[en] Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, with myocardial infarction (MI) being a major contributor, often resulting in lethal outcomes without prior symptoms. Therefore, there is a pressing need for enhanced early detection methods and novel therapies. This research contributes to this effort by providing comprehensive experimental data on the mechanical behavior of both healthy and infarcted myocardial left ventricle (LV) tissue, which is critical for the development of accurate computational models. This Thesis focuses on the experimental characterization of porcine myocardial tissue, selected for its physiological similarities to human LV tissue. Through various tests, including biaxial, triaxial shear, and confined compression, as well as histological characterization, the research provides new insights into the myocardium¿s complex mechanical behavior. The results reveal the tissue¿s highly nonlinear, hyperelastic, orthotropic, and incompressible nature, with significant regional variations within the LV. These variations are further influenced by factors such as age, with older tissue exhibiting increased stiffness and reduced permeability, indicating microstructural changes that affect its mechanical response. In the context of MI, this Thesis examines the significant mechanical alterations in myocardial tissue post-infarction, comparing two infarction models: one affecting the Left Anterior Descending (LAD) artery and the other the Left Circumflex (LCx) artery. The findings reveal the localized yet substantial impact of MI on tissue stiffness and anisotropy, with a stiffened, more incompressible response appearing isotropic in LAD infarctions and anisotropic in LCx. These mechanical changes are closely linked to the degree of infarction and are associated with remodeling processes, particularly increased collagen deposition, which fundamentally alters the tissue¿s mechanical properties. We also propose a novel approach for integrating in vitro experimental data with in vivo simulations to develop a comprehensive model of myocardial mechanics. This combined approach enables the accurate estimation of mechanical parameters essential for realistic heart function simulations. The study shows that while in vitro data alone may not fully capture the in vivo behavior of the heart, a combined dataset approach can yield more reliable and predictive models. Overall, this Thesis makes a significant contribution to understanding myocardial tissue mechanics in both physiological and pathological (post-myocardial infarction) conditions, providing valuable new data and highlighting the importance of considering regional and pathological variations in tissue properties when developing computational models for personalized clinical applications. Given the influence of patient-specific heterogeneities on myocardium mechanics, the comprehensive description offered here may support the development of tailored applications based on the specific mechanical characteristics of a patient¿s heart, ultimately enhancing the design of personalized therapeutic strategies.

[es] Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte a nivel mundial, siendo el infarto de miocardio (IM) una de las más prominentes, a menudo con resultados letales sin síntomas previos. Por lo tanto, existe una gran necesidad de desarrollar nuevos métodos de detección temprana y nuevas terapias. Esta investigación contribuye a este esfuerzo proporcionando datos experimentales exhaustivos sobre el comportamiento mecánico del miocardio ventricular izquierdo (VI) sano e infartado, lo cual es crucial para el desarrollo de modelos computacionales precisos. Esta Tesis se centra en la caracterización experimental del tejido miocárdico porcino, seleccionado por su gran similitud con el tejido humano. A través de diversos ensayos, incluyendo biaxiales, tangenciales en tres ejes y de compresión confinada, así como la caracterización histológica, se ofrecen nuevos detalles sobre el complejo comportamiento mecánico del miocardio. Los resultados revelan un comportamiento altamente no lineal, hiperelástico, ortótropo e incompresible, con variaciones regionales significativas dentro del VI. Estas variaciones están influenciadas adicionalmente por factores como la edad, registrando un aumento en la rigidez y una reducción en la permeabilidad en animales de mayor edad, lo que indica cambios microestructurales que afectan su respuesta mecánica. Para el tejido infartado, se han analizado las alteraciones mecánicas en el miocardio tras el IM, comparando dos infartos frecuentes: el modelo de arteria descendente anterior izquierda (LAD) y el de arteria circunfleja izquierda (LCx). Los resultados revelan un impacto localizado pero prominente del IM en la rigidez y anisotropía del tejido, con una respuesta más rígida y más incompresible, isótropa para los infartos LAD y anisótropa para LCx. Estos cambios mecánicos están muy influenciados al grado de infarto alcanzado y están asociados con procesos de remodelado, el cual se caracteriza principalmente por el aumento en la deposición de colágeno en la cicatriz del infarto, lo que altera las propiedades mecánicas del tejido. También se propone un nuevo enfoque para integrar los datos experimentales in vitro en simulaciones in vivo, de cara a desarrollar un modelado integral de la mecánica cardiaca. Este enfoque combinado permite la estimación precisa de los parámetros mecánicos esenciales para simulaciones realistas de la función cardíaca. Se ha probado que, si bien los datos in vitro por sí solos pueden no capturar completamente el comportamiento in vivo del corazón, un enfoque que combine ambos conjuntos de datos puede generar modelos más confiables y predictivos. En resumen, esta Tesis realiza una contribución significativa a la comprensión de la mecánica del tejido miocárdico en condiciones tanto fisiológicas como patológicas, proporcionando nuevos datos valiosos y destacando la importancia de considerar las variaciones regionales y patológicas en las propiedades del tejido al desarrollar modelos computacionales para aplicaciones clínicas personalizadas. Dado el gran impacto de las heterogeneidades individuales en la mecánica del miocardio, la extensa descripción aquí descrita puede apoyar el desarrollo de aplicaciones basadas en las características mecánicas específicas del paciente, mejorando por tanto el diseño de estrategias terapéuticas personalizadas.