Análise do escoamento pulsátil em fístula arteriovenosa com variação do ângulo de anastomose in vitro e in silico - Santos, Willyam Brito de Almeida (2021)
A Fístula Arteriovenosa (FAV) é uma ligação direta entre um vaso arterial e um venoso utilizado como acesso vascular (AV) para pacientes em tratamento de Hemodiálise (HD). A confecção da FAV causa condições não fisiológicas do escoamento sanguíneo, induzindo perturbações no fluxo como zonas de recirculações, pontos de estagnação, níveis de tensão cisalhamento altos e baixos. Essas perturbações estão associadas ao desenvolvimento de patologias que promovem estenoses no vaso, podendo comprometer o fluxo sanguíneo ou até a perda da FAV. Com o intuito de analisar essas perturbações com a variação do Ângulo de Anastomose (AA), construiu-se uma bancada experimental para provimento de fluxo pulsátil em modelos de FAV. Foram utilizados sensores de Pressão MPU5050DP, sensores de vazão digital Tipo Turbina, bomba diafragma S-60-12 e microprocessadores Arduino UNO, Arduino Nano e ESP32. Foram modeladas FAV com AA de 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, 90 °, 105 °, 120 °, 135 ° e 150 °. Linhas piezométricas (LP) foram delineadas para indicar a energia dissipada na anastomose. Utilizando técnica Fused Deposition Modeling (FDM), modelos in vitro da FAV foram fabricados por impressão 3D. Utilizando técnica de blocos, modelos in silico da FAV foram discretizados em malhas estruturadas. O perfil de pressão obtido na bancada mostrou-se equivalente ao pulso de pressão arterial. Não foram observados colapso estrutural e vazamento na FAV in vitro para pressões entre 0 a 45 kPa (337,53 mmHg). Nos experimentos em FAV in vitro, o diferencial de pressão diminuiu com o aumento do AA, variando de 12,0 kPa para 3,1 kPa. A linha piezométrica indica que a anastomose é responsável pela maior parte da energia dissipada. As simulações em FAV in silico resultam em campo de velocidade com ponto de estagnação na parede externa da veia para FAV com AA de 30°. Ponto de separação e zona de recirculação na parede interna da veia para FAV com AA de 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, 90 ° e 105 °, essas perturbações não são observadas em FAV com AA de 120 °, 135 ° e 150 °. Todos os AA apresentam regiões com níveis elevados e baixos da tensão de cisalhamento na parede (). As regiões com acima de 40 Pa apresentam-se na junção anastomótica e no início do segmento venoso. Tensão de cisalhamento abaixo de 0,4 Pa apresentam-se na parede interna da veia e na porção oposta a junção anastomótica na artéria. Conclui-se que as FAV com AA de 120 ° e 135 ° proporcionaram menores valores no diferencial de pressão, menores valores de energia dissipada na anastomose e menores variações entre a carga de pressão e a linha piezométrica. As FAV com AA de 120 ° e 135 ° apresentam menores áreas com elevadas e menores áreas com baixas. Nesse contexto os AA de 120 °, 135 ° e 150 ° aparentam ser as mais favoráveis para construção da Fístula Arteriovenosa.