Curs6-Inginerie citotisulara

7/23/2019 Curs6-Inginerie citotisulara

http://slidepdf.com/reader/full/curs6-inginerie-citotisulara 1/37

Inginerie citotisularaInginerie citotisulara

si organe artificialesi organe artificiale

CURS 6

VALVE CARDIACE

INIMA ARTIFICIALA



Bolile cardiovasculare continuă, de o bună perioadă de timp, sa semen ină pe locul intai intre cauzelț e de imbolnăvire i deces în lumeaș

civilizată. In jur de 70% din popula ie esteț afectată de acestea, iar inEuropa bolile cardiovasculare reprezintă cauza numarul unu dedeces, cu un procent de 4%.!actori de risc" #alimenta ia bo$ată în $rasimiț

#alcoolul #fumatul

#sedentarismul



Fig.1sec iune longitu!inal" a cor!uluiț

ubstratul morfolo$ic pentru valveleinimii este reprezentat din supape, careasi$ura in or$anism dirijarea san$elui pe

două circuite distincte" #circula ia func ională pulmonarăț ț &saumica circula ie'ț

#circula ia sistemicăț &sau mareacircula ie'ț

(paratul valvular al inimii este reprezentat de patru valve cuprinse în planul bazal alinimii,denumit iș #lanul $entil. )in aceste valve ,două sunt situate la nivelulorificiilor atrio#ventriculare i poartă denumirea de"ș

#valva atrio#ventriculară dreaptă sau tricuspidă* iș

#valva atrio#ventriculară stan$ă sau mitrală. +elelalte două valve corespund comunicarilor ventriculo#arteriale si poartă numelede" #valva trunciului pulmonara* iș

#valva aortei. !iecare valva este formata din cate un inel fibros i dintr#un sistem de valvule careș

asi$ură -în functie de fazele cardiace -înciderea i desciderea acestora.ș



Flu%ul sangelui #rin ini&"

1. vena cavă prime te san$e din or$anismș

. san$ele umple atriul drept /. san$ele trece prin valva tricuspidă in ventriculul drept 4. san$ele neoi$enat trece prin valva pulmonară semilunara si artera pulmonară,ajun$and in cele din urma in plamani 1.venele pulmonare transportă san$ele proaspat oi$enat spre (s 2. san$ele trece prin valva bicuspida stan$ă în ventricolul stan$ 7.san$ele ajun$e in valva aortică semilunară si intră în aortă.





TI'URI DE 'R(TE)E CARDIACE DIS'(NI*ILE

356E( BI5859I+( &tisulara' 356E( :E+(;I+( Fig +#eprezentarea celor tipuri de valve, mecanică si

biolo$ică

6erminolo$ia comuna stabilita in <7< considera ca proteze biolo$ice pe acelea produsedin material biolo$ic si proteze mecanice, protezele artificiale din metal si materialsintetic. 3rotezele biolo$ice cuprind proteze netratate &$refe, emo$refe' si pe cele tratatecimic&bioproteze'. 3rotezele din valve aortice de porc sunt denumite proteze porcine iar

cele din pericard de vitel proteze cardiace bovine.



+aracteristicile unei proteze pentru inlocuirea unei valveumane sunt"

)urabilitate indelun$ata, ideal cat a vietii pacientului+aractere emodinamice fiziolo$ice" $radient transproteicnesemnificativ, absenta insuficientei protetice, flu san$vintransproteic fiziolo$ic , fara turbulenta

+omplicatii minime le$ate de proteza" absenta trombo$enitatii,un profil redus pentru a nu interfera cu structurile cardiace,emoliza minima sau absentaImplantare usoara si in scurt timp

!ara a necesita tratament anticoa$ulant, evitand astfel posibileriscuri emora$iceilentioasa pentru a nu deranja pacientulIeftina si usor accesibila.



'rote,e car!iace -iologice

3rotezele biolo$ice sunt inferioare protezelor mecanice moderne in ceea ce priveste durabilitate si caracteristicile emodinamice. )ezavantajul cel mai mare al bioprotezelor este durabilitatea lor limitata in timp. In scimb, s#a constatat ca protezele mecanice de ultima $eneratie depasesc functional durata de viata a purtatorului, fiind superioare bioimplanturilor. 3rotezele biolo$ice prezinta de$enerescenta tisulara primara&primar= tissuefailure', datorata modificarilor structurale ale tesutului biolo$ic si leziunilorsecundare prin depuneri infectioase si >sau trombotice.

+auzele modificarilor de tesut ale protezelor biolo$ice sunt"#de$radarea inevitabila in timp a structurii cola$enului profund si a stratului

superficial #presiunile mari san$uine ce se eercita asupra protezelor biolo$ice, inspecial cand acestea au efect stenozant.

