A fluid-structure interaction framework for mechanical aortic valves: analyzing the effects of valve design and aortic curvature on hemodynamics

Autori: Mariachiara Arminio, Dario Carbonaro, Valentina Mazzi, Karol Calò, Rodrigo Paz, Facundo Del Pin, Diego Gallo, Umberto Morbiducci, Claudio Chiastra

Keywords

bileaflet valves; fluid–structure interaction; heart valve prosthesis; in silico medicine; mechanical aortic valves.

Summary

Questo studio esamina le prestazioni emodinamiche delle valvole cardiache meccaniche aortiche (MHV), ampiamente utilizzate nei casi in cui è richiesta una durata a lungo termine. È stato sviluppato un modello di interazione fluido-struttura (FSI) fortemente accoppiato per analizzare l’interazione tra il design della valvola e il flusso sanguigno. Sono state condotte nove simulazioni utilizzando tre modelli di MHV e tre geometrie aortiche, inclusi modelli diritti e curvi. I risultati mostrano che il design della valvola influisce in modo significativo sui modelli di flusso, mentre le aorte diritte semplificate sottostimano caratteristiche emodinamiche chiave quali l’intensità dei vortici e l’allungamento del flusso. Nel complesso, il modello fornisce uno strumento affidabile a supporto della progettazione e dell’ottimizzazione delle MHV in condizioni anatomiche realistiche.

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