Per una visione migliore della valvola aortica
Un approccio di modellazione MMS (micro-to-macro material and structural) si può utilizzare con efficacia per analizzare biomateriali e biosistemi. Considerando questo potenziale, il progetto Multiscale Biomech (Multiscale Micro-to-Macro Material and Structural Models for Aortic Heart Valves: Nativenative, porcine and prosthetic valves) puntava a perfezionare i modelli MMS esistenti per lavorare sul tessuto e sulla struttura della valvola aortica (AV). I ricercatori si occuperanno degli sviluppi e dell'integrazione su microscala per consentire l'analisi meccanica della struttura della VA a livello di macroscala. Il progetto finanziato dall'UE studia la modellazione meccanica analitica e computazionale di sistemi di VA originali e protesici. È necessario condurre diversi aspetti del lavoro analitico e numerico: rientrano in questo progetto per generare modelli VA complessivi realistici per VA native normali e anormali (patologia). Finora il lavoro si è concentrato sulla creazione di modelli micromeccanici non lineari per il materiale tissutale e sull'integrazione di questi modelli in un ambiente di analisi multiscala ad elementi finiti. Si punta così a generare la risposta meccanica e il comportamento delle VA dopo i caricamenti in vitro e in vivo. Un'altra area di interesse si occupa della verifica delle diverse caratteristiche del sistema VA. L'equipe di Multiscale Biomech sta esaminando le tecniche di correlazione di immagini digitali per misurare la deformazione del tessuto della VA in determinate condizioni. Grazie al lavoro sulla micromeccanica non-lineare, i ricercatori hanno formulato l'ambiente di modellazione micromeccanica HFGMC (High-Fidelity Generalized Method of Cells) di compositi multifase. Questo sviluppo promuove una migliore efficienza computazionale per analisi migliori degli elementi finiti di materiali e strutture multiscala. Sono stati inoltre condotti esperimenti di simulazione usando modelli 3D per generare la velocità di flusso in un'arteria coronaria sinistra (LCA) ristretta con tessuto necrotico. Variazioni significative nella distribuzione dello sforzo si possono evidenziare in diverse sezioni della parete della LCA, con uno sforzo maggiore presente all'ingresso della LCA. Il modello micromeccanico di nuovo sviluppo consente un metodo più pratico per condurre simulazioni con materiale di placca omogeneo, poiché il metodo offre informazioni sullo sforzo meccanico generale e sulla distribuzione dello sforzo indotto dal flusso. Grazie ai risultati si svilupperanno strumenti di imaging che si concentreranno sui parametri tissutali interni più importanti per la diagnosi di VA malate. Con il progredire del lavoro di Multiscale biomech, i risultati ottenuti contribuiranno alla creazione di nuovi strumenti di simulazione per studiare sia sistemi VA originali che la progettazione di migliori sistemi VA protesici.
