Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) buscam aperfeiçoar a válvula aórtica de Wheatley, um dispositivo que poderá ajudar a vida de milhões de pessoas afetadas pela estenose aórtica, um estreitamento da abertura da válvula aórtica que bloqueia o fluxo de sangue do ventrículo esquerdo para a aorta.
A estenose aórtica é comum entre idosos e, em quadros graves, a única alternativa viável para garantir uma melhoria na qualidade de vida do paciente é um transplante da válvula natural disfuncional por uma artificial.
Os estudos já renderam o Prêmio Pós-Doc USP deste ano, na área de ciências exatas e da terra, para o professor da Unicamp , participante do grupo de pesquisadores.
O aprimoramento da válvula aórtica de Wheatley é importante porque ela deverá dispensar o uso de medicamentos anticoagulantes na fase pós-operatória, como ocorre com outras válvulas poliméricas.
Os anticoagulantes são utilizados para “afinar” o sangue, ou seja, impedem a formação de coágulos e facilitam a circulação sanguínea. Esse tipo de tratamento medicamentoso requer extremo cuidado e atenção do paciente principalmente quando acontecem sangramentos que podem levar a outras complicações.
A pesquisa, desenvolvida no âmbito do (), consiste na modelagem computacional do dispositivo que substitui a válvula aórtica natural em pacientes com casos graves da doença. O CeMEAI é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão () apoiado pela FAPESP e sediado no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo (ICMC-USP), campus de São Carlos.
As pesquisas do CeMEAI tem foco na válvula aórtica de Wheatley, criada em 2012 pelo professor e cirurgião cardíaco escocês David Wheatley, porque o próprio inventor sentiu a necessidade de um melhor entendimento do modelo matemático e computadorizado do dispositivo. A oportunidade de estudo para os pesquisadores brasileiros surgiu quando o professor Wheatley consultou Sean McKee, da University of Strathclyde, também na Escócia, Reino Unido. Por sua vez, McKee contatou um ex-doutorando sob sua orientação, o professor da USP , coordenador do CeMEAI, que atualmente pertence ao corpo docente da Strathclyde.
Etapas do processo
Dispor de um modelo computacional de alta fidelidade reduz não apenas o tempo empregado na concepção da válvula e de seus mecanismos intrínsecos, como também os custos envolvidos na produção física de protótipos e testes experimentais.
A equipe do CeMEAI se propôs a realizar a modelagem computacional da válvula de Wheatley a fim de reproduzir o seu comportamento mecânico em condições de serviço. Essa ação permite que quaisquer melhoramentos eventualmente apontados possam ser testados virtualmente sem a necessidade de produção de novas peças a cada alteração proposta.
Os experimentos pretendem garantir que a válvula abra e feche rapidamente e que a tensão de cisalhamento no fluxo sanguíneo esteja sempre acima de um limite crítico. Com isso, o sistema evita a formação de tromboses e garante uma vida útil maior do dispositivo em comparação às válvulas convencionais.
Para alcançar o resultado proposto, os pesquisadores testaram vários softwares. A opção que melhor se adequou às necessidades do projeto de pesquisa foi o solver LS-DYNA, que permitiu reproduzir no computador o desempenho mecânico e fluidodinâmico que a válvula aórtica de Wheatley apresenta em condições controladas de vazão e pressão.
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