Estudo numérico de bombas sanguíneas rotativas utilizando interação fluído-estrutura tridimensional

• Processo: 23/14892-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Manuel Felipe Mejía de Alba
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Assunto(s): Interação fluido-estrutura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: interação fluido-estrutura | Simulação de dipositivo médico | Simulação de Vávulas Cardíacas | Mecânica de Fluidos Computacional

Resumo

Os dispositivos de assistência ventricular esquerdos (LVADs) são uma via importante de melhorar a qualidade de vida dos pacientes que sofrem de insuficiência cardíaca grave enquanto aguardam por um transplante. Os LVADs auxiliam o coração retirando o sangue do ventrículo deficiente e impulsionando-o diretamente para a aorta do paciente. Apesar dos avanços substanciais no desenvolvimento e uso dos LVADs nas últimas décadas, várias complicações podem surgir na fase pós-operatória como sangramento, formação de coágulos, acidente vascular cerebral, infecção, disfunção cardíaca direita e hemólise. Com o objetivo de propor alternativas para reduzir essas complicações, neste estudo propomos um modelo numérico-computacional capaz de reproduzir o comportamento mecânico de bombas rotativas utilizadas como assistentes circulatórios. A ideia central é que esse modelo (gêmeo digital) servirá para entender os efeitos mecânicos causados pela operação do dispositivo, além de obter informações que permitirão aprimorar os projetos existentes. O modelo utilizará técnicas numéricas de última geração baseadas no método de elementos finitos, interação fluido-estrutura, imersão em domínios com malhas rotativas e sistemas de referência não inerciais. O modelo desenvolvido será calibrado com dados da literatura e do Instituto de Bioengenharia do InCor-HC-FMUSP. Espera-se que os resultados gerados contribuam para o desenvolvimento de dispositivos de melhor desempenho que possam proporcionar mais qualidade de vida aos futuros pacientes.