Estudio hemodinámico de diferentes técnicas de tratamiento de bifurcaciones coronariasModelo experimental y matemático

Resumen

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES El tratamiento óptimo de las lesiones ateroscleróticas en bifurcaciones coronarias es un tema en constante evaluación debido a la complejidad anatómica de dichas bifurcaciones y a la variedad de técnicas empleadas en las angioplastias coronarias en dichas lesiones. La estrategia y la técnica adecuada en cada caso no están, a día de hoy, claramente definidas. Para clarificar este aspecto han aparecido varias clasificaciones de este tipo de lesiones y diferentes técnicas de tratamiento, sin embargo los resultados de las distintas técnicas a medio y largo plazo no son óptimos. Uno de los motivos que se aducen para explicar estos resultados es la mayor o menor deformación de los stents implantados con las distintas técnicas. Estas deformaciones producen alteraciones en la fluidodinámica de la bifurcación que juegan un papel en complicaciones tales como la trombosis del stent y la reestenosis. El objetivo de este trabajo es estudiar el comportamiento fluidodinámico de diversas técnicas de bifurcación coronaria en dos modelos complementarios: experimental y matemático. El conocimiento de las alteraciones puede ayudar a mejorar las diversas técnicas en el tratamiento de las bifurcaciones coronarias. MATERIAL Y MÉTODOS Modelo experimental: Se utilizaron modelos de un tamaño mayor al de una coronaria normal (8 mm de diámetro) por exigencias técnicas para una adecuada medición del flujo, sobre estos modelos se implantaron stents de radiología intervencionista (Biotronik Dynamic) Se usaron modelos de dos tipos de bifurcaciones coronarias en plexiglass, de 45º y 90º de angulación. En los modelos se evaluaron tres tipos de técnicas de bifurcación: stent en vaso principal enjaulando rama secundaria, stent en vaso principal y apertura de los “struts” del stent mediante “kissing balloon” y finalmente técnica “cullotte” y “kissing balloon” final. Cada técnica se evaluó en modelos de 45º y 90 . Se compararon los resultados fluidodinámicos de las diferentes técnicas entre si y de cada técnica con el modelo de bifurcación sin stent implantado. Con estos modelos se creó un circuito hidráulico de flujo constante. El fluido utilizado era una mezcla de glicerina y agua al 60-40% que presenta una viscosidad similar a la sangre. El flujo se estudió diseminando en el fluido micropartículas con capacidad de reflejar la luz de un láser de tipo Yag. Una cámara de alta velocidad permitía evaluar la variación de la posición de la partícula en el fluido en dos intervalos cortos de tiempo. La velocidad de la partícula de calculó mediante un mapa de flujo Dante. Finalmente se midió la caída de flujo desde la entrada del circuito hasta la salida del fluido en la rama principal y secundaria. Modelo matemático: Las mismas configuraciones geométricas analizadas en el laboratorio, y comentadas anteriormente se evaluaron numéricamente con el programa comercial ANSYS Fluent, pero con dimensiones más realistas. El diámetro interior en las simulaciones fue de 3,2 mm y la longitud de los stents fue de 23,6 mm. Se utilizó una malla poliédrica, teniendo en cuenta la morfología de los “struts”. La malla tenía entre 3 y 5 millones de células dependiendo de la técnica de colocación de stents. La pared arterial se consideró como rígida. Con este modelo matemático se evaluó un circuito de flujo continuo como el experimental y también un circuito de flujo pulsátil más cercano a la fisiología coronaria RESULTADOS En primer lugar se encontró una buena correlación entre el sistema matemático y el experimental en los modelos estudiados. Esto es un hallazgo prometedor porque abriría un amplio campo de experimentación de distintos modelos de bifurcación con un sistema fiable y rápido como es el matemático. También se comprobó que la angulación de la bifurcación es un aspecto fundamental principalmente en relación a la caída de flujo en la rama secundaria, siendo proporcional la caída de flujo con el grado de angulación. Este aspecto afecta de forma similar a todas las técnicas estudiadas aunque la caída de flujo es mayor en las técnicas en las que hay mayor cantidad de malla en el ostium de la rama secundaria, como son la técnica de stent simple y el “cullotte”. Respecto al análisis de las áreas de bajo esfuerzo cortante se comprobó que se localizaban preferentemente en las zonas externas de la bifurcación y principalmente en la rama secundaria. Las técnicas de “kissing balloon” y fundamentalmente el “cullotte”, eran las que presentaban mayores áreas de bajo esfuerzo cortante lo que puede relacionarse con más complicaciones a medio y largo plazo. CONCLUSIONES Los modelos experimentales y matemáticos de bifurcaciones coronarias, aportan datos sobre las implicaciones de las distintas técnicas del tratamiento de bifurcaciones en las alteraciones en el flujo coronario y pueden ayudar a diseñar las estrategias más adecuadas para los diferentes tipos de bifurcaciones coronarias.