Análise analítico-numérica da taxa de ativação plaquetária e hemólise para avaliação da eficiência de cateteres venosos centrais comercias

Abstract

A hemodiálise é uma terapia aplicada principalmente em pacientes com doenças renais e consiste na filtragem do sangue por um equipamento externo. Uma das formas de acesso vascular existentes são os Cateteres Venosos Centrais (CVC), que possuem geometrias diferentes para cada fabricante. O objetivo desse trabalho é avaliar a eficiência de cateteres a partir da aplicação do Índice de Ativação Plaquetária (PLI) e pela porcentagem de partículas sob altas tensões de cisalhamento, que favorecem a lise celular. Neste estudo, foram realizadas simulações numéricas em cateteres com diferentes geometrias de furos laterais, a fim de comparar com o modelo sem furos laterais, considerando o sangue como um fluido não newtoniano. As análises foram realizadas pelo software ANSYS Fluent e pós-processadas no MATLAB para a obtenção dos campos de velocidade e tensão cisalhante, bem como os efeitos desses parâmetros sobre as partículas inseridas no domínio com objetivo de simular as células sanguíneas e avaliar o PLI e a lise celular. Os melhores resultados foram observados nos cateteres sem furos laterais, de furos retos e de furos cônicos 1, com baixo PLI. Os cateteres com o pior desempenho foram os com furos oblíquos 1 e cônicos 2.

Hemodialysis is a procedure applied mainly to patients with kidney diseases and consists of filtering the blood with an external equipment. One of the most widely used forms of access is the Central Venous Catheter (CVC), which has different geometries from each manufacturer. The objective of this study is to evaluate the efficiency of a catheter through the platelet lysis index (PLI) and the particle’s percentage under high shear stress witch can increase the blood cell lysis. In this study, numerical simulations were performed on catheters with different side holes geometries for comparison with a no side holes model considering blood as a non-Newtonian fluid. The analyses were performed with ANSYS Fluent and post processed with MATLAB to obtain the velocity and shear stress contour, as well the effects of these parameters on the particles inside the domain in order to simulate the blood cells and to evaluate the PLI and blood cell lysis. The best results were obtained for the no side holes, straight side holes and conical side holes 1 catheters, with low PLI. The lowest efficiency was observed for the oblique side holes 1 and conical side holes 2 catheters.