Applicazioni ingegneristiche in ambito biomedico - Blocco 2

Variazione delle proprietà della parete dei vasi quando sono collegati

Quando i vasi sono collegati, si verifica una variazione significativa del diametro e dello spessore della parete. Ciò avviene perché, collegando i condotti arteria e vena, vengono eliminate le resistenze e di conseguenza aumenta la portata. Con i vasi che hanno un certo diametro, si osserva immediatamente un aumento della portata. Tuttavia, per raggiungere la portata ideale di 600 ml/min, è necessario attendere il tempo di maturazione, che può richiedere da 4 a 8 settimane.

Se la portata aumenta improvvisamente, si verifica un aumento dello sforzo di taglio, noto come shear stress, sulla parete. Se l'aumento della portata è dovuto alla diminuzione della resistenza, e supponendo che il flusso sia laminare (cosa che avviene lontano dall'anastomosi), questo flusso sulle cellule endoteliali induce una variazione della loro funzione.

Nella circolazione, i vasi mantengono un equilibrio tra diametro e spessore della parete.

Le cellule endoteliali mandano segnali alle cellule muscolari per farle proliferare o non proliferare, o per produrre matrice e osmontarla a seconda se c'è bisogno di restringere o aumentare il diametro del vaso. Se la portata diminuisce, il vaso si deve restringere. Se c'è una condizione per cui la portata aumenta per mantenere la differenza di pressione costante, il vaso si deve dilatare. L'endotelio sente che aumenta lo sforzo sulla sua superficie e rilascia dei fattori, tra cui l'ossido nitrico, che permette di dilatare il vaso facendo in modo che la parete si allunghi. Per fare questo, è necessario che le cellule proliferino, quindi parte una proliferazione di queste cellule (muscolari lisce) che dilata il diametro del vaso. Siccome c'è anche un aumento di pressione (nella vena) oltre allo sforzo di taglio che agisce sulle cellule endoteliali, aumenta anche lo sforzo nella parete dovuto all'aumento della pressione. Le cellule della parete sono condizionate da ciò.

Misura la velocità media durante il ciclo cardiaco e quindi la portata poiché, ipotizzando sia un vaso diritto, il flusso si muoverà in modo laminare. Il flusso tra un picco e l'altro è dovuto alle resistenze del microcircolo della mano. Andando a studiare quanto dura la perfusione dell'accesso vascolare si capisce che non dura a lungo per una buona parte dei pazienti, sull'asse delle x abbiamo il tempo in mesi. Nel giro di pochi mesi dal 100% ci si abbassa verso l'80%, nei primi mesi si ha una diminuzione del 10% a causa della chiusura dell'accesso vascolare, l'accesso va incontro alla non maturazione. Ad un anno il 40% si è chiuso. Se per caso un paziente arriva in dialisi dopo 1 anno che sembrava andasse bene, si vede che non c'è una portata sufficiente perché il vaso si sta chiudendo: le cellule muscolari lisce proliferano, l'endotelio gli da un segnale di continuare a proliferare dato che la

La condizione emodinamica è molto disturbata e non è di tipo laminare. Normalmente si sviluppano delle stenosi (restrizioni) in punti particolari. Più diminuisce il lume del vaso, più si altera l'emodinamica e si va incontro a un lume piccolissimo. Si attivano le piastrine e si va incontro alla trombosi. La mano sarà perfusa ma non riuscirà più a fare la dialisi. Si può intervenire con angioplastica.

Quando si hanno delle alterazioni del flusso che diventa di tipo turbolento, si creano delle stenosi. In questo caso bisogna intervenire se si riesce a farlo quando il danno non è ancora così elevato. Si potrà fare un'operazione con angioplastica, cioè inserire un palloncino, dilatare e vedere se riusciamo a fare la dialisi per ancora un po' di mesi. Però questo vuol dire che tutti questi pazienti devono essere seguiti. Inoltre, capita che abbiano delle complicazioni, di conseguenza hanno bisogno di...

angioplastica e non è facile mettere uno stent perché poi il vaso va anche punto per poter proseguire con la dialisi in conclusione quindi difficilmente si mette uno stent, si fa solo una dilatazione con il palloncino ma ci aspettiamo poi che ritorni ancora il paziente senza avere l'accesso vascolare pervio, quindi dobbiamo trovare una via alternativa.

