Gruppo di ricerca:

Prof. Stefano Lanzoni 
Prof. Paolo Peruzzo 
Prof. Francesca Maria Susin (francescamaria.susin@unipd.it) – Responsabile del Laboratorio di Fluidodinamica Cardiovascolare 
Prof. Laura Maria Stancanelli
Assegnisti
Dr. Andrea Zampiron
Dottorandi
Ing. Gianmarco Boscolo
Ing. Caterina Cara 
Ing. Elena Zarantonello

Tematiche di ricerca:
Le attività del gruppo fanno capo al Laboratorio di Fluidodinamica Cardiovascolare He.R. – Healing Research e riguardano lo sviluppo di modelli in-vitro e in-silico dei processi fisiopatologici di fluidi biologici umani con lo scopo di mettere a punto strumenti e dispositivi utili alla diagnosi e alla cura di patologie acquisite e congenite. La ricerca fonde competenze multidisciplinari che spaziano da diversi settori dell’area ingegneristica all’area clinica.

Modellazione in-vitro:
Il Laboratorio He.R. ospita un circuito idraulico a flusso stazionario e un circuito a flusso pulsatile (Pulse Duplicator) atti a simulare l’emodinamica sistemica. Entrambi i circuiti possono alloggiare repliche rigide o flessibili di distretti cardiocircolatori, e sono variamente adattabili alle esigenze della ricerca. I circuiti sono dotati di sonde di pressione e flussimetri. Il Laboratorio ha in dotazione un sistema di particle image velocimetry (PIV) stereoscopico per la misura del campo cinematico in regioni di interesse lungo i circuiti (finanziamento ISR UniPD2017 – INCAS). Il Laboratorio He.R. possiede inoltre le competenze e la strumentazione necessarie per la produzione di modelli digitali per stampa 3D o, più generalmente, di modelli in-silico, a partire dalla segmentazione di immagini cliniche. Ulteriori attrezzature presenti nel laboratorio sono: stampanti 3D stereolitografiche - rifrattometro – sistema di acquisizione di segnali analogici.

Temi delle ricerche in-vitro:
performance idraulica di protesi valvolari e di ventricoli artificiali. Fluidodinamica dell’arco aortico.  Effetti emodinamici degli stent coronarici e di scabrezze di superficie. Interazione tra moto laminare, moto turbolento e pulsazioni di flusso.

Modellazione in-silico:
Vengono prodotti modelli di flussi biologici a diverse scale (0D, 1D, 3D), multiscala, a contorni rigidi o mobili, multifisici. I modelli sono risolti per mezzo di software prodotti all’interno del Laboratorio o da terze parti (e.g. Abaqus, Comsol).

Temi delle ricerche in-silico: emodinamica della circolazione nativa completa i) fisiologica sesso-specifica; ii) in soggetto adulto maschio patologico (disfunzionalità del ventricolo destro - shock cardiogeno, eventualmente con supporto VA-ECMO - circolazione di Fontan, anche per soggetto pediatrico); iii) in soggetto femminile in gravidanza; iv) in soggetto pediatrico con ostruzione dell’efflusso ventricolare. Fluidodinamica del sistema arteria femorale-cannula ECMO. Fluidodinamica della stenosi valvolare aortica. Fluidodinamica dell’arco aortico. Innesco di emolisi in presenza di valvole cardiache artificiali. Impianto di corde artificiali nel prolasso mitrale. Dinamica del liquor cerebrale.

Progetti e finanziamenti attivi:
ISR UniPD2017 – INCAS – Ingegneria Cardiovascolare Strategica
MSCA PF 2022 - Roughness-induced secondary currents in arterial flows with stents
Stars@UNIPD 2023 - Roughness-induced secondary currents in arterial flows

Parole chiave: dinamica dei fluidi, circolazione vascolare, fluidi biologici, modellistica