Analisi computazionale dell'emodinamica in caso di malposizionamento della valvola percutanea

Questa tesi presenta lo sviluppo progressivo di un modello tridimensionale di fluid–structure interaction (FSI) in COMSOL Multiphysics per l’analisi del comportamento emodinamico in fase sistolica precoce di configurazioni di valvola aortica transcatetere (TAVI) in condizioni di malposizionamento. Il lavoro è stato strutturato come un percorso metodologico graduale: dai tutorial preliminari, utili per acquisire familiarità con il workflow FSI, la gestione della mesh mobile e le impostazioni del solutore, fino allo studio di una geometria preliminare di casting, che ha rappresentato il primo banco di prova anatomicamente rilevante per esplorare criticità numeriche e strategie di stabilizzazione del modello. Su queste basi è stato quindi costruito il modello finale modulare TAVI, derivato direttamente dalle geometrie CAD della piattaforma sperimentale del CAVE Lab, così da mantenere coerenza geometrica con il setup in vitro. Sono state investigate cinque configurazioni: valvola nativa, TAVI nominale, due configurazioni con traslazione assiale del dispositivo e una configurazione con disallineamento rotazionale. L’analisi è stata limitata alla fase di apertura valvolare, ritenuta sia clinicamente significativa sia numericamente più gestibile. I risultati mostrano che la valvola nativa mantiene il pattern di apertura più regolare, il getto più centrato e la minore perdita di carico transvalvolare, mentre la configurazione TAVI nominale rappresenta la condizione protesica più equilibrata. Tra i casi malposizionati, la rotazione risulta la condizione più critica dal punto di vista cinematico, con maggiore asimmetria di apertura ed anticipata perdita di convergenza, mentre le traslazioni assiali influenzano soprattutto gli indicatori emodinamici globali, aumentando velocità di getto e pressione transvalvolare. Pur con i limiti legati all’uso di acqua come fluido di lavoro, a leggi costitutive lineari elastiche e alla restrizione alla sola fase di apertura, il modello sviluppato fornisce un I quadro comparativo controllato utile a isolare gli effetti del malposizionamento e costituisce una base metodologica per futuri sviluppi e per una successiva validazione in silico–in vitro.