1. la prima è quella di usare una protesi artificiale quindi collegare un'arteria con una vena mettendo una protesi vascolare quindi dei tubicini o di goretex o di un altro materiale in questo caso prevalentemente il Gore Tex, perché quando colleghiamo questo bypass tra l'arteria la vena abbiamo bisogno di fare la dialisi il giorno dopo quindi per riuscire a fare la dialisi non possiamo immaginare che la vena sviluppi l'arterializzazione cioè che maturi, bisogna fare la dialisi direttamente sul materiale quindi infilare gli aghi direttamente all'interno del materiale artificiale usare

Il graft per incanulare è chiaramente se prendete un tubo dell'acqua come quello della canna del giardino prendete un Ago lo bucate poi quando togliete l'ago immaginate che questo tubo comincia a perdere qui però quando viene tolto l'ago non deve uscire il sangue perché altrimenti il paziente continuerà a farl'emorragia fino a che facciamo la prossima dialisi in effetti questi vasi riescono a essere punti ma quando si toglie l'ago loro si richiudono abbastanza intimamente e in più si crea un piccolo trombo, è come quando ci tagliamo quindi il vaso è artificiale può essere punto e si richiude dopo che abbiamo rimosso l'ago e questo è un grosso vantaggio però immaginate che cosa succede se continua a pungere questo tubicino tre volte alla settimana con un Ago cioè anche qui diventa un problema abbastanza importante dopodiché se la vena matura possiamo anche pungere direttamente la vena.

però all'inizio bisogna pungere direttamente il materiale artificiale.

2) c'è un'altra alternativa che è quella di mettere un catetere che è rappresentato qua vedete

i cateteri sono inseriti a livello della vena succlavia o della vena giugulare per arrivare

direttamente nell'atrio quindi nella vena cava e nell'atrio destro del cuore questo perché

abbiamo bisogno di una buona portata e abbiamo bisogno di prelevare il sangue e di

rimettere il sangue. Ci deve essere un punto bassa pressione e ci deve essere la possibilità

di rilasciare il sangue dal catetere e prelevarlo possibilmente cercando di evitare che il

catetere faccia da ricircolo cioè è chiaro che se io ho un tubicino di questo tipo in parte lo

metto un altro tubicino è facile che quello che io ho immesso nel circolo del paziente

ritorni nella macchina allora abbiamo bisogno di fare in modo che magari questo tubicino

finisca così

avere un doppio lume ma il più possibile distanti tra di loro e possibilmente che uno mandi il fluido in questa direzione e che l'altro lo prelevi in questa direzione per avere il più possibile distanti i punti da cui viene prelevato il sangue è quindi in questo modo noi riusciamo a livello dell'atrio destro ha rilasciare una portata del sangue quella del circuito dialitico e a prelevare quella che serve. È chiaro che c'è un problema con l'accesso vascolare fatto così, cioè dal punto di vista della comodità è comodo perché il paziente viene collegato mediante un attacco rapido cioè si toglie un tappino e si collega il tubicino alla macchina non c'è neanche bisogno di pungere il paziente, per il paziente sarebbe anche molto meglio così perché faccio un'operazione abbastanza semplice non traumatica collego l'arteria collego la vena magari lascia all'interno un

Dialitico con un aumento della portata, però ha un problema questo accesso vascolare, il problema che danno i cateteri venosi centrali che sono venosi perché vanno sudei vasi venosi sono centrali perché arrivano proprio al centro della circolazione. Si può per fondere questo catetere con la soluzione con l'eparina quindi si lascia dell'eparina dentro quando parte la circolazione ho ancora l'eparina quindi non ho grossi problemi dal punto di vista della trombosi. Il problema è che si possono creare delle infezioni infatti tutte le volte che noi abbiamo un'interruzione della cute c'è il rischio di infezioni quindi in questo caso il catetere ha permanente cioè non lo mettiamo tutte le volte che facciamo la dialisi si inserisce e si lascia lì per un po di giorni per un po di settimane alcuni per dei mesi però c'è il rischio di una infezione che va direttamente nel sangue proprio a livello centrale.