بررسی پیوند با زوایای منفرجه برای کاهش شکست فیستول با استفاده از مدلسازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دانشگاه تربیت مدرس

2 تربیت مدرس

چکیده

با توجه به نقش تعیین‌کننده‌ی زاویه‌ی پیوند در کارایی فیستول برای دیالیز، پیوندهای منفرجه با زوایای 90، 120، 135 و 145 طراحی و شبیه‌سازی شده و نتایج از نقطه‌نظر الگوهای جریان در محل پیوند و تنش‌برشی در دیواره‌ی فیستول مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این پژوهش، جهت مقایسه‌‌ی نتایج در فیستول از دو مدل خون نیوتونی و غیرنیوتونی با مدل کاریو استفاده شده و در دبی بیشینه و متوسط از منحنی ضربانی خون (به ترتیب در دبی جریان در زمان 2/0 ثانیه و 4/0 ثانیه) مدل-سازی شدند. در زاویه‌ی 90 درجه، ابعاد گردابه‌های تشکیل شده، به علت جدایش جریان در هنگام عبور از محل پیوند، به طور محسوسی بزرگ‌تر از زوایای منفرجه می-باشند و درنتیجه احتمال گرفتگی در محل جریان به شدت افزایش می‌یابد. بنابراین از نقطه نظر الگوی جریان، زاویه‌ی 90 درجه پیوند مناسبی برای ایجاد فیستول نمی‌باشد. در زوایای منفرجه ابعاد این گردابه‏ها بسیار کوچکتر می‌‌شوند و در این صورت زوایای منفرجه انتخاب بهتری محسوب می‌شوند. از نقطه نظر تنش برشی بیشینه، پیوند با زوایای منفرجه نسبت به پیوند با زاویه‌ی 90 درجه، مقادیر تنش برشی بیشینه‌ی کم‌تری دارند. محدوده‌ی درگیر در تنش برشی بیشینه در پیوند با زاویه‌ی 90 درجه بسیار بزرگتر از محدوده‌ی پیوند با زوایای منفرجه می‌باشد. بنابراین احتمال بروز ترومبوز (عامل اصلی شکست فیستول) در آن بسیار بیشتر است. در این شبیه‏سازی نتایج مربوط به مدل‌های نیوتونی و غیر نیوتونی بسیار به هم نزدیک بوده و مدل غیر نیوتونی، مقادیر تنش برشی را کمی بیشتر پیش‌بینی کرده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of Anastomosis obtuse angles to reduce fistula failure with numerical simulation

نویسندگان [English]

  • mohammad naderi 1
  • Ghassem Heidarinejad 2
  • mohamad safarzadeh 2
1 student of tarbiat modares university
چکیده [English]

Regarding the major determinant of Anastomosis angle in the efficiency of fistula for dialysis, obtuse angle Anastomosises are designed and simulated with angles of90,120,135and145 degree and the obtained results are evaluated from standpoint of flow patterns at the region of the Anastomosis and shear stress in the fistula wall. In this study, in order to compare obtained results in fistula, two Newtonian and carreau non-Newtonian blood models are used at maximum flow rate of blood pulsation curve (flow rate at the time of0.2and0.4seconds respectively). At angle of 90degrees, the formed vortices dimensions, due to the separation of the flow during passing through the region of the Anastomosis, significantly larger than obtuse angles. Consequently, the probability of deposition in the region of the flow increases sharply. from the standpoint of flow pattern, the 90degree angles are inappropriate Anastomosis angle for fistula. At the obtuse angles, the dimensions of these vortexes become much smaller, and then the obtuse angles are considered a better choice. From the standpoint of maximum shear-stress, Anastomosis with obtuse angles in comparison with the Anastomosis angle of 90degrees, has lower maximum shear stress values and the range involved in the maximum shear stress in Anastomosis with 90degree is much wider than the range of Anastomosis with the obtuse. Hence, the probability of manifestation of thrombosis (the main factor of fistula failure) is much higher. In this simulation, the results related to the Newtonian and non-Newtonian models are very close, and the non-Newtonian model predicts shear stress slightly more.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hemodialysis
  • Fistula obtuse angle
  • thrombosis
  • atherosclerosis
  • shear stress