Simuleringer karakteriserer turbulens forårsaget af fælles forbindelse til dialyse

Patienter med nyresvigt kræver ofte, at arteriovenøse transplantater tilsluttes dialysemaskiner til deres livreddende behandling. Imidlertid, et almindeligt problem med de kunstige rør er, at de kan fremkalde farlige blodpropper.

Det komplekse samspil mellem AVG'erne, de kar, de forbinder, og blodet, de transporterer, har været svært at simulere med computere. En ny metode giver en måde at modellere sådanne forhold på.

Zengding Bai og Luoding Zhu fra Indiana University-Purdue University Indianapolis rapporterer deres resultater i Væskers fysik , fra AIP Publishing, på en række simuleringer, der rekonstruerede væskedynamikken påvirket af indsættelsen af ​​en AVG. Forskerne brugte en model, der overvejede AVG-rørs og blodkars evne til at deformere og fandt ud af, at meget af det forstyrrede flow kunne afbødes af denne fleksibilitet.

Værket markerer en af ​​de første anvendelser af en fleksibel vene-graft anastomose-model, der tegner sig for flere variabler, der er forskellige fra patient til patient. Det meste af forskningen i flowsimuleringen, der involverer AVG'er, har antaget, at blodkar og transplantater er stive og immobile.

Bai og Zhu har tidligere udviklet en model, hvor dialyseret blod fra en simuleret, deformerbar AVG kommer ind i en deformerbar vene. Det giver teamet mulighed for at kontrollere funktioner, såsom blodgennemstrømningshastighed, fastgørelsesvinkel, diametre, og Reynolds nummer, en mængde, der relaterer til en væskes viskositet, densitet og hastighed til hvor turbulent strømningen kan være.

Efter adskillige simuleringer, forskerne fandt, at AVG - ikke venen - havde størst indflydelse på strømningsforstyrrelser.

Selvom deres simuleringer endnu ikke peger på et optimalt design til transplantater, Zhu sagde, at resultaterne tyder på, at der findes flere muligheder for at forbedre AVG'er.

"Vi håber, at denne model kan pege folk, der fremstiller disse transplantater i en retning for at lave bedre transplantater, sagde han. I dag, transplantater er mere stive end vener, så du kan prøve at gøre dem mere fleksible end vener."

Ved at finde måder at reducere AVG-relateret trombose, gruppen formoder, at designgrafts kan bruges i længere perioder. Zhu sagde, at et typisk AVG-rør højst holder to til tre år, og at mange patienter dermed har brug for flere bjærgningsprocedurer eller udskiftninger gennem deres liv.

Forskerne søger at finde flere måder at forbedre modellens nøjagtighed på, herunder bedre modellering for væv omkring blodkar.