Perdite localizzate di energia nelle stenosi vascolari: elementi che influenzano il coefficiente ξ

The paper’s primary aim is conducting an analysis regarding minor energy losses and blood flow separation areas from the vessel wall in the specific case of vascular stenosis, with a particular focus on the components necessary to evaluate the loss coefficient ξ. After providing a descriptive overview of energy losses from a hydraulic perspective and indicating the parameters (Reynolds number and conduit geometry) for the coefficient ξ, the paper proceeds to define vascular stenosis as a pathological condition through an anatomical and physiological perspective. Although mathematical models, the subject of interest in this field, may not provide an exact solution, they can still offer useful approximations that do not deviate significantly from real values. By drawing an analogy between the fundamentals of hydraulics and the hemodynamic environment, the paper finally observes the rheology of blood linked to other factors such as velocity and wall shear stress. Based on these considerations and within the context of computational fluid dynamics, it is to realize the importance and utility in the biomedical field of activating simulations using specific softwares, designed on mathematical models to promote progress in the field of tissue engineering with the goal of helping with the treatment of the condition of vascular stenosis more effectively in pathologically affected individuals.

L’elaborato si pone come obiettivo principale quello di compiere un’analisi inerente alle perdite localizzate di energia e alle zone di separazione del flusso ematico dalla parete dei vasi nel caso specifico di una stenosi vascolare con particolare focus sui fattori necessari alla valutazione del coefficiente di perdita di carico ξ. Dopo aver illustrato una panoramica descrittiva delle perdite di energia dal punto di vista idraulico ed aver indicato i parametri (numero di Reynolds e geometria del condotto) per la valutazione del coefficiente ξ, si prosegue con definire la stenosi vascolare intesa come condizione patologica attraverso una prospettiva anatomica e fisiologica. Benché i modelli matematici, oggetto di interesse in questo campo, non siano in grado di procurare una soluzione esatta, possono comunque fornire utili approssimazioni che non si discostano di molto dai valori reali. Compiendo un’analogia tra i cardini dell’idraulica e l’ambiente emodinamico, si osserva infine quella che è la reologia del sangue legata ad altri fattori, tali la velocità e lo sforzo di taglio alla parete. Sulla base di queste considerazioni e rimanendo in un contesto di studio inerente la fluidodinamica computazionale, ci si rende conto di come oggi in ambito biomedico sia importante ed utile attivare simulazioni attraverso l’utilizzo di specifici software, concepiti su modelli matematici favorendo progressi nel settore dell’ingegneria tissutale mirata al fine di fornire ausili per trattare in maniera sempre più pertinente ed efficace la condizione di stenosi vascolare in soggetti patologicamente affetti.