+ele mai severe modificari istolo$ice sunt calcificarile, care limiteazamobilitatea valvelor si rupturi ale valvelor, care pot determina disfunctie prininsuficienta. #au identificat si perforatii fara depuneri de calciu ,in special in pozitie mitrala. +auza cea mai probabila a acestor perforatii este suprasolicitareamai mare a tesutului valvular protetic in pozitie mitrala.



Este de asteptat ca majoritatea pacientilor operati inaintea varstei de10 de ani sa necesite o reinterventie pentru disfunctie primara de

proteza.

8a copii si tineri ,pana la varsta de 1 de ani , se constata o frecventamai mare a reoperarii. 3rincipalele caracteristici ale valvelor biolo$ice ,care le recomanda"#Nu necesita trata&ent cu anticoagulant

Silentioase (ceste valve tisulare pot fi clasate in / cate$orii..(uto$raft.(llo$raft

/.Bioproteze



Inceputuri

(uto$raft # reprezinta prelevarea unei portiuni de tesut de la pacientsi inlocuirea valve afectate.

Allograft este o valva prelevata de la un cadavru.

?Este stocata in azot licid?(u o durata de viata ridicata

A$antae "flu san$uin apropiat de cel nativ nu necesita tratament cu anticoa$ulante

De,a$antae "calitatea tesutului este sensibila la in$et si procedurade prelevare. +elulele scad ca viabilitate



Bioproteze # eno$efe tratat dpdv cimic, care poate fi montat pe ostructura de suport&stent'.

unt doua tipuri de tesuturi bioprotetice " porcine si din pericard bovin

Fig /#bioproteza cu Fig 0 -bioproteza ori$ine porcina din pericard bovin



*io#rote,a Car#entierE!ar!s

)in acest model, creat in anul <71, in laboratoarele (merican#Ed@ards, sub forma modelului mitral si aortic s#au implantat pana in

prezent 00.000 de proteze.

3rotezele Ed@ards#+arpentier sunt confectionate din valve de porcfiate prin reticulare la presiune joasa &4 mmA$ 'cu $lutaraldeida.Implantarea este posibila datorita formei speciale a bazei protezei.tenturile protezei mitrale sunt mai putin inalte decat la proteza

aortica,avand un profil mai mic.

Fig 63roteza biolo$ica+arpentier#Ed@ards

3roteza Ed@ards#+arpentier are treicomponente"

?Cele trei valvule aortice porcine de

dimensiuni diferite fixate cu

glutaraldehida

?1 suport de sustinere cu 3 picioruse

?1 inel de sutura din cauciuc de siliconaco erit cu te lon



'rote,a 2ancoc3

( fost construita in anul <2< &Aancoc etracorporeal8aboratories',modificata si perfectionata de#alun$ul anilor. In Europase foloseste in special modelul mitral Aancoc II&modelul 6 10' si

modelul aortic &6101'.3ana in prezent s#au implantat peste 00.000 proteze Aancoc . Este construita din valva aortica porcina tratata cu$lutaraldeida. 3iciorusele sunt fiate printr#un inel metalic, caresustine si baza valvelor, impiedicand deformarea ei. 3roteza este

astfel construita incat corespunde $eometriei valvelor aortice naturale.Inelul de sutura este din silicon ,imbracat in tesatura de )acron .



'rote,a Liotta

Este construita din anul <72,din anul <C7 sub denumireaBioimplant, de catre laboratoarele t.Dude :edical Inc. alvele

porcine sunt fiate pe o rama fleibila din )elrin ce este acoperita cu)acron. 3iciorusele de sustinere au doar jumatate din inaltimeaintalnita la alte bioproteze. (re avantajul unui profil redus, dardezavantajul unei suprasolicitari mai mari ale valvelor prin flusan$uin transproteic, datorita dimensiunii reduse a picioruselor ce le

sustin.



'rote,a 4eno&e!ica

3roteza este construita in anul <C0 din valva aortica porcina fiatala presiune redusa cu $lutaraldeida. (cest tip de fiare diminueaza

modificarile ce se produc in timp la nivelul structurilor cola$enice atesutului biolo$ic.

*io#rote,a Mitroflo

Bioproteza :itrolo@ este implantata in anul <C,fiind construitadin pericard bovin. In constructia protezei sunt cuprinse / valve de pericard de vitel sustinute de un suport din )elrin. Inelul protezeieste din silicon fleibil impre$nat cu @olf$ram pentru a deveniradioopac. Inelul protezei este infasurat cu material din )acron.)atorita acestei constructii in care lipseste materialul metalicradioopac la eamenul radiolo$ic nativ se recunoaste doar inelulradioopac. Este mai putin folosita decat cealalta proteza din pericard,

proteza Ionescu#ile=.



