DISPOSITIVI CLINICI E TECNOLOGIA DEI MATERIALI TOR VERGATA

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1 DISPOSITIVI CLINICI E TECNOLOGIA DEI MATERIALI

2 I PERFUSIONISTI Il perfusionista è un componente di un'equipe medico-chirurgica. Questa figura professionale è presente soprattutto nell ambito della cardiochirurgia e nella chirurgia dei trapianti. Il perfusionista è addetto all uso e alla gestione della macchina cuorepolmone nelle metodiche di circolazione extracorporea. Grazie all'utilizzo di questa macchina è possibile fermare il cuore del paziente ed "isolarlo" insieme ai polmoni (in modo tale da permettere al chirurgo di effettuare anche interventi "a cuore aperto" (come per esempio le sostituzioni valvolari) in tutta tranquillità. Il perfusionista ha il compito, durante l intervento cardio-chirurgico, di mantenere i valori ematici del paziente quanto più fisiologici possibile, garantendo quindi l ossigenazione del sangue, il mantenimento dei valori di ph ematico nella norma, la perfusione sistemica, una corretta pressione arteriosa e la protezione miocardica.

3 BIOMATERIALI nella CEC La circolazione extracorporea in cardiochiurgia, è forse l esempio più emblematico dell interazione del sangue-biomateriale e delle sequela di problematiche ad essa legate. Per tale ragione la ricerca ha da sempre indirizzato l attenzione verso lo sviluppo di materiali inerti, incapaci di interagire nell ambiente biologico in cui sono immersi. Un circuito di circolazione extracorporea è costituito da una serie di materiali definiti appunto biocompatibili, ognuno dei quali si espone al contatto col sangue con la prerogativa fondamentale che interagisca con il meno possibile col torrente ematico. Ciò significa che tali materiali devono essere quindi inerti ossia apirogeni, non tossici e non emolizzanti.

4 DISPOSITIVI CARDIOVASCOLARI MACCHINA CUORE POLMONE VALVOLE CARDIACHE PACEMAKER STENT INTRAVASCOLARI

5 MACCHINA CUORE-POLMONE Un circuito per la circolazione extracorporea, è composto da: Cannula in atrio destro Reservoir Ossigenatore Scambiatore di calore Filtri Pompa Cannula di reimmissione

6 MACCHINA CUORE-POLMONE Cannule: Le cannule utilizzate in circolazione extracorporea, sono tubi in materiale polimerico. Sono progettate in modo da far circolare il sangue con il minimo grado di turbolenza, devono anche essere sufficientemente robuste per evitare che si pieghino ma, allo stesso tempo, devono essere flessibili per essere maneggiate facilmente.

7 MACCHINA CUORE-POLMONE TUBERIA: PVC e siliconati Polivinilcloruro (PVC): Si tratta di un polimero vinilico, altamente amorfo, impermeabile all acqua. Si ottiene attraverso un processo di polimerizzazione del cloruro di vinile Siliconati: I siliconi, sono polimeri inorganici, non presentano quindi atomi di carbonio sulla catena principale. Lo scheletro è infatti costituito da una catena di atomi di silicio alternati ad atomi di ossigeno. La maggiore deformabilità dei siliconi (basti pensare al sottopompa arterioso o ai sottopompa degli aspiratori) rispetto al PVC è determinato dalla maggiore deformabilità della catena principale. I legami tra un atomo di silicio e due di ossigeno legati a quest ultimo, formano un angolo tale da conferire una spiccata flessibilità alla molecola

8 MACCHINA CUORE-POLMONE FILTRI: Nylon e poliestere Nylon : Si tratta dei polimeri più comuni per realizzare delle fibre. I nylon sono anche detti poliammidi, per il caratteristico gruppo ammidico presente nella catena principale. Le proteine, come la seta della quale il nylon è spesso diventato un sostituto, sono anch'esse delle poliammidi. Questi gruppi ammidici sono molto polari, e possono legarsi tra loro con legami idrogeno. Per questo motivo, e grazie al fatto che la catena principale del nylon è così regolare e simmetrica, i nylon sono spesso cristallini, e formano delle fibre molto resistenti.

