Appunti completi Dispositivi

IMPIANTO DELLA VALVOLA

Dentro nelle camere cardiache, o tra atrio e ventricolo o al limite dell'aorta (immagine con valvola aortica). Aperto, recisione alla base dell'aorta, ripiegamento all'indietro del vaso e si può iniziare. Per arrivare qui si deve aprire la cassa toracica, facendo resezione, e si taglia la cassa toracica.

Metto divaricatore per tenere aperta la cassa toracica, apro il pericardio e si arriva al cuore. Cuore era stato fermato (vedremo poi come si fa) e si riesce ad operare, rimuovendo la valvola calcificata o danneggiata e posiziono la nuova valvola.

Devo poter far passare gli anelli di sutura su una specie di supporto, tiene con le mani la valvola e il supporto che tiene la valvola. Si deve far passare un filo nell'anello interno, poi in quello esterno e lascio aperto ogni punto e poi si sutura nel punto giusto. Numerosi fili di sutura vengono inseriti nel materiale esterno (dacron), il chirurgo.

infila il tessuto all'interno dell'anello dove andrà posizionata la valvola e mantiene i fili tutti aperti. Deve posizionare i punti di sutura tutti alla stessa distanza (es. parto a cucire un tessuto e tutti i punti sulla circonferenza devono essere equidistanti di modo che il sangue possa trafilare) importante è la bravura del medico essendo un lavoro tutto manuale. Ora può poi abbassare la valvola e dare la stessa tensione a tutti i punti così che possa iniziare a lavorare in maniera uniforme, togliere il supporto e chiudere l'aorta, e concludere l'intervento. Oggi la maggior parte dei pazienti stanno bene ma ci possono essere delle complicazioni lo stesso. Dopo anni di sviluppo le complicanze (trombosi, embolia, sanguinamento, infezione) sono state ridotte notevolmente. Complicanze diverse e con anche percentuali diverse, anche se sono molto basse. Nel 1979 un particolare tipo di valvola a "single disc" (la

Bjork-Shiley), venne modificata al fine di consentire un maggior angolo di apertura (da 60° a 70°).

RICORDO DIAMETRO GLOBULI ROSSI. 17

Tra il 1979 e il 1986 vennero impiantate 82.000 valvole modificate e nel periodo 1979-1990 sono state osservate 600 rotture per frattura fragile. In 2 casi su 3 il cedimento ha causato la morte del paziente. La causa del cedimento venne individuata nella sollecitazione afatica che si originava a causa della posizione del disco nei confronti del gambetto di sostegno.

RESISTENZA A FATICAGià vista in biomateriali, ora introduco però elementi alla base delle resistenze.

Meccanismo fisico del danneggiamento per fatica:

1. Aggregati di grani cristallini (anisotropi, non resistono alle sollecitazioni in maniera uguale in tutte le direzioni);
2. Tensioni distribuite in modo non uniforme, che localmente superano i limiti dellosnervamento. A volte a caso il materiale si rompe e devo evitare queste microfratture;
3. Cedimento dovuto all'accumulo

Accrescimento della frattura lungo un piano di elevata tensione tangenziale (predominante nei materiali duttili)

Propagazione della frattura in direzione normale alla tensione di trazione (predominante nei materiali fragili)

Rottura dell'elemento 18

PROVA A FATICAI componenti meccanici si danneggiano sotto l'azione di tensioni cicliche anche quando i valori massimi di tensione si mantengono al di sotto di quelli di rottura o snervamento, il cedimento avviene per il fenomeno definito di fatica. Prova meccanica per valutare la resistenza si elementi meccanici soggetti a sollecitazioni cicliche.

Le fibre sulla superficie di un albero rotante, sotto l'azione di carichi di flessione, sono soggette ad una tensione che varia nel tempo in modo sinusoidale.

- In blu sono i cuscinetti a sfera che fanno ruotare il provino. Il materiale dopo un tot di giri si rompe

- Il provino deve avere tanti vincoli quanti sono i gradi di libertà isostatica[quad: sono spiegati gli sforzi e le]

momento di snervamento del materiale. Se il momento flettente è minore, il materiale può resistere a un numero maggiore di cicli prima di rompersi. La curva di Wöhler mostra graficamente i risultati della prova a fatica, con il numero di cicli sulla coordinata x e lo sforzo sulla coordinata y. La curva si approssima a una linea retta, che rappresenta la resistenza del materiale. Ci sono tre aree distintive sulla curva: la zona di resistenza infinita, la zona di resistenza finita e la zona di rottura.

