Formação de trombos em cateteres de hemodiálise: avaliação das estruturas micro-morfológicas e estudo numérico do comportamento do escoamento venoso
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcos Pinotti Barbosa
Aron Jose Pazin de Andrade
Tulio Pinho Navarro
Joseph Fabiano G Santos
Aron Jose Pazin de Andrade
Tulio Pinho Navarro
Joseph Fabiano G Santos
Resumo
Embora os orifícios laterais dos cateteres venosos centrais viabilizem uma vazão adequada para a realização da hemodiálise, eles podem favorecer o distúrbio no escoamento proporcionando um ambiente hemodinâmico crítico que estimula o desenvolvimento da fibrina e do trombo venoso. Além disso, condições hemodinâmicas alteradas podem influenciar na estrutura e conformação dafibrina no interior dos orifícios laterais. Objetivou-se avaliar as estruturas micro-morfológicas do trombo venoso in vivoe o comportamento do escoamento venoso em presença de cateteres venososcentrais.Utilizou-se a di-nâmica dos fluidos computacional em regime laminar e turbulento para comparar o escoamento num cateter parcialmente obstruído com um desobstruído. Aplicou-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, microscopia de varredura a laser de dois fotons, microscopia de fluorescência e análise histológica para entender as características micro-morfologicasdo trombo in vivoe comparar a disposição do tecido com as forças hidrodinâmicas do escoamento venoso. Observou-se que os orificios laterais manteram um limiar de tensão de cisalhamento elevado duranteo ciclo cardíaco. A taxa de defor-mação média na superfície interna do orifício venoso em regime laminar aumentou de 8047,46 ±18,21 s-1 para 12400,02 ± 7,40 s -1 quando o cateter estava obstruído e, no regime turbulento aumentou de 6449,06 ± 18,31 s-1para 10497,04 ± 4,62 s-1. Embora os valores de taxa de deformação tenham sido menores no regime turbulento quando comparado ao laminar, os valores ainda são considerados elevados de acordo com parâmetros fisiológicos. A mediana de pressão no orifício central cateter em regime laminar foi de 1056 (649 -2120) Pa para o cateter não obstruído e de 2163 (1557-3231) Pa para o cate-ter obstruído. Um jato de maior pressão de saída pode aumentar a carga mecânica das células endoteliais e estimular o desenvolvimento de fibrina. A conformação da fibrina está relacionada com a complexidade da dinâmica do escoamento: presença de vórtices, áreas de recirculação e separação de escoamento associada a regiões de alta tensão de cisalhamento e taxa dedeformação. Os orifícios venosos apresentaram maior distúrbio no escoamento quando comparado aos arteriais. Observou-se uma associação entre a conformação da fibrina avaliada em microscopia eletrônica de varredura e em microscopia de varredura a laser de dois fótons e a tensão de cisalhamento na parede e a taxa de deformação no interior dos orifícios venosos. Pelo método de quantificação da fibrina em microscopia de fluorescência, a fibrina foi associada à alta fluorescência enquanto que os glóbulos vermelhos foram associados à baixa fluorescência. Finalmente, as técnicas apresentadas neste estudo mostraram-se adequadas para a caracterização do trombo e pode ser aplicada para o densevolvimento e testes de novas estratégias que limitam a formação do trombo no interior do orifício venoso.
Abstract
Assunto
Bioengenharia, Engenharia mecânica
Palavras-chave
Dinâmica dos fluidos computacional, Microscopia a laser de dois fótons, Trombo, Bioengenharia, Cateter venoso central, Microscopia eletrônica