Análisis numérico de una prótesis endobronquial utilizada para el tratamiento de cáncer pulmonar



Título del documento: Análisis numérico de una prótesis endobronquial utilizada para el tratamiento de cáncer pulmonar
Revista: Revista colombiana de biotecnología
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000362722
ISSN: 0123-3475
Autores: 1


1
Instituciones: 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, México, Distrito Federal. México
Año:
Periodo: Dic
Volumen: 12
Número: 2
País: Colombia
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español datos estadísticos dados por el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER). Esto genera la necesidad de incrementar la eficiencia en la aplicación de los tratamientos usados para este tipo de patología. Algunos de los métodos utilizados con mayor frecuencia para el tratamiento de estas dolencias hacen uso de micro dispositivos, también conocidos como válvulas endobronquiales. Este es un sistema alternativo que evita cirugías invasivas y logra prolongar e incrementar la calidad de vida de los pacientes. En este trabajo se presenta el análisis del desempeño de la válvula IBV®. Para el desarrollo del estudio numérico se determinaron las dimensiones y propiedades mecánicas del modelo a partir de catálogos del fabricante. Se desarrolló un modelo para el cual se consideraron las propiedades del Nitinol® y Silastic®. Asimismo, se propusieron dos condiciones de operación para la válvula, una anclada en el bronquio y la otra en la condición en la que se encuentra plegada dentro del broncoscopio. Se utilizó el Método del elemento finito (MEF) para simular las condiciones de trabajo de la válvula. Los resultados encontrados muestran el funcionamiento estructural y el nivel de los esfuerzos generados en el implante durante el ciclo de respiración forzada del individuo. Además, se proporcionan las bases para generar un nuevo dispositivo que pueda emular el funcionamiento de este tipo de implantes y aumente la eficiencia del tratamiento de dicha patología
Resumen en inglés Bronchial respiratory sickness occupies sixth place in Mexican mortality rates according to National Institute of Breathing Sickness (INER) statistics, meaning that the efficiency of treatment for this disease should be increased. The intrabronchial valve is a recommended treatment method, its main objective being an alternative for avoiding invasive surgery and increasing the length and quality of a patient’s life. An IBV® valve was submitted to biomechanical analysis. Regarding numerical analysis, the valve’s dimensions and mechanical properties were proposed using manufacturers’ catalogues as more reliable information was not available in the pertinent available literature. As a result, a new model was developed in which nitinol® and silastic® were considered as the main valve materials. The proposed working conditions assumed that the valve had been implanted in folded form at the bronchus and then anchored when it is unfolded. The finite element method (FEM) was used for simulating the proposed working conditions. The results showed the structural performance and stress level produced in the implant during a person’s forced breathing cycle. They also provided the knowledge for producing a new device that could emulate the performance of these implants and develop more efficient treatment for this disease
Disciplinas: Ingeniería,
Medicina
Palabras clave: Ingeniería biónica y cibernética,
Neumología,
Oncología,
Prótesis endobronquial,
Válvulas,
Cáncer,
Biotecnología,
Análisis numérico,
Pulmones,
Aleaciones de memoria de forma,
Método de elementos finitos
Keyword: Engineering,
Medicine,
Bionics and cybernetics,
Oncology,
Pneumology,
Intrabronchial prosthesis,
Valves,
Cancer,
Lungs,
Shape memory alloys,
Finite element method,
Biotechnology,
Numerical analysis
Texto completo: Texto completo (Ver PDF)