Simulador avalia desempenho de pulmão artificial

Júlio Bernardes - Agenusp - 05/04/2006

O médico e engenheiro Fábio Turri, da Faculdade de Medicina da USP, desenvolveu um software que testa protótipos de oxigenadores de sangue - aparelhos que funcionam como um pulmão artificial, fazendo 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."