'rote,a IonescuS5ile Stan!ar!

3roteza din anul <72 din pericard de vitel de catre laboratoareleile=. 3ana in prezent s#au implantat cca C0.000 de proteze.

Este alcatuita din / valve din pericard de vitel, fiate in solutie de0.1% $lutaraldeida, montate pe un inel de titan acoperit de )acron si

prezinta trei picioruse de sustinere. arianta protezei cu profil redus este construita dinanul <C4 cu aceeasi tenica ca si proteza Ionescu#ile= standard, dar cu principii de constructiemodificate pentru a reduce inaltimea implantului. 8aacesta proteza s#a renuntat la structura metalica de bazasi s#au mentinut doar trei a$rafe din aliaj cobalt#nicel,la baza protezei, pentru vizualizarea radiolo$ica.3iciorusele sunt alcatuite din )elrin si inelul de suturaeste nemodificat, fiind din )acron. adiolo$ic,spredeosebire de bioproteza Ionescu#ile= standard nu seobserva structura de sustinere proprie. e pot recunoaste cele / a$rafe care sunt radioopacesi au forma ondulata, intrerupand de trei ori inelul

bioprotezei.



*io#rote,a Mi$a

Bioproteza a fost creata de catre (cad.3rof. 3op de 3opa in

8aboratoarele +linicii de +irur$ie +ardio vasculara !undeni .Este alcatuita din valve aortice de porc mistret ,avand o rezistentacrescuta in comparatie cu valvele porcine. ( fost implantata in pesteC00 de cazuri.

tudiile raportate arata rezultate bune cu acest tip de proteza.



'rote,e car!iace &ecanice

'rotezele cardiace mecanice se impart in functie de mecanismul de inciderein proteze cu flu periferic si cu flu central.

3rotezele cu flu central au un disc pivotant sau aripioare pentru incidere.3rotezele mecanice cu mecanism de incidere central si periferic se impart inurmatoarele $rupe" proteze cu bila si cusca, proteza monodisc si proteza cu disc basculant. )ezavantajul principal al protezelor mecanice este trombo$enitatea lor

crescuta ,care impune tratament anticoa$ulant cronic la purtatorii lui

'rote,a cu -ila

A$antae 718)urabile'Incidere rapida

De,a$antae 718necesita tratament anticoa$ulant 'obstructive/'z$omotoase

4'afecteaza celulele san$uineMateriale folosite 7 bila de ilicon

+arcasa din titan



Re,ultate7

?)urabilitatea acestor proteze este foarte bună. 3e termenlun$ este posibilă alterarea bilei ce poate apare prin abrazarea sauinfiltrarea lipidică a bilei &care este proporFională cu durata Gitemperatura folosită în prelucrarea siliconului, dar Gi cu viteza decirculaFie a sHn$elui Gi turbulenFele ce apar'.

?!luul prin valvă este aisimetric în jurul bilei. (stfel secreează o sta$nare a fluului în faFa sau în spatele ei.

n poziFia mitrală, performanFele emodinamice suntsatisfăcătoare cHnd se folosesc dimensiuni mari ale valvelor

& 1:-/4mm sau 4: - / mm'.



'rote,a StarrE!ar!s

3roteza tarr#Ed@ards se construieste in anul <2,modelul mitral&20' simodelul aortic&20'.3ana in prezent s#au implantat in jur de 0.000 de proteze deacest tip. 3roteza tarr Ed@ards a suferit in timp o serie de modificari ,ca de eemplu"

acoperirea custii cu material tetil sau folosirea a diferitor materiale pentru bila.Infinal a#a ajuns la un model care construieste o proteza alcatuita dintr#un inel si o cuscacu / brate simetrice pentru aorta si 4 brate simetrice pentru mitrala. Inelul si cuscasunt din telit &un aliaj din nicel#cobalt si molibden'.Inelul de sutura este din teflon# propilena si inconjoara inelul metalic pana pe fata interna care este in contact cu

san$ele. Bila este din cauciuc siliconic impre$nate cu bariu.

' S l ff C



'rote,a S&eloffCutter

3roteza meloff#+utter a fost construita in anul <22 ,principiu deconstructie ramanand nemodificat de#a lun$ul timpului. Ea are deosebiri concrete fata de proteza tarr Ed@ards .8a

proteza meloff +utter diametrul bilei este mai mic decat diametruintern al inelului,fiind astfel necesara o a doua cusca, care sa prinda

bila in pozitie incisa.3rin aceasta modificare se obtine o re$ur$itaresan$vina in incidere,ce are effect de spalare a placetelor si rol de

prevenire a trombozei protezei .

