Доцент Университета штата Южная Дакота Стивен Гент сотрудничал с сосудистым хирургом Sanford Health доктором Пэтом Келли и инженером-биомедиком Тайлером Ремундом, чтобы оценить, может ли новая конструкция разветвленного стента увеличить риск образования тромбов. Их работа была принята к публикации в Журнале сосудистой хирургии и доступна в Интернете.
«Упорядоченный прямой поток является оптимальным», — пояснил Гент, который с 2014 года занимался компьютерным гидродинамическим моделированием стент-графтов для команды Сэнфорда. Эта работа основана на предыдущей модели, которая предоставила подтверждающие доказательства хорошо развитого кровотока через стент аналогичной конструкции, который в настоящее время является частью одобренного Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, клинических испытаний или IDE. Эти результаты были опубликованы в сентябре 2016 года в журнале сосудистой хирургии.
Предоставление вариантов для пациентовПо словам Келли, только у небольшого числа пациентов — двое на 100 000 в год — диагностируются торакоабдоминальные аневризмы.
Однако большинство из этих пациентов не пережили традиционную открытую операцию, которая включает разрез от лопаток до паха. Гибкие разветвленные стент-графты, разработанные Келли, могут стать менее инвазивной альтернативой.
По словам Ремунда, особую озабоченность вызывал поток через участок ветвящегося стент-графта, где кровь из основного канала или аорты разветвляется к чревной артерии, верхней брыжеечной артерии и почечным артериям, которые транспортируют кровь к жизненно важным органам. «FDA хочет убедиться, что вы оценили соотношение риска и пользы и учли как можно больше рисков».Исследователи включили аспекты модели потока, разработанной для оценки вероятности образования тромбов в механических клапанах сердца, в свою модель стент-графта. Затем они сравнили результаты с результатами двух механических сердечных клапанов и идеализированной аорты.Оценка риска свертывания«Как мы и ожидали, конструкция Келли работает на порядок ниже, чем сообщалось для механических сердечных клапанов, оба из которых одобрены FDA для клинических испытаний IDE», — сказал Гент, который первым из преподавателей кафедры машиностроения сделал это. тип исследования.
Кроме того, кровоток через стент-графт был сопоставим с кровотоком в идеализированной аорте.«Сосудистые хирурги хотят, чтобы поток был ламинарным, чтобы он не создавал турбулентности», — пояснил Гент. Когда кровоток становится более нарушенным, это вызывает большее напряжение сдвига в тромбоцитах в крови.
Это напряжение сдвига с течением времени, также известное как накопление сдвига, может повредить или активировать тромбоциты, что заставляет их образовывать сгустки. Эти сгустки могут отрываться и уходить вниз по течению, где они могут легко блокировать приток крови к жизненно важным органам, таким как желудок и печень. Это известно как образование тромбоэмболии.
«Мы отслеживаем репрезентативные частицы крови, чтобы определить вероятность активации тромбоцитов», — отметил Гент.Используя модель, он оценил накопление сдвига для трех углов диафрагмы стент-графта — 0, 20 и 40 градусов.
Результаты показали, что умеренный угол в 20 градусов создает наиболее эффективную картину потока с накоплением сдвига в диапазоне от 1,0 до 1,5 паскаль-секунд для 99,9 процентиля частиц.По словам Ремунда, отрасль пытается разработать стандартизированные методологии и прийти к консенсусу среди экспертов относительно того, каким должен быть приемлемый набор граничных условий для кровотока через разветвленные стент-графты.
«При разработке этой модели мы смогли изучить, как другие подходили к устройствам, таким как вспомогательные устройства для левого желудочка, которые, как известно, активируют тромбоциты», — пояснил он. LVAD — это насосы, которые могут поддерживать кровообращение у пациентов с сильно ослабленным сердцем и, следовательно, имеют тенденцию создавать сильные сдвиговые эффекты в крови.
«По мере того, как мы продолжаем расширять границы как отрасль, мы хотим быть уверены, что не создаем непредвиденных проблем для пациентов», — отметил Ремунд.Хотя этот проект был сосредоточен на накоплении сдвига, Гент сказал: «Мы расширяем наш портфель возможностей для оценки этих стентов по различным типам соответствующих параметров.
Мы пытаемся ответить на действительно сложные вопросы, но при этом несем ответственность, работая над этим».