9 MACCHINA CUORE-POLMONE OSSIGENATORI: Ha la funzione di ossigenare il sangue. Ed è costiutito da polipropilene e siliconati. Polipropilene È un polimero termoplastico Siliconati: I siliconi, sono polimeri inorganici, non presentano quindi atomi di carbonio sulla catena principale. Lo scheletro è infatti costituito da una catena di atomi di silicio alternati ad atomi di ossigeno. La maggiore deformabilità dei siliconi (basti pensare al sottopompa arterioso o ai sottopompa degli aspiratori) rispetto al PVC è determinato dalla maggiore deformabilità della catena principale. I legami tra un atomo di silicio e due di ossigeno legati a quest ultimo, formano un angolo tale da conferire una spiccata flessibilità alla molecola

10 MACCHINA CUORE-POLMONE SCAMBIATORI DI CALORE: acciaio inossidabile. Ha la funzione di regolare la temperatura del sangue e di conseguenza quella del paziente Acciao inox : È una lega metallica, ovvero una miscela solida composta da 2 elementi ( Fe-C) di cui uno almeno è un metallo (Fe). Il Carbonio è in posizione interstiziale all interno del reticolo del Ferro

11 SOSTITUZIONE VALVOLARE Protesi meccanica Protesi biologica

12 PROTESI Nelle protesi meccaniche coesistono tre materiali : Materiale polimerico ( Tessuto che circonda la valvola e che entra in contatto con il tessuto cardiaco ; il filo che sutura il tessuto valvolare al tessuto cardiaco) Materiale metallico : Cobalto-Cromo Materiale ceramico : I due emidischi (l occlusore della valvola) sono di carbonio pirolitico

13 Le protesi valvolari cardiache meccaniche Protesi a sfera occludente Protesi a disco oscillante Protesi a doppio emidisco

14 EVOLUZIONE PROTESI MECCANICHE Bileaflet Durata indefinita Emodinamica eccellente (flusso a pieno orificio) Basso profilo Minore trombogenicità e rumorosità

15 Le protesi valvolari cardiache biologiche Protesi stented da valvola aortica suina Protesi stented da pericardio bovino Protesi stentless in pericardio equino Protesi stentless in pericardio bovino Protesi stentless da radice aortica suina

16 EVOLUZIONE PROTESI BIOLOGICHE II a generazione: libertà da deterioramento 90% a 17 anni NO anticoagulazione obbligatoria III a generazione: stentless - gradiente - flusso laminare - deterioramento (?)

17 SCELTA DELLA PROTESI VANTAGGI Protesi meccanica - durata illimitata Protesi biologica - non necessaria terapia anticoagulante a lungo termine

18 SCELTA DELLA PROTESI SVANTAGGI Protesi meccanica - possibili trombi e rumore Protesi biologica - con l evoluzione sono pochissimi

19 DISPOSITIVI CARDIOVASCOLARI PACEMAKER: È costituito da un corpo centrale di Titanio (materiale metallico) che si posiziona sotto la clavicola e da elettro-cateteri. Gli elettro cateteri sono cavi meccanici rivestiti da una guaina di silicone e che finiscono con puntali di titanio. STENT INTRAVASCOLARI : È una struttura metallica cilindrica a maglie che viene introdotta negli organi a lume vasi sanguigni e viene fatta espandere fino a che il suo diametro è pari a quello del lume. In questo modo si può, per esempio, ridurre una stenosi, escludere un aneurisma

20 CONCLUSIONE I DISPOSITIVI CLINICI NELL AMBITO DELLA CARDIOCHIRURGIA O DELLA CARDIOLOGIA INTERVENTISTICA SONO IN CONTINUA CRESCITA MA ESSENDO COMUNQUE DISPOSITIVI HANNO DEI LIMITI