USP: Programa prevê comportamento de gases em protótipos de oxigenadores de sangue

Simulador substitui experiências realizadas com sangue de animais

ter, 04/04/2006 - 17h00 | Do Portal do Governo

O médico e engenheiro Fábio Turri desenvolveu para uso do Centro de Tecnologia Biomédica do Instituto do Coração (InCor), no Hospital das Clínicas (HC) da Faculdade de Medicina da USP (FMUSP) um software que testa protótipos de oxigenadores de sangue – aparelho que funciona como um pulmão artificial e faz as trocas gasosas. Além dos testes, o programa também estima a área de membrana necessária em cada cirurgia.

Em cirurgias cardíacas de coração aberto, a circulação de sangue é desviada para um oxigenador de membrana. Turri explica que “na parte interna da membrana, feita em polipropileno, circulam oxigênio e ar comprimido, e existem poros que permitem a difusão e a troca de gases com o sangue no lado externo”.

O programa usa um modelo computacional para estimar o transporte dos gases dentro do oxigenador e analisar as dimensões geométricas do feixe de fibras que forma a membrana. “Também é possível calcular as pressões parciais de oxigênio, gás carbônico (CO2) e a variação do pH (alcalinidade e acidez) do sangue dentro do aparelho”, aponta o médico.

Segundo Turri, “os protótipos costumam ser testados com sangue de boi, o que exige o uso de uma nova membrana a cada experiência, pois elas se estragam com a umidade.” O funcionamento do programa é descrito na tese de doutorado de Turri na Escola Politécnica (Poli) da USP.

Previsões

O software pode ainda ser usado por equipes de cirurgia cardíaca para predizer o tamanho de membrana mais adequado em cada procedimento. “A simulação pode ser feita com várias condições de entrada, como tamanho do paciente, temperatura corporal e concentração de hemoglobina no sangue.”

Segundo o médico, os testes mostraram que o pH do sangue dentro do oxigenador sai da faixa fisiológica normal, entre 7,35 e 7,45, devido à queda na quantidade de gás carbônico. “Os resultados sugerem que uma pequena adição de CO2 na mistura gasosa que entra pela membrana evitaria o aumento da alcalinidade do sangue.”

Turri aponta que grupos clínicos na França e nos Estados Unidos usam o oxigenador de membrana para suprir a função respiratória durante duas semanas em recém-nascidos prematuros em casos de insuficiência aguda. “Alguns destes especialistas defendem a adição de CO2 no gás de alimentação do oxigenador, para evitar complicações”, explica. “O aparelho é usado enquanto não há produção de surfactante pulmonar.”

O protótipo do oxigenador de sangue desenvolvido pelo InCor foi financiado pela Fundação Zerbini e já passou por testes com pacientes. “O software foi uma ferramenta computacional importante para auxiliar no projeto do equipamento”, destaca Turri. “Como a avaliação do protótipo foi positiva, a próxima etapa é contatar parceiros industriais para produzir e comercializar o aparelho.”

Agência USP