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Title: Diseño de dispositivo para apertura del conducto de Silvio, en el tratamiento de hidrocefalia en neonatos
Authors: Díaz Espinosa, Ana María
Adviser: Montoya Góez, Yesid
Keywords : Acueducto de Silvio
Hidrocefalia
Stent
Simulación computacional
Aqueduct stent placement
Aqueductal stenosis
Cerebral aqueduct
Hydrocephalus
Finite Element Analysis (FEA)
Issue Date: 2017
Publisher: Universidad EIA
Abstract: La hidrocefalia es una patología que, en los últimos años, se presenta con mayor frecuencia en neonatos (Misnaza Castrillón, 2012); en Colombia, se estima que 4 de cada 1.000 nacimientos resultan en niños hidrocéfalos (Giraldo, 1994). A lo largo de los años, se han propuestos diversas opciones de tratamiento de esta enfermedad, que van desde procedimientos clínicos, generalmente intervenciones quirúrgicas como la acueductoplástia por endoscopía, hasta el implante de dispositivos de derivación que permiten drenar el exceso de líquido cefalorraquídeo acumulado en la cavidad craneal, hacia otras locaciones anatómicas. No obstante, anomalías congénitas en el paciente como la estenosis del Acueducto de Silvio (AS) pueden ocasionar un caso particular de hidrocefalia que solo se puede tratar por vía quirúrgica. Algunos autores han propuesto diversas alternativas para tratar esta patología a partir del uso de dispositivos de inserción; sin embargo, estos conllevan riesgos físicos y cognitivos para el paciente, así como dificultad de manejo en el momento del procedimiento clínico. En este Trabajo de Grado se diseña un prototipo de dispositivo para la apertura del AS que consiste en un elemento tipo stent fabricado con materiales biocompatibles, con base en la metodología de diseño y desarrollo de productos de Karl Ulrich. Los resultados del prototipo han sido verificados por medio de simulación por elementos finitos y simulación computacional dinámica de fluidos, además de un prototipo de modelo a escala evaluado mediante análisis dimensional. Como resultado de lo anterior, se obtuvieron dos potenciales prototipos de stent como opción de tratamiento para la estenosis en el AS, y un sistema de liberación especial para ambos sistemas. El primer prototipo, tiene una estructura en configuración de malla y está fabricado en Nitinol®, y el segundo prototipo, posee configuración tubular y está fabricado en silicona de grado médico. Por otro lado, las simulaciones CFD para el modelo en CAD del Acueducto de Silvio (AS) difieren en los perfiles de distribución de velocidad y presión reportados en la literatura técnica. No obstante, estas discrepancias son atribuibles a la variación de la geometría del AS, así como el tercer y cuarto ventrículo, y a los parámetros de simulación implementados en los diferentes estudios.
Abstract (English): In the past years, the population of newborns with hydrocephalus have been increasing at a worrisome rate. The available treatment options are surgical procedures, such as endoscopic aqueductoplasty and implantable bypass devices, allowing the drainage of cerebrospinal fluid excess to other anatomical locations. Cerebral Aqueduct Stenosis is a congenital anomaly that causes hydrocephalus. As it can only be treated by surgical procedures, some authors developed several alternatives, including insertion devices. However, these treatment options entail physical and cognitive risks for the patient, as well as handling difficulties at the time of the clinical procedure. This Work of Degree develops a potential design for a device that reestablish cerebrospinal fluid flow through the Cerebral Aqueduct (CA), as a treatment option for congenital and obstructive hydrocephalus. This prototype consists on an engineered stent made of biocompatible materials. The design process is based on Ulrich’s Product Design and Development Methodology, as it empowers using finite element and dynamic computational fluid simulation (CFD), as decision tool. In addition, a prototype at a 1:4 scale model evaluated by dimensional analysis, allows calculating de fluid velocity at the inlet section of the CA. As a result, two potential stent prototypes, as well as its attachment surface modification and release system were obtained. The first prototype, manufactured in Nitinol®, has a mesh structure. The second prototype has a tubular geometry, manufactured in medical grade silicone. Furthermore, CFD simulations performed to the CA 3D model reports velocity and pressure distribution profiles that differ from values presented by technical literature. These discrepancies are attributable to the variation in the geometry of the CA and the simulation parameters used in different studies.
Description: 126 páginas
URI: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/1995
Citation: Díaz Espinosa, A.M. (2017) Diseño de dispositivo para apertura del conducto de Silvio, en el tratamiento de hidrocefalia en neonatos (Trabajo de grado). Recuperado de: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/1995
Autorization: openAccess
Location: BIOM/0282
Appears in Collections:Ingeniería Biomédica

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