Desarrollo de un simulador arterial modular para pruebas de desempeño de aplicación biomédica

Abstract

Las arterias componen una parte importante en la circulación, ya que poseen propiedades específicas para transportar sangre a presiones y velocidades altas. Actualmente, las enfermedades cardiovasculares han tomado protagonismo en los últimos años como unas de las principales causas de muerte a nivel global por patologías como los aneurismas o la aterosclerosis. En consecuencia, los dispositivos médicos vasculares, como los stents, han otorgado la posibilidad de dar una solución a este tipo de afecciones. BMC Medical Manufacturing es una empresa dedicada al diseño, desarrollo y manufactura de dispositivos vasculares. Sin embargo, para que sus productos puedan entrar al mercado se necesita el cumplimiento de la normatividad ante diferentes organismos, como las pruebas de uso simulado de la ISO 25539-1 e ISO 25539-2. Para llevar a cabo los ensayos correspondientes, es posible utilizar simuladores arteriales de modelos antropomórficos para replicar los principales parámetros hemodinámicos en condiciones estables. Con base en lo anterior, se logró desarrollar un simulador arterial modular capaz de controlar temperatura, presión y flujo simulando las condiciones fisiológicas y anatómicas de diferentes afecciones de uso previsto para los dispositivos de la empresa. Inicialmente, se segmentaron imágenes obtenidas por tomografía computarizada en 3D Slicer y se crearon modelos tridimensionales en Autodesk Inventor a los que se les evaluó su dinámica de fluidos computacional en Abaqus. Simultáneamente, se manufacturó un modelo de silicona de las arterias femorales impreso tridimensionalmente por estereolitografía. Después, se instrumentó el simulador arterial con sensores para medir las variables de flujo y presión programados en Arduino. Finalmente, se realizó una evaluación del funcionamiento del simulador arterial y una prueba del uso simulado de un stent. En definitiva, el simulador arterial fue capaz de mantener valores constantes de flujo y presión, satisfaciendo los requisitos regulatorios para las pruebas de desempeño de dispositivos vasculares.