Modellazione computazionale multiscala del rimodellamento della parete vascolare in arterie aterosclerotiche

In this work, a multiscale computational remodeling model of the arterial wall during the process of genesis and development of atherosclerosis, was developed and applied to an idealized 3D portion of a superficial femoral artery. By coupling a fluid dynamics module with an agent-based model at the cellular scale, the model simulates the pathophysiological response of the artery to local hemodynamics and it is able to evaluate the influence of low WSS on the disturbance of cellular dynamics and the possible formation and progression of atherosclerotic plaque. The implementation of Glagov’s arterial remodeling mechanism has enriched the model, allowing a more accurate replication of the disease evolution. In fact, the forecasts of the trend of the luminal area and of the morphological and compositional changes of the arterial wall are in agreement with the experimental observations.

Nel presente lavoro è stato sviluppato un modello computazionale multiscala di rimodellamento della parete arteriosa durante il processo di genesi e sviluppo dell’aterosclerosi, in una porzione 3D idealizzata di arteria femorale superficiale. Attraverso l’accoppiamento di un modulo fluidodinamico con un modello agent-based alla scala cellulare, il modello simula la risposta fisiopatologica dell’arteria all’emodinamica locale ed, in particolare, è in grado di cogliere l’influenza di bassi WSS sulla perturbazione delle dinamiche cellulari e l’eventuale formazione e progressione di placca aterosclerotica. L’implementazione del meccanismo di rimodellamento arterioso di Glagov ha arricchito il modello, consentendo una replicazione più fedele dell’evoluzione della patologia. Infatti, le previsioni di andamento dell’area luminale e delle modifiche morfologiche e composizionali della parete arteriosa sono in accordo con le osservazioni sperimentali.