Fig 9#alva mecanica meloff #+utter

+usca este alcatuita din inel si /suporturi metalice simetrice,care formeaza o cusca mare si

una mica,ce nu sunt incise lacapete. Inelul si bratele custiisunt alcatuite din titan si 6eflon,iar bila de cauciuc din silicon,

moderat radioopac.



'rote,a &ono!isc

Val$e cu !isc : folosesc drept obturator un disc basculant pentru amima mai bine carateristicile de cur$ere naturală ale sHn$elui prininimă. (ceastă caracteristică basculantă permite un flu san$uin maicentrat, dar împiedică total re$ur$itarea.3rezintă risc destul de scăzut de tromboză Gi de infecFii, dar nu leelimină complet.(u un profil jos si un orificiu mai lar$ decat cele cu bila iar tenicade implantare este una meticuloasa pentru a evita interferentaaparatului subvalvular.



'rote,a *orcS5ile

3roteza Bjorc#ile= a fost construita in anul <2< de catre laboratoarele ile=

:odelul initial a constat dintr#o structura de telit, un disc din delrin si un inel desutura din teflon .+onstructia permitea o descidere a discului in pozitie aortica la20$rd si in pozitie mitrala 10$rd. Intre inelul valvular si discul ce ocluziona acestinel eista un spatiu de 0.0C mm care permite un flu sistolic. In anul <7,prin modificarea mecanismului de prindere al discului, s#a lar$it

un$iul de descidere al acestuia. 3rintre alte ameliorari aduse valvei a fost siconstruirea balamalelor din + pirolitic, un material mai rezistent si mai putintrombo$en. )easemenea s#a redus distanta dintre inel si disc la 0.01 mm pentru adiminua pierderea ei de volum. )in <71 inelul si balamaua mare au fost construite din acelasi material pentru areduce defectiunile ce apareau uneori la nivelul sudurii celor elemente.:iscarearadiolo$ica a discului poate fi evidentiata prin introducerea in partea eterna aacestuia a unei benzi radioopace,vizibile la eamenul radiolo$ic.



Jrmarirea implanturilor pana la acestadata a aratat ca valva are un risctrombo$en mare, in special la nivelulorificiului mic. 3entru a reduce

incidenta acestei complicatii discul plata fost inlocuit cu un disc concav#conve care permitea o descidere multmai mare a orificiului mic. #a obtinutastfel o marire a suprafetei de

descidere a protezei si o reducere ariscului trombozei. )ezavantajul acesteimodificari a fost suprasolicitarea balamalei mici, care a dus in catevacazuri la ruperea ei. )e aceea in anul<C1 protezele cu marimea <#// aufost retrase de pe piata. 5 altamodificare produsa in <C0 permitedesciderea discului la 70$rd, dar si laacest tip de proteza s#au constatatdefecte mecanice eprimate prin rupturi

ale balamalei.

Fig 8 -Proteză Bjork- Shilley



'rote,a *orcS5ile Monostrut

3roteza Bjorc#ile= :onostrut este construita din anul <C decatre laboratoarele ile=. 3roteza are un flu central si constructia

difera de vecea proteza prin modificarea mecanismului de prindere.Balamaua mica a fost inlocuita cu un sistem de prindere simplu, caremareste posibilitatea de descidere a discului si suprafata protezei.Inelul de sutura din 6eflon a fost inlocuit cu unul din )acron

acoperit cu carbon. )esciderea discului este mare, de 70$rd.Incomparatie cu proteza clasica Bjorc cu disc conve#concav ,la tipul:onostrut se recunoaste radiolo$ic nativ suportul care inlocuieste

balamaua mica, in rest ambele proteze au aceleasi aspect. adiolo$icin vivo se poate observa desciderea un$iului la 70$rd, identic cu

proteza Bjorc#ile= conve#concavă

' t !i Lill 5 i ; t



'rote,a cu !isc Lille5ei ;aster3roteza cu disc 8illeei Kaster se construieGte in <2< de :edicalinc Gi are

modele"cel mitral &100 'si aortic&/00 '. Este o proteza cu disc pivotant Gi flucentral, inelul si discul biplane sunt din aliaj de $rafit acoperit cu + pirolitic si

formeaza in poziFie incisă un un$i de .(re un un$i maim de descidere de8C0$rd fată de inel, astfel incat face miscare de basculare de 2$rd pentru odescidere maimală. )atorita un$iului mare de descidere, discul are un volummare de incidere. +ele două balamale care Fin discul in poziFie descisă sunt poziFionate ecentric si au formă de carli$. Inelul este rotund. 3rin suprapunereadiscului pe inel,această proteză practic nu prezintă o pierdere de volum prinscur$eri.

