Estudio de la evolución dinámica de burbujas gaseosas tisulares en procesos descompresivos: resultados numéricos y experimentales

Desde que se desarrollaron las primeras tablas de descompresion en 1908 por Boycott, Damant y Haldane, las investigaciones y esfuerzos han sido dirigidos a desarrollar procedimientos y tablas mas seguras y rapidas. Existen un gran numero de modelos descompresivos, aunque los criterios que determinan el ascenso son dos basicamente: los regidos por la supersaturacion o coeficientes de sobresaturacion gaseosa, y los basados en el crecimiento y desarrollo de burbujas gaseosas en el organismo. Que las burbujas existen y son causa de accidentes y patologias desarrollados es un hecho, aunque los primeros estudios no aportaban ninguna justificacion teorica para el nacimiento y desarrollo de estas microburbujas responsable de las patologias asociadas a tales procesos. Dichas burbujas, bien por el incremento de su tamano o de su densidad, pueden causar patologias descompresivas como resultado de efectos mecanicos, fisiologicos y/o biologicos. Los procesos patologicos ligados a las variaciones de presion tanto en condiciones hiperbaricas como hipobaricas se asocian directamente al paso de gas soluble, que se encuentra absorbido en los tejidos o en los componentes del sistema circulatorio, a gas en fase libre. Partiendo de las hipotesis y procedimientos de descompresion hemos analizado los diferentes factores que pueden ocasionar patologias descompresivas, desde dos puntos de vista distintos: el primero teorico, aplicando el Metodo de Simulacion por Redes como tecnica numerica, para el analisis de la evolucion dinamica de burbujas gaseosas tisulares en tres casos particulares; y el segundo experimental mediante la cuantificacion y analisis del numero de burbujas gaseosas formadas en geles de agar sometidos a procesos hiperbaricos. Hemos obtenido soluciones numericas para simular la dinamica de crecimiento y decaimiento de burbujas descompresivas empleando el Metodo de Simulacion por Redes. El metodo aplicado se basa en la existencia de analogia entre la teoria de circuitos electricos y las ecuaciones del modelo fisico en cuestion. En la analogia electrica empleada, la variable presion (propiedad termodinamica) y la variable radio (propiedad geometrica) son ambas equivalentes a la variable electrica voltaje y sus derivadas temporales son equivalentes a flujos de corrientes que atraviesan condensadores. Se ha disenado un modelo en red para cada ecuacion que interviene en los diferentes modelos matematicos analizados. El modelo global, incluidos los recursos electricos adicionales asociados con las condiciones limite, es solucionado mediante el programa informatico Pspice para cada caso. Fue realizado un estudio sistematico de los efectos de los principales parametros que definen este tipo de problemas, del que las contribuciones mas importantes son las siguientes: - El metodo numerico propuesto permite seguir de manera directa la evolucion de variables de transporte locales o integradas (tensiones y flujos molares de difusion de nitrogeno) y parametros geometricos (radios) del comportamiento dinamico de burbujas extravasculares formadas en tejidos hipoteticos sometidos a procesos de descompresion, donde el estudio de los modelos aplicados nos permite sugerir que los factores fundamentales para el desarrollo de las burbujas y consecuentemente el incremento de su radio son basicamente el diferencial de tension (tejido-burbuja), que cuando es positivo, independientemente del tejido, permite el aporte de gas del tejido a la burbuja; y el incremento de volumen tisular que permite ademas un mayor tiempo de vida de tales burbujas. Asi mismo, los modelos transitorios y estacionarios aplicados muestran resultados similares para la relacion presion/espesor y radio/tiempo. - El metodo empleado para el analisis y estudio de procedimientos descompresivos mediante la formacion de burbujas en geles de agar, puede ser utilizado como punto de partida para la evaluacion de tablas de descompresion, pudiendo apreciar que los factores que afectan al numero de burbujas formados de manera directa son el tiempo, y profundidad de exposicion, mientras que el tiempo total de ascenso, o periodo de descompresion, presenta una relacion inversa con el numero de burbujas observado, permitiendo asi mismo correlacionar de forma teorica el procedimiento empleado para el calculo de tablas con tejidos hipoteticos de un determinado periodo de semisaturacion. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/