Modelo de elementos finitos para reproducir la dinámica de los velos en una TAV

Resumen

Las válvulas aórticas transcatéter (TAV) han transformado el tratamiento de la estenosis aórtica en pacientes de alto riesgo, permitiendo el reemplazo valvular sin cirugía a corazón abierto. Sin embargo, su durabilidad sigue siendo un desafío, lo que motiva la necesidad de modelos computacionales avanzados para predecir su comportamiento mecánico y optimizar su diseño.

Este estudio presenta un modelo de simulación basado en el Método de Elementos Finitos (FEM) para analizar la dinámica de las TAV bajo condiciones fisiológicas. Se desarrolló un modelo tridimensional de los velos valvulares, generado a partir de una superficie plana inicial que se adapta a la geometría final tras su fijación al stent. La caracterización del material se realizó mediante un modelo elástico lineal, basado en ensayos de tracción uniaxial sobre pericardio bovino.

El análisis se centró en dos aspectos clave: la configuración geométrica en la posición de apertura máxima y la dinámica valvular durante el ciclo cardíaco completo. Para la apertura, se evaluó el efecto de la relación entre presión hidrostática (normal) y presión dinámica (direccional) en la geometría final. En la simulación del ciclo cardíaco, se aplicó un perfil de presión transvalvular variable en el tiempo. Los resultados mostraron una apertura eficiente en sístole y una correcta coaptación en diástole. Además, el modelo capturó el fenómeno de pinwheeling, caracterizado por una torsión de los velos antes del cierre. El análisis de tensiones reveló que en el modelo las mayores concentraciones de esfuerzo no ocurren durante el cierre completo, sino en las fases intermedias cuando los velos cambian de forma entre cóncavos y convexos.

Los resultados validan la capacidad del modelo para representar con precisión el comportamiento dinámico de las TAV, ofreciendo una herramienta computacional eficiente para mejorar el diseño de prótesis valvulares más duraderas.