La enfermedad renal crónica es un problema de salud global. Para ponerlo en perspectiva, sólo en Estados Unidos, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que más de 20 millones de adultos, más del 10 por ciento de la población adulta del país, pueden tener la enfermedad, aunque muchos están sin diagnosticar. La enfermedad renal es ahora la novena causa de muerte en Estados Unidos.
Una vez que se produce el fallo renal, es necesario un trasplante o tratamiento regular a través de diálisis para mantener el filtrado. La cirugía de trasplante tiene muy buenos resultados, pero los procedimientos están limitados por la disponibilidad de riñones donados. Las personas a menudo esperan a un nuevo trasplante de riñón durante años, teniendo que someterse a diálisis periódicamente.
Un problema que surge con la diálisis es que las conexiones realizadas entre el organismo humano y una máquina de diálisis a través de fístulas arteriovenosas con frecuencia se bloquean y fallan poco después de su creación, lo que conduce a resultados clínicos desfavorables y una carga económica adicional significativa para los sistemas de salud de todo el mundo.
'Por el momento, el proceso de creación de fístulas arteriovenosas para diálisis es más bien de 'talla única para todos', afirma Peter Vincent, profesor titular y miembro del Departamento de Aeronáutica en el Imperial College de Londres, en Reino Unido. 'Nuestro objetivo final es utilizar las herramientas de simulación computacional para diseñar configuraciones específicas de fístulas arteriovenosas a medida del paciente que no se bloqueen ni fallen', añade.
Así que un equipo interdisciplinario de investigadores de Reino Unido, incluidos expertos de aeronáutica, bioingeniería, ingeniería computacional, imágenes médicas y medicina clínica, del Imperial College de Londres, el Centro Renal Renal y de Trasplantes en el Hospital Hammersmith y el Hospital de Santa María diseñaron una fístula arteriovenosa con reducidas tasas de fracaso y publican los resultados en la revista Physics of Fluids.
Para ello, los investigadores primero tuvieron que entender mejor cómo la curvatura arterial afecta al flujo sanguíneo y los patrones de transporte de oxígeno dentro de la fístula arteriovenosa. Los patrones de flujo de sangre dentro de la FAV son 'inherentemente no naturales' y se cree que por ello llevan a su fracaso final', explica Vicent.
Mediante el uso de software de simulación desarrollado originalmente para el sector aeroespacial, el equipo fue capaz de simular y predecir los patrones de flujo en varias configuraciones de fístula arteriovenosa. 'Esto nos permite diseñar fístulas arteriovenosas con muchos más patrones naturales de flujo, que se espera que reduzcan las tasas de fracaso', destaca Vincent.
El equipo identificó formas de construir fístulas arteriovenosas de forma que el flujo se estabilice. 'Hemos descubierto que si una fístulas arteriovenosa se forma a través de la conexión de una vena en el exterior de una curva arterial, se estabiliza el flujo', relata este investigador.