Simulación computacional

Un 'software' de la industria aeroespacial mejora la diálisis renal

Software de la industria aeroespacial para mejorar la diálisis renal
Foto: PETER VINCENT/IMPERIAL COLLEGE LONDON
Actualizado 17/03/2015 17:59:24 CET

MADRID, 17 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de Reino Unido han rediseñado con un 'software' de la industria aeroespacial una conexión artificial entre una arteria y una vena, conocida como fístula arteriovenosa (FAV), que los cirujanos realizan en los brazos de las personas con enfermedad renal en etapa final para que puedan recibir diálisis de rutina, someterse a un filtrado de sangre y se les pueda mantener vivos después de que sus riñones fallen.

   El nuevo diseño, que se describe en la revista 'Physics of Fluids', puede disminuir la probabilidad de que la fístula arteriovenosa se bloquee, una complicación grave de la diálisis. Mientras que la FAV tendría que demostrar eficacia en ensayos clínicos antes de que se pudiera considerar un éxito, los científicos están entusiasmados con su enfoque de emplear software de la industria aeroespacial para diseñar las nuevas configuraciones.

  "Por el momento, el proceso de creación de fístulas arteriovenosas para diálisis es más bien de 'talla única para todos", afirma Peter Vincent, profesor titular y  miembro del Departamento de Aeronáutica en el Imperial College de Londres, en Reino Unido. "Nuestro objetivo final es utilizar las herramientas de simulación computacional para diseñar configuraciones específicas de fístulas arteriovenosas a medida del paciente que no se bloqueen ni fallen", añade.

   La diálisis es un tratamiento que salva vidas en la patología renal en etapa terminal, la última fase de la enfermedad renal crónica, una afección grave y a menudo fatal de la salud en la que los riñones de una persona se dañan y ya no pueden filtrar la sangre tan eficazmente como los sanos. Como resultado, los desechos de la sangre permanecen dentro del cuerpo y a menudo conducen a otros problemas de salud como las enfermedades cardiovasculares, la anemia y trastornos óseos.

   La enfermedad renal crónica es un problema de salud global. Para ponerlo en perspectiva, sólo en Estados Unidos, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que más de 20 millones de adultos, más del 10 por ciento de la población adulta del país, pueden tener la enfermedad, aunque muchos están sin diagnosticar. La enfermedad renal es ahora la novena causa de muerte en Estados Unidos.

   Una vez que falla el riñón de una persona, es necesario un trasplante de riñón o tratamiento regular a través de una máquina de diálisis para mantener el filtrado de la sangre como un riñón. La cirugía de trasplante tiene muy buenos resultados, pero los procedimientos están limitados por la disponibilidad de riñones donados. Las personas a menudo esperan a un nuevo trasplante de riñón durante años, teniendo que someterse a diálisis periódicamente.

   Un problema que surge con la diálisis es que las conexiones realizadas entre el cuerpo y una máquina de diálisis a través de fístulas arteriovenosas con frecuencia se bloquean y fallan poco después de su creación, lo que conduce a resultados clínicos desfavorables y una carga económica adicional significativa para los sistemas de salud de todo el mundo.

   Así que un equipo interdisciplinario de investigadores de Reino Unido, incluidos expertos de aeronáutica, bioingeniería, ingeniería computacional, imágenes médicas y medicina clínica, del Imperial College de Londres, el Centro Renal Renal y de Trasplantes en el Hospital Hammersmith y el Hospital de Santa María comenzó diseñaron una fístula arteriovenosa con reducidas tasas de fracaso.

   Para ello, los investigadores primero tuvieron que entender mejor cómo la curvatura arterial afecta al flujo sanguíneo y los patrones de transporte de oxígeno dentro de la fístula arteriovenosa. Los patrones de flujo de sangre dentro de la FAV son "inherentemente no naturales" y se cree que por ello llevan a su fracaso final", explica Vicent.

   Mediante el uso de software de simulación computacional desarrollado originalmente para el sector aeroespacial, el equipo fue capaz de simular y predecir los patrones de flujo en varias configuraciones de fístula arteriovenosa. "Esto nos permite diseñar fístulas arteriovenosas con muchos más patrones naturales de flujo, que se espera que reduzcan las tasas de fracaso", destaca Vincent.

   El equipo identificó formas de construir fístulas arteriovenosas de forma que el flujo se estabilice. "Hemos descubierto que si una fístulas arteriovenosa se forma a través de la conexión de una vena en el exterior de una curva arterial, se estabiliza el flujo", relata este investigador.

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