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USP e Unicamp desenvolvem dispositivo que dispensa anticoagulantes (29 notícias)

Publicado em 25 de dezembro de 2023

Pesquisadores da USP (Universidade de São Paulo) e da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) desenvolvem dispositivo que pode dispensar o uso de anticoagulantes em pacientes cardíacos, a válvula aórtica de Wheatley.

A pesquisa, desenvolvida no Cemeai (Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria), consiste na modelagem computacional de um mecanismo que substitui a válvula aórtica natural em pacientes com casos graves da doença de estenose aórtica.

A patologia é um estreitamento da válvula principal que se ramifica do coração (aorta), segundo o Hospital Albert Einstein. Esse estreitamento impede que a válvula se abra completamente, reduzindo o fluxo de sangue para o corpo e dificultando o funcionamento do coração.

Comum entre idosos, em quadros graves a única alternativa viável para garantir uma melhoria na qualidade de vida do paciente é um transplante da válvula natural disfuncional por uma artificial.

As pesquisas do Cemeai tem ênfase na válvula aórtica de Wheatley, criada em 2012 pelo professor e cirurgião cardíaco escocês David Wheatley. O mecanismo surgiu porque o inventor sentiu a necessidade de um melhor entendimento do modelo matemático e computadorizado do dispositivo.

A oportunidade de estudo para os pesquisadores brasileiros surgiu quando o professor Wheatley consultou Sean McKee, da Universidade of Strathclyde, também na Escócia. Por sua vez, McKee contatou um ex-doutorando sob sua orientação, o professor da USP José Alberto Cuminato, coordenador do Cemeai, que atualmente pertence ao corpo docente da Strathclyde.

O aprimoramento da válvula aórtica de Wheatley é importante porque ela deverá dispensar o uso de medicamentos anticoagulantes na fase pós-operatória, como é feito com outras válvulas poliméricas.

Os anticoagulantes são utilizados para “afinar” o sangue, ou seja, impedem a formação de coágulos e facilitam a circulação sanguínea. Esse tipo de tratamento medicamentoso requer extremo cuidado e atenção do paciente principalmente quando acontecem sangramentos que podem levar a outras complicações.

Os estudos já renderam o Prêmio Pós-Doc USP deste ano, na área de ciências exatas e da terra, para o professor da Unicamp Hugo Luiz Oliveira, participante do grupo de pesquisadores.

O Cemeai é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão apoiado pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e sediado no ICMC-USP (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo), campus de São Carlos.

Etapas do processo

Dispor de um modelo computacional de alta fidelidade reduz não só o tempo empregado na concepção da válvula e de seus mecanismos intrínsecos, como também os custos envolvidos na produção física de protótipos e testes experimentais.

A equipe do Cemeai se propôs a realizar a modelagem computacional da válvula de Wheatley a fim de reproduzir o seu comportamento mecânico em condições de serviço. Essa ação permite que quaisquer melhoramentos eventualmente apontados possam ser testados virtualmente sem a necessidade de produção de novas peças a cada alteração proposta.

Os experimentos pretendem garantir que a válvula abra e feche rapidamente e que a tensão de cisalhamento no fluxo sanguíneo esteja sempre acima de um limite crítico. Com isso, o sistema evita a formação de tromboses e garante uma vida útil maior do dispositivo em comparação às válvulas convencionais.

Para alcançar o resultado proposto, os pesquisadores testaram vários softwares. A opção que melhor se adequou às necessidades do projeto de pesquisa foi o solver LS-DYNA, que permitiu reproduzir no computador o desempenho mecânico e fluidodinâmico que a válvula aórtica de Wheatley apresenta em condições controladas de vazão e pressão.

Com informações de Agência Fapesp