Gli aneurismi si formano come rigonfiamenti o rigonfiamenti anomali su un'arteria, e, se rotto, può portare a gravi complicazioni di salute o addirittura alla morte. Alcuni aneurismi possono esistere per lungo tempo senza rompersi, e l'intervento chirurgico coinvolto nel trattamento degli aneurismi può essere piuttosto rischioso, quindi è necessario un parametro che aiuti a guidare i chirurghi.

Oggi, le decisioni terapeutiche vengono prese principalmente valutando i parametri geometrici come la dimensione di un aneurisma, che si ottiene da immagini mediche. Ma la meccanica dei fluidi è nota per essere un fattore importante nell'iniziazione, crescita e rottura degli aneurismi. I fattori determinati dal flusso, come lo sforzo di taglio e le sue oscillazioni sulle pareti di un'arteria, richiedono gravose misurazioni del flusso e simulazioni numeriche. Un semplice parametro che dipende sia dal flusso che dalla geometria, che possono sostituire fattori di flusso (che richiedono misurazioni e simulazioni di flusso) non esiste.

Ma ora, come riportano sulla rivista i ricercatori dell'Università di Buffalo e della Texas A&M University Fisica dei fluidi , hanno sviluppato un semplice parametro non dimensionale che dipende sia dalla geometria che dalla forma d'onda del flusso per classificare la modalità del flusso negli aneurismi sia della parete laterale che della biforcazione.

"Questo semplice parametro, chiamato 'numero aneurisma (An), ' è il rapporto tra le scale temporali di due fenomeni in competizione negli aneurismi:la prima è la scala temporale del trasporto, che rappresenta il trasporto di una particella fluida attraverso l'espansione dell'aneurisma, " ha detto Iman Borazjani, un professore associato al Texas A&M. "La seconda è la scala temporale della formazione del vortice, che rappresenta la formazione di un vortice dovuto al flusso pulsatile in un'espansione."

Il fenomeno del trasporto crea uno strato di taglio stazionario attraverso la regione di espansione, Lui ha spiegato, mentre al fenomeno del vortice piace creare un anello di vortice. Se la scala dei tempi di trasporto è inferiore (An <1), quindi si forma uno strato di taglio stazionario e la modalità di flusso è chiamata modalità cavità. Altrimenti, si forma un vortice ad anello (An> 1) e la modalità flusso è la modalità vortice.

Il lavoro del gruppo è una svolta significativa perché sono stati in grado di dimostrare che non solo il loro numero di aneurisma può classificare la modalità di flusso in geometrie sia semplificate che anatomiche, ma anche che le oscillazioni dello sforzo di taglio sono maggiori nel flusso in modalità vortice (An> 1). "Ciò significa che il nostro semplice parametro potrebbe essere un buon sostituto del parametro di taglio oscillatorio, senza la necessità di impegnative misurazioni e simulazioni di flusso per calcolare il taglio sulla parete, " ha detto Borazjani.

Quando i ricercatori hanno presentato per la prima volta il loro lavoro semplificato, diversi revisori si sono chiesti se i risultati per le geometrie semplificate siano applicabili a quelle anatomiche reali. "Non erano convinti, quindi abbiamo dovuto dimostrare che il nostro parametro funziona per le geometrie anatomiche. Ora, un paio di articoli vengono pubblicati insieme, "Borazjani ha detto, spiegando perché il gruppo ha continuato a scrivere un secondo articolo sul proprio lavoro. Hanno prima sviluppato e testato il loro parametro per le geometrie semplificate (idealizzato) nella parte I del loro articolo, e poi applicato a quelli anatomici nella parte II.

taglio oscillatorio, che è correlato al parametro del gruppo, si pensa che influenzi le cellule endoteliali e promuova l'infiammazione, crescita di aneurismi, e anche la loro rottura. Per esempio, "una modalità di flusso a vortice ha maggiori probabilità di rompersi perché ha un taglio oscillatorio più elevato, " Disse Borazjani. "Pertanto, pensiamo che il nostro semplice parametro possa aiutare i chirurghi a prendere decisioni per il trattamento di un aneurisma in futuro".