carico disnervamento. Per capirlo dobbiamo immaginare cosa succede se oltre al momento flettente,capire come un singolo pezzo è sollecitato. Sforzo di trazione o flessione quando è applicato il momento flettente. Struttura diversa sia per forma che per materiale quindi ci sono condizioni diverse e diversi sforzi applicati, in base alle strutture considerate. Con un'asta rettilinea, se applico un sforzo, momento, si ha una piegatura che flette o comprime le diverse facce del materiale. A seconda della dimensione e della forma della trave, essa si incurverà in maniera differente. Vedo cosa succede quando applico un momento flettente costante in tutto il provino. Ha la forma di un arco di circonferenza. Dal raggio di curvatura riesco anche a calcolare il centro. C'è una relazione inversa tra forma, sollecitazione e deformazione, da questa devo capire che sollecitazione è avvenuta sul corpo. Se prendo un elementino nel profilo, con lunghezza dx, posso fare

dilatazione o compressione. La formula per calcolare l'allungamento relativo è: ΔL = ρ × dθ dove ρ è il raggio di curvatura e dθ è l'angolo infinitesimo. Quando dθ tende a zero, possiamo trascurare il seno e otteniamo il nuovo valore di dx (in radianti). Questo ci permette di vedere cosa succede alle fibre lungo la linea tratteggiata. Se alcune fibre si allungano e altre si accorciano, vedremo un allungamento sopra la linea tratteggiata e una compressione sotto di essa. Non vediamo crepe perché tutti i materiali rimangono vicini. C'è un rapporto lineare tra compressione e dilatazione. Sulla linea tratteggiata, chiamata asse neutro, non c'è né allungamento né accorciamento. Le fibre e ed f sono a una certa distanza y dall'asse neutro e cambiano lunghezza. Tutte le fibre si allungano o si accorciano di ΔLx, che rappresenta l'allungamento relativo con il cambiamento di posizione x. Possiamo calcolare questo valore per una fibra posta alla distanza y dall'asse neutro e con lunghezza L1 dopo la dilatazione o compressione.flessione: quindi risulta che le deformazioni sono proporzionali alla curvatura e variano linearmente con la distanza y dall'asse neutro. Allora posso richiamare la legge della relazione tra sforzo e deformazione e avendo: Curvatura costante allora deformazione e sforzo sono linearmente dipendenti dalla grandezza y. Allora hanno un andamento come in figura sopra e allora gli sforzi maggiori li ho sulle superfici del materiale e le zone con possibili fratture sono sulle superfici perché sforzo maggiore. A seconda della geometria lo sforzo cambia, quindi è da tenere in considerazione. Dovranno essere rispettate: Devo estendere a tutte le aree infinitesime di a la sommatoria scritta sopra, e stessa cosa per il momento in un punto scelto (equilibrio orizzontale ed equilibrio di rotazione). La somma delle forze assiali è nulla → 21 Se passa per il baricentro, allora la condizione iniziale è soddisfatta (quella con l'integrale uguale a zero). Uso quindi ora la

seconda equazione per capire il valore dello sforzo. Tutto quello che faccio lo devo fare secondo un determinato punto di riferimento. Sapendo che: Si può trovare la curvatura della trave che dipenderà in base a quanto aumento o diminuisco il momento, e a parità di momento può deformarsi molto o poco a seconda dell'elasticità o del momento d'inerzia. Elasticità per J è la resistenza e quindi dipende da questi valori EJ=rigidezza flessionale (legge di Eulero-Bernoulli). Il segno negativo rende conto della convenzione adottata sul segno della curvatura. Con tutto questo mi interessa calcolare i punti più lontani dall'origine dell'asse y. Gli sforzi si distribuiscono linearmente e ci sono delle convenzioni per il segno, dalle fibre tese è compressione e dall'altro lato sarà trazione. 22 Se la rottura avviene per fatica lo sforzo può essere minore dello snervamento. Uno studio tedesco ha detto:

se prendo uno sforzo che è uguale allo sforzo di snervamento, applico il peso e vedo dove si snerva, allora ha iniziato a far ruotare i provini. Il sforzo che deforma è lo stesso che con la trazione, con anche tanti provini che poi si rompevano aumentando i cicli. Le rotture dipendono dalle cricche, ma so che con un tot di cicli si ha la rottura in un certo momento, ma dopo un tot di cicli questa cosa arriva ad un valore costante. Noi consideriamo dei materiali che hanno una riduzione del 40-60% delle resistenza, quindi uso delle sezioni che mi permettono di avere sigma minori devo ridimensionare: curva di Wohler, vedo appunti lezione di prima. A seconda dei materiali, le zone della slides con il grafico colorato cambiano. PROTESI VALVOLARI MECCANICHE Hanno dimensionato tutto con una grande durata, ma non sono i migliori a livello di coagulazione. Il suo tempo di reazione non è il massimo, lo