, visto que estes dispositivos permanecem temporariamente no corpo do paciente e depois são degradados. Por se tratar de materiais geralmente poliméricos com baixa rigidez, baixo módulo de elasticidade, e da artéria aorta com grande diâmetro, a simulação numérica e computacional através de elementos finitos envolve grandes deformações e alto grau de não-linearidade, o que torna a simulação bastante complexa. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um modelo em elementos finitos para avaliar a performance de três geometrias propostas pela Fundação Adib Jatene, associada ao Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia utilizando-se um material bioabsorvível polimérico, PLLA (PLLA: Poly-L-Lactide Acid). Foram desenvolvidos ao todo cinco modelos principais em elementos finitos e foi apresentado um método inovador para validar as simulações realizadas, através de testes customizados de ensaio de tração. Pôde-se constatar que o encurtamento, foreshortening, das geometrias dos stents apresentaram resultados muito promissores, abaixo de 3%, enquanto o recuo elástico, recoil, apresentou resultados elevados. Apesar disso, verificou-se que o recoil diminui a medida em que o diâmetro máximo alcançado pelo stent aumenta. Foi realizado a simulação do ensaio de dobramento em três pontos para as geometrias finais e verificou-se que as diferentes geometrias obtiveram curvas força versus deflexão diferentes. Também foi verificado que o processo de crimpagem possui pouca influência no padrão de distribuição de tensões no stent e na aorta. No trabalho foram avaliados dois modelos hiperelásticos da aorta disponíveis na literatura, um modelo de Mooney-Rivlin e outro de Yeoh. Foi visto que os dois modelos apresentaram rigidezes diferentes, que influenciaram a performance do stent em termos de recoil. Por fim, conclui-se que o método de elementos finitos é uma ferramenta poderosa para avaliar virtualmente as geometrias propostas do stent, poupando tempo e recursos.