Appunti di Dispositivi medicali e diagnostici sulle protesi vascolari

Se aumento o diminuisce, vuol dire che dentro nei suoi vasi è cambiato il

raggio. Quindi qualcosa si è ristretto quindi c'è una vasocostrizione. Quindi se

regola o se non regola si può riuscire a capire da questi valori qua.

vediamo come si muove il sangue, invece in un regime che non sia

prettamente costante. Perché in un regime costante la resistenza ci dice

quanto deve essere il flusso, la velocità sarà l'andamento parabolico, vi ricordo

solo che la resistenza dipende al contrario della quarta potenza del raggio che

invece è proporzionale alla lunghezza, però chiaramente noi non abbiamo quasi

mai la portata costante.

Sì, in alcuni distretti la pulsatilità abbiamo visto che diminuisce un po' , però

nelle arterie abbiamo sempre una buona pulsatilità. Soprattutto nell’aorta,

abbiamo una fase sistolica e una fase diastolica che scende ma da un certo in

poi. Nei vasi più periferici, nelle arterie periferiche addirittura la portata cambia

molto.

Per quanto riguarda l'arco aortico, abbiamo visto che abbiamo una pressione di

questo tipo, poi questo qua aumenta. Quindi abbiamo una pressione massima

e poi una pressione minima qua. Però questo vuol dire che il flusso, non me lo

posso aspettare come un flusso laminare con la portata costante e con la legge

di Basel.

Qualcosa deve cambiare. Se andiamo a vedere un'arteria periferica, quando voi

mettete come dicevo il dito sul polso, sentite la pulsazione. La portata che c'è

in questo vaso ha un andamento di questo tipo, c'è il picco sistolico poi fa così,

poi scende addirittura così, poi fa così, poi fa così.

Voi sentite pulsare perché sentite quel picco qua. Però se questa qui è la

portata, cosa vuol dire? Che lì c'ho una pressione che mi spinge e che mi dà

una portata che implica una velocità, di tipo parabolico con la velocità nel

centro del vaso massimo. Ma quando arrivo qua, la velocità è al contrario,

perché qui addirittura il sangue sta tornando indietro, perché in fondo alle

arterie periferiche, ci sono le resistenze della microcircolazione e le resistenze

sono sempre tirate, come uno che va sempre col freno mezzo tirato, perché noi

le condizioni normali non le abbiamo ferme, statiche.

Le condizioni normali sono un equilibrio tra un po' di cose che possono

aumentare e un po' di cose che possono diminuire. Se tengo il piede sul freno,

posso frenare di più quanto serve oppure lasciarlo per accelerare, quindi la

resistenza può aumentare o diminuire. Allora in condizioni normali abbiamo

questa situazione qui, dove la pressione sta andando al contrario, ma allora

cosa succede? A un certo punto io spingo il sangue, e mi immagino un profilo

parabolico, poi quando va al contrario torna indietro, e dovrebbe avere un

profilo parabolico al contrario.

In effetti quello che succede è questo andamento qua. Quindi a seconda

dell'angolo e cioè di come mi gira il ciclo da 0 a 180 gradi vuol dire fare un ciclo

cardiaco. Quando ho il ciclo cardiaco qui comincia una certa velocità, comincia

una certa velocità e arrivo alla velocità massima.

Quando arrivo alla velocità massima, sono grossomodo qua, vedete questo

andamento qua sui 75 e questa qui è un paraboloide. Quindi vuol dire che

effettivamente lì ho un flusso laminare, quello che abbiamo calcolato con la

nostra intenzione. Però questo flusso qui all'inizio non era così, quando io devo

fare partire la colonna di fluido, parte più velocemente di questa parte qua del

vaso, e questa qui fa un po' di resistenza perché muovere i filetti fa un po' di

resistenza.

Poi riesco a muoverli tutti, ma a un certo punto, quando si muovono tutti, la

pressione comincia a diminuire e addirittura abbiamo un flusso che va al

contrario. Se il flusso va al contrario, i filetti che ci sono all'interno, per inerzia

continuano davanti e quelli che ci sono sulle pareti rallentano. Quindi quello

che succede è che qui rallenta questi qua però vanno avanti, qui rallenta a un

certo punto si rallenta tutto e va al contrario così e quindi ho questo flusso al

contrario, dopodiché riparte un altro ciclo e allora riparte in questo modo.

Quindi questo vuol dire che: la velocità nel centro e la portata saranno pulsatili

e possono avere valori positivi e valori negativi perché qui ho proprio una

velocità negativa. Dal punto di vista dello sforzo sulla parete, le cose variano

molto tra qua e qua, perché qui abbiamo uno sforzo di taglio positivo, cioè il

sangue sta facendo scorrere la membrana delle cellule sulla parete verso l'alto.

In questo punto lo sforzo di taglio diventa nullo perché la tangente è quasi

orizzontale e in questo punto invece va al contrario.

Quindi le cellule della parete sentono prima il sangue che va così poi si ferma e

poi torna indietro un po'. Poi va avanti e poi torna indietro. Quindi vuol dire che

le cellule della parete devono continuare a sentire qualcosa sopra.

