Realizzazione di modelli di aorta toracica aneurismatica patient-specific per lo studio in vitro dei flussi tramite tecniche velocimetriche

The study of flow dynamics within a vessel could allow to learn more about the genesis and progression of aneurysmal pathology. The faithful replication of the cardiac flow and the geometry of the vessel are key factors in obtaining a system with fluid dynamic characteristics similar to the real ones of the cardiovascular system. In this context, the purpose of this work was to realize, starting from Computerized Tomography examinations, two silicon models of patient-specific aneurysmal aorta to study the flow generated by a Pulse Duplicator (located in Hydraulics Laboratory of University of Cagliari), a device ables to simulate the pulsatile flow of the cardiac cycle. The first pathological case studied presents a fusiform aneurysm in the ascending segment, immediately after sinuses of Valsalva. The obtained model, including only the aortic root and the ascending segment, enables to study the flow dynamics near the aortic valve and the sinuses of Valsalva. Afterwards, the Pulse Duplicator was modified to lodge silicon models of the entire thoracic aorta within the aortic chamber. The model chosen as object of study is characterized by the presence of an aneurysm in the descending segment, therefore the image acquisition system combined with the Duplicator has been repositioned to study the flow in the pathological region.

La possibilità di analizzare la dinamica del flusso all’interno di un vaso potrebbe consentire di apprendere ulteriori nozioni sulla genesi e la progressione della patologia aneurismatica. La fedele riproduzione del flusso cardiaco e della geometria del vaso sono dei fattori chiave per ottenere un sistema con delle caratteristiche fluidodinamiche somiglianti a quelle reali del sistema cardiovascolare. In questo contesto, lo scopo del presente lavoro è stato di realizzare, partendo da esami di Tomografia Computerizzata, due modelli in silicone di aorta aneurismatica patient-specific per studiare il flusso al loro interno tramite l’utilizzo del Duplicatore d’Impulso del Laboratorio di Idraulica dell’Università di Cagliari, un dispositivo capace di mimare il flusso pulsatile del ciclo cardiaco. Il primo caso patologico studiato presenta un aneurisma fusiforme nel tratto ascendente, subito dopo i seni di Valsava. Il modello ricavato, comprendente solo la radice aortica e il tratto ascendente, consente di studiare la dinamica del flusso in prossimità della valvola aortica e dei seni di Valsalva. Il Duplicatore d’Impulso è stato poi modificato per poter accogliere all’interno della camera aortica modelli in silicone dell’intera aorta toracica. Il modello scelto come oggetto di studio è caratterizzato dalla presenza di un aneurisma nel tratto discedente, perciò il sistema di acquisizione delle immagini abbinato al Duplicatore è stato riposizionato per consentire di studiare il flusso all’interno della regione patologica.