Caracterización del flujo pulsante vascular mediante observaciones in vitro en modelos biológico y mecánico / Characterization of the vascular pulsatile flow through in vitro observations on biologic and mechanical models

RESUMEN

Objetivo: Tras las evidencias acumuladas con el uso de dispositivos de asistencia circulatoria de flujo pulsante y continuo, surge la polémica sobre los efectos del tipo de flujo en el sistema circulatorio. Este artículo propone la caracterización del flujo pulsante en conductos elásticos, para analizar la influencia de la pulsación en el sistema y entender las peculiaridades del flujo en el lecho vascular. Métodos: Utilizando un dispositivo de bombeo tipo saco elástico de accionamiento neumático, se procedió a la observación visual e instrumental del flujo a través de conductos tanto flexibles (vaso venoso bovino) como rígidos (tubo plástico), y se analizaron las características biomecánicas de la pulsación en ambos. Resultados: Basado en la observación experimental y el análisis biomecánico del flujo pulsante en un conducto elástico, se caracterizó el patrón de la pulsación y se planteó un modelo que explica la influencia de la pulsación en el sistema vascular y los efectos de su ausencia. El modelo propuesto incluye la condición general de flujo (componente mecánico) y su aplicación al sistema vascular (componente fisiológico). Conclusiones: El modelo planteado permite determinar la relación entre las condiciones del flujo y la reacción de la pared, así como unificar la interpretación de factores fluido-dinámicos involucrados a la vez, que advierte sobre los efectos del cambio de flujo y su significado en lo que sería la operación de dispositivos de asistencia circulatoria.

ABSTRACT

Objective: The evidence accumulated on the use of pulsatile and non-pulsatile flow-dependent devices raises a controversy concerning the effects of the flow type on the Circulatory system. This paper proposes to characterize the properties of pulsatile flow in elastic conduits in order to determine how the pulse affects the system and to determine the specific details of the flow in the vascular bed. Methods: The biomechanical properties of pulsatile flow were measured on flexible (calf venous vessel), and rigid (plastic pipe) conduits in which the flow was implemented using a pneumatic elastic sack-like pumping device. Results: The experimental data and the biomechanical analysis of the pulsing flow was used to determine the flow pattern in order to develop a mechanical model explaining the effects of the pulse on the vascular system. The resulting model includes the flow's general condition (mechanical component) and its effects on the vascular system (biological/physiological component). Conclusions: The model proposed here allows determining the relationship between the flow conditions and the reaction on the wall; it also allows unifying the interpretation of fluid-dynamic factors affecting these phenomena and represents a warning system about the effects of flow changes on the operation of circulatory assistance devices.