Devono continuamente sentire questo movimento, e è questo movimento che

poi gli dà la possibilità di produrre quello che abbiamo visto ieri, dei mediatori

della dilatazione cioè l'ossido litrico(?) e tutto quello che induce nel dilatare la

muscolatura liscia. Quindi l'andamento delle velocità, determina l'andamento

degli sforzi, gli sforzi determinano come risponde il vaso. E questa è la cosa più

difficile da fare dal punto di vista del materiale, perché dal punto di vista del

materiale avremo bisogno di qualche cosa che è sensibile a questa situazione.

Per capire se questa variazione della velocità durante il ciclo è importante o

meno importante, cioè se siamo in regime di flusso laminare con la portata

costante o se c'è un effetto della pulsatilità, si calcola questo numero, il

numero di Wobbersley, che è un numero adimensionale e dipende dalla

frequenza angolare cioè dalla frequenza cardiaca in questo caso, dalla viscosità

e dal diametro. Quindi se il diametro è piuttosto grande, avrò un buon effetto di

Wobbersley. Quindi ci sarà questo effetto di modifica dell'andamento

parabolico:

Se il vaso diventa piccolo, invece rimane un flusso più che altro parabolico e

quindi il numero di Wobbersley diminuisce. Devo calcolare la viscosità

cinematica, cioè prendo la viscosità e la divido per la densità. Se aumenta la

frequenza, aumenta il numero di Wobbersley, se il battito cardiaco diminuisce,

diminuisce il numero di Wobbersley.

Quindi se sto riposando, se ho una frequenza bassa di 60 battiti al minuto,

questo effetto si sente poco. Quando invece ho una frequenza molto alta, allora

questo effetto si sente più. Quindi a seconda di queste condizioni, le velocità

nel vaso cambiano completamente.

Quindi dobbiamo andare a vedere se siamo in regime laminare o se siamo in

regime come chiamiamo di Wobbersley oppure l'altra cosa che abbiamo visto

ieri ma qui non mi soffermo, se siamo addirittura in regime turbolento. L'altra

volta non ho calcolato il regime turbolento della valvola che avevamo visto ma

se andate a vedere le esercitazioni abbiamo dei valori che erano molto più alti

di 4000, quindi mi preoccupo molto per la valvola meccanica perché lì si creano

dei flussi molto disturbati che si avvicinano alla turbolenza. Nei vasi normali

quando devo calcolare il numero di Reynolds su un’arteria di qualche

millimetro, normalmente il flusso è di tipo laminare.

Il flusso laminare. lo vediamo normalmente in un tubo quando aumentiamo la

portata. Questa cosa l'hanno studiata per anni, si sa dall'800, poi è arrivato il

Reynolds, poi si sono fatti le misure, chiaramente tutti gli ingegneri idraulici

hanno bisogno di capire bene come si muovono i fluidi nei tubi. Una cosa che

hanno scoperto, ma nel 23, è poi una cosa molto semplice però l'hanno

addirittura pubblicato su Nature che è una delle riviste maggiori di tutto il

mondo e riguarda proprio il fatto del flusso laminare o turbolento.

Allora hanno scoperto che se prendiamo un tubo e imponiamo una certa

portata costante, con un numero di Reynolds maggiore di quel 2.000-4.000

della transizione, otteniamo un flusso turbolento. Quello che succede è che: se

prendiamo la stessa portata ma la facciamo variare in maniera pulsatile, il

flusso anche lui si sviluppa in maniera turbolenta. Se invece, prendiamo una

portata uguale, ma la muoviamo con un andamento di questo tipo, cioè vedete

che qui c'è un picco poi quasi qua è nullo, poi c'è un altro picco poi quasi qua è

nullo ;allora se calcolo il numero di Reynolds dovrei calcolare che è turbolento

anche questo, invece questo non sviluppa flusso turbolento allora hanno

scoperto solo l'anno scorso che il flusso del sangue è così facile

portiamo fuori le costanti dall’integrale, poi famo l’integrale

pigreco fuori, 2mul lo portiamo fuori. Due va via con il 4

leggeche mi lega portata alla differenza di pressione e al raggio e alla lunghezza del

tubo.

Il raggio ha molto influenza sulla relazione tra differenza di pressione e portata

Se pressione è costante, portata dipende dalla quarta potenza del raggio.

Vasi molto piccoli, questa quarta potenza fa molto

La resistenza al flusso è la cosa importante per il medico. Se c’è una resistenza

importante la portata diminuisce. A parità di pressione, se un vaso fa una certa

resistenza io ho una portata, se il diametro cambia,

Piccole variazioni del diametro del vaso, induce grandi variazioni nella

 resistenza

Protesi vaso non varia la resistenza, il diametro è sempre lo stesso quindi non varia la

sua resistenza

La resistenza del condotto=Res. Si calcola la differenza di pressione e la portata e così

calcoliamo la resistenza. Si può calcolare addirittura la resistenza di un organo.

Nelle arterie periferiche la portata cambia molto

Dito sul polso, senti ulsare perché sentiamo il picco.

Se spingo sangue= profilo parabolico, se poi lo ritiro si ha profilo parabolico al

contrario.

La velocità nel centro e ela portaa sono pulsatili e possono avere valori positivi o

negativi.

Per capire se questa variazione della velocità nel ciclo p importante o meno, si calcola

di numero di womersley, è un numero adimensionale. Dipnde dalla frequenza

angolare, dalla viscosità e dal diametro.

Flusso laminare lo vediamo in un tubo se aumenti la portata.

Nel 2023 hannp scoperto che: se prendi un tubo e imponi una portata costante con

numero di