Protesi Vascolari: Una breve panoramica #1

Prima di iniziare una dovuta precisazione sulla terminologia

Biocompatibilità

La capacità di un biomateriale di determinare, da parte di un sistema vivente, una reazione favorevole alla sua presenza in una specifica applicazione

Oppure

Capacità di un materiale o di un impianto di svolgere la propria funzione senza ostacolare i processi fisiologici o rigenerativi dell'organismo

 

Graft arterovenoso, immagine priva di copyright link

Protesi vascolari

Per protesi vascolari si intendono tutti quegli impianti atti a sostituire un tratto di vaso danneggiato in modo permanente.

Nella maggioranza dei casi si tratta di arterie, in quanto, rispetto alle vene, presentano una maggiore sollecitazione meccanica, causata dalla natura pulsatile del flusso e da una maggiore pressione. 

Fra le possibili patologie che possono rendere necessario tali tipi di interventi ci sono ovviamente le stenosi, vale a dire una riduzione del lume del vaso, dovute all'accumularsi di placche lipidiche chiamate ateromi sulla parete dell'arteria, che a loro volta causano una reazione infiammatoria che porta ad un proliferare eccessivo di tessuto fibroso, che diminuisce il diametro interno del vaso causando anomalie fluidodinamiche che potrebbero compromettere ulteriormente l'integrità strutturale dei vasi a valle della stesnosi.

Il ridotto afflusso di sangue inoltre causa la patologia chiamata, appunto aterosclerosi, vale a dire quell'insieme di disagi causati dalla risuzione sistemica dell'irrorazione di sangue agli organi, causa frequente di alcune sintomatologie sgradevoli, fino a essere causa indiretta di decesso.

Quando l'occlusione è totale si parla di ischemia, e di conseguente necrosi dei tessuti a valle.

Un'ulteriore patologia molto frequente consiste nell'assottigliamento della parete vascolare, che oltre alle solite anomalie fluidodinamiche, potrebbe causare una rottura dell'arteria. Sto parlando degli aneurismi.

Per questi motivi, quindi, può essere necessario l'utilizzo di protesi vascolari.

Prima di procedere al'operazione chirurgica vengono sempre prese in considerazione 3 diverse possibilità:

Protesi biologiche autologhe

Protesi biologiche eterologhe

Protesi sintetiche

Nel primo caso non è necessario parlare di vere e proprie "protesi vascolari", in quanto vengono utilizzati come sostituti o bypass gli stessi vasi sanguigni del paziente

Di conseguenza, in quanto tessuti autologhi, non risulta necessario un trattamento di decellularizzazione.

I vasi più utilizzati sono la vena safena o l'arteria mammaria interna.

La vena safena umana. Immagine priva di copyright link

La vena safena viene solitamente utilizzata come bypass per arterie di piccolo calibro, in quanto presenta un diametro compreso tra i 4 e i 6 millimetri.

Problema: utilizzare una vena per sostituire un'arteria non è sempre consigliato, a causa delle differenze strutturali che intercorrono. 

Le vene infatti risultano avere una parete meno spessa e più rigida di quella delle arterie, nonchè presentare delle valvole semilunari all'interno queste ultime servono alla vena per evitare il reflusso, ma devono essere rimosse meccanicamente, rischiando così di danneggiare il vaso.

L'arteria mammaria interna tuttavia risulta molto interessante , in quanto, oltre ad essere un'arteria, per la sua posizione rende possibile effettuare un bypass coronarico con una singola anastomosi (resezione di un vaso). Di fatto, invece di tagliare alle due estremità, è possibile tagliare su un lato solo e suturarlo a valle della stenosi coronarica.

Vena safena e  arteria mammaria interna  interna, immagine libera da copyright, link

Protesi biologiche eterologhe

Nel caso in cui fosse necessario utilizzare dei graft (vasi provenienti da dei donatori), sarebbe, come precedentemente specificato, necessario effettuare un trattamento chimico tramite glutaraldeide.

Quest'ultimo è una pratica necessaria, e ha un doppio effetto: da un lato elimina le cellule estranee, diminuendo così l'immunogenicità del tessuto, dall'altra stabilizza la struttura creando legami trasversali tra le diverse catene molecolari.

Tra le varie possibilità, c'è quella di utilizzare la vena ombelicale umana.

Nei neonati, questa attraversa il cordone ombelicale, e al momento della nascita rappresenta tessuto di scarto.

A seguito del parto questa deve essere prelevata, trattata, e conservata a basse temperature

Viene usata per bypass di piccolo calibro.

Uno degli sviluppi più recenti riguardo alle protesi biologiche rappresenta l'utilizzo di pericardio bovino chimicamente trattato.

Il pericardio è uno strato di tessuto connettivo formato da fibre di collagene che ricopre il muscolo caridaco.

Viene inoltre corrugato al fine di rendere il vaso flessibile e prevenirne l'occlusione.

Per motivazioni derivanti dall'eccessiva dimensione dello scritto, le protesi vascolari sintetiche saranno trattate in un prossimo post.

Grazie per l'attenzione.

Fonti:

-Appunti personali dei corsi di Biomateriali e Bioingegneria Chimica del Politecnico di Milano

Libro di testo: Biomateriali per protesi e organi artificiali: introduzione alla biocompatibilità, alla scienza e alla applicazione dei materiali per dispositivi biomedici,Riccardo Pietrabissa.