Resumen en español

En condiciones normales, se debe mantener un equilibrio entre la producción y la absorción de líquido cefalorraquídeo (LCR). Sin embargo, cuando se impide o perturba la producción de LCR o se inhibe su flujo normal, se perturbará dicho equilibrio, resultando en hidrocefalia. En la hidrocefalia se produce un aumento anormal del volumen del LCR dentro del cráneo, que resulta en la dilatación de los espacios en el cerebro llamados ventrículos; produciendo una presión seriamente perjudicial en los tejidos (Snell, 2007). La incidencia de hidrocefalia como resultado de anormalidades en el Acueducto de Silvio (AS) es de aproximadamente 1 de cada 9000 nacimientos. La estenosis acueductal causa aproximadamente el 10% de la hidrocefalia en pacientes adultos (Matys, Horsburgh, Kirollos, & Massoud, 2013). En niños, la hidrocefalia se asocia con un retraso de moderado a grave en el desarrollo. En el primer año de vida, la presentación clínica generalmente consiste en una rápida ampliación de la circunferencia de la cabeza (Cinalli et al., 2011). Técnicas como la derivación, la ventriculostomía endoscópica del tercer ventrículo (TEV) y la acueductoplastia se incluyen entre los tratamientos utilizados para la hidrocefalia (Toma, 2015) (Arias et al., 2004). En un periodo de 1 año se reporta un índice de fallo de la derivación de aproximadamente 29% (Wright, Larrew, & Eskandari, 2016), asociado a obstrucción, infecciones y fallo en algunos de sus componentes. Respecto a los tratamientos de ETV, se reportan preocupaciones con su uso debido a la seguridad del procedimiento, y a que se puede pasar de una hidrocefalia activa a un tipo detenido, en el que los pacientes quedan con ventrículos más grandes (Nishiyama, Yoshimura, & Fujii, 2015). Por otra parte, en pacientes tratados con acueductoplastia se ha reportado una tasa de revisión sin colocación de stent superior al 50% debido a la reconexión del acueducto (Fritsch et al., 2004). Por todo esto, se han planteado y desarrollado alternativas de tratamiento, de los cuales los stents surgen como opción viable. Al ser un dispositivo médico, los stents deben cumplir con unos requisitos fundamentales para su correcto funcionamiento dentro del cuerpo humano. Estos requisitos dependerán de los fenómenos de flujo y presión al interior del AS, además de su geometría. En general, las contribuciones de presión y velocidad en el flujo son difíciles de medir in vivo porque son pequeñas; sin embargo, el flujo en geometrías complejas como el AS, puede ser estudiado mediante un método de solución aproximado. Por tanto, se realizan simulaciones con herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD). Posteriormente, se proponen diversos tipos de stent, con geometrías similares al AS, siguiendo la metodología de diseño de Ulrich & Eppinger, y realizando validaciones a través de simulaciones de esfuerzo y deformación del dispositivo, para determinar un prototipo final. Se validan las simulaciones por computador, a través de un modelo a escala que verifica el cumplimiento de los valores de presión y flujo al interior del AS. Se analizan los criterios a tener en cuenta en el stent para su proceso de manufactura tales como materiales, calidad, entre otros. Finalmente, se plantea un modelo semifísico de base fenomenológica para abordar los sistemas de proceso que intervienen en el funcionamiento del stent, lo que servirá como herramienta de diseño. Palabras clave: Acueducto de Silvio, stent, líquido cefalorraquídeo (LCR), dinámica de fluidos computacional (CFD), modelo tridimensional (3D), presión, perfil de velocidad.