Interacción Fluido Estructura en una Microválvula para el Control de la Presión Intraocular

Propósito: Evaluar el diseño de una microválvula utilizando métodos numéricos que permitan analizar geometrías complejas y la interacción entre el diafragma y el fluido. Metodología: La microválvula está constituida por dos microcanales, una cámara principal y un diafragma que varía el área de paso permitiendo controlar el flujo de humor acuoso. El microdispositivo analizado es de 450x470x500 micrómetros. El humor acuoso se modeló mediante la ecuación de Stokes y la deformación del diafragma se describió a través de un modelo elástico lineal e isotrópico. El acople fluido-estructura se realizó mediante el método arbitrario Lagrange-Euler (ALE). Resultados: La resistencia hidráulica calculada por el modelo varía en el rango de 13.97 a 1.07 mmHg/ul/min con deformaciones en el plano del diafragma entre 0-1%. El desplazamiento máximo del diafragma en la dirección vertical es de 2.67 um y 9.32 um cuando la deformación en el plano es de 0.3% y 1% respectivamente. Conclusión: Para la geometría estudiada, el rango de resistencia hidráulica objetivo se logra en un pequeño rango de desplazamientos del diafragma. El diseño propuesto permite controlar la presión intraocular de pacientes con glaucoma variando la resistencia hidráulica con pequeñas deformaciones del diafragma.Fil: Sassetti, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Guarnieri, Fabio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

An Assessment of Flow and Pressure Control in Experimental Models of Glaucoma Drainage Surgery

There are a number of surgical methods for treating glaucoma, including trabeculectomy and the insertion of drainage devices. At the current time, these procedures are still associated with post-operative problems for a significant number of patients, particularly with the control of aqueous humour flow and pressure e.g. hypotony. The main aim of this work was to look at ways of improving the outcomes of the procedures. The usual approach in assessing surgical techniques is to test them on live human or animal eyes. This is inherently complex, with a significant challenge to keep some of the major parameters e.g. aqueous humour inflow and wound healing consistent throughout a series of tests, and with this the problem of reproducibility. The approach used in this work includes a review and analysis of the different surgical methods and devices from an engineering perspective, the use of scaling analysis and a large-scale physical model coupled with image processing to study trabeculectomy scleral flap characteristics and its effect on flow and pressure, and also the use of model drainage devices in ex vivo settings to look at flow and pressure. For each experiment, implications for clinical practice are discussed. Applying engineering principles to glaucoma procedures and devices provided novel insight into their functions. It was found that the trabeculectomy scleral flap acts as a valve to guard from excessive aqueous humour outflow and low pressures, and parameters such as the number and position of sutures and scleral flap geometry can be tailored to alter aqueous humour outflow. Additionally, 50 μm internal diameter tubes show promise for controlled aqueous humour flow into the subconjunctival space with avoidance of low pressures. Engineering methodology can be used in the development of new treatments and devices. However, some results may not translate exactly into the more complex living eye

Mikrostents zur Glaukomtherapie: Entwicklungsbeiträge zur Biomechanik biofunktionalisierter Drainageimplantate

Wesentliche Limitationen kommerziell verfügbarer Glaukom-Drainage-Implantate stellen die postoperative Hypotonie sowie das langfristige, fibrosebedingte Versagen des künstlichen Drainageweges dar. Im Rahmen der Arbeit werden Entwicklungsbeiträge für innovative Mikrostents zur Glaukomtherapie auf Basis biostabiler Metalle sowie biostabiler und biodegradierbarer Polymere geleistet. Dabei stehen die Entwicklung eines mikromechanischen Ventilmechanismus und einer Local-Drug-Delivery-Beschichtung im Fokus. Hergestellte Glaukomstent-Prototypen werden in vitro sowie tierexperimentell in vivo erprobt