Fig 9-Proteză Lillehei-Kaster



'rote,a (&niscience si (&nicar-on cu !isc

3rotezele 5miscience si 5mnicarbon cu disc reprezinta proteze

perfectionate.

e construiesc din anul <7C de catre :edical Inc. 3roteza5mnicarbon este construita in intre$ime ,atat suportul cat si discul

sferoidal ,din + pirolitic. 8a proteza 5mniscience ,materialul deconstructie al suportului este titanul. pre deosebire de protezele8illeei Kaster au balamale de prindere mai mici si astfel un profilmai plat.

)iscul este confi$urat sferic si formeaza in pozitie descisa un un$ide maim C0$rd.



'rote,a Me!tronic :2all cu !isc 3roteza :edtronic Aall este construita din anul <77 de catre :edtronic Inc,subforma modelului mitral : 7700 si modelul aortic ( 7700. Este alcatuita dintr#un disc biplan din + pirolitic, doua balamale si inelul desutura. uportul si mecanismul de prindere al discului sunt din 6itan.+onstructia permite rotatia usoara a discului in interiorul inelului.3roteza :edtronic -Aall are,datorita constructiei sale ,un flu transproteic central.

Fig 10-Proteză Medtronic Hall

'rote,e !u-lu !isc

A$antae 718durabile

'incidere rapida /'fluul san$uin transvalvulareste apropiat de cel nativDe,a$antae

"'necesita tratamentanticoa$ulant 'afecteaza celule san$uineMateriale folosite 7cuspe pirolitice pe baza de carbon

'rote,a St <u!e Me!ical



'rote,a St <u!e Me!ical 3roteza t Dude :edical se produce din anul <77, modelul mitral :0 si aortic(0.Este o proteza cu aripioare basculante ,construite din $rafit si impre$nate cu@olfram, pentru a deveni radioopace. Inciderea protezei se face prin cele aripioare biplane cu aspect de semidisc,care formeaza impreuna in incidere un un$i de0$rd.In descidere maima aripioarele au fata de inelul protezei un un$i deC0$rd.(ripioarele protezei st Dude :edical prezinta la nivelul secantelor iesituri,princare se adapteaza si se fieaza la cele 4 scobituri din inel. In timpul inciderii,inelulsi aripioarele nu se suprapun.3rin aceasta se impiedica a$re$area placetara intre discsi aripioare, astfel incat proteza t Dude este cea mai putin trombo$ena .

Fig.11-Proteze St. Jude Medical.

'rote,a cu !oua ari#ioare Dura&e!ics



'rote,a cu !oua ari#ioare Dura&e!ics (ceasta proteza este construita din anul <C,avand aripioare si deci un flucentral. 3rincipiul de constructie este asemanator cu proteza t Dude, diferentiindu#se prin aspectul sferoidal al aripioarelor si prin faptul ca acestea depasesc in incidereinelul valvular. 3rin aceasta modificare in constructie s#a obtinut diminuarea scur$eriisan$uine transproteice in timpul inciderii protezei. )esi desciderea aripioarelor areun un$i mare,studiile efectuate pe purtatorii protezelor )uramedisc dovedescrezultate emodinamice inferioare fata de protezele t Dude :edical.

Fig .!-Proteză

"ura#edics

ezultate"

3rotezele bicuspide au caracteristici termodinamicefoarte bune faFă de alte proteze. (stfel, $radientul de presiune în poziFie mitrală este 0#/ mm A$, iar în poziFie aortică mai mic de 4 mm A$. unt indicatela copii sau la pacienFi cu un inel aortic mic.6rombo$enitatea este mai mică decHt a altor proteze.

)eteriorarea propriu#zisă a protezei este foarte rară,dar re$ur$itaFia este mai mare decHt la protezele cudisc sau bilă. (stfel în cazul protezei t. Dude întimpul sistolei apar re$ur$itări care conver$ sprecentrul valvei în plan paralel &în mar$inile discului'Gi diver$ în plan vertical faFă de disc &în liniile de

încidere'.



Caracteristicile de curgere pentru diferite design-uri

valvulare:

A.Cu bilă;

B.Cu disc;C.Bicuspe



Disfunc ii ale #rote,elor $al$ulareț

3rotezarea valvulară duce la ameliorarea postoperatorie a performanFelorcardiace Gi a stărilor pacientului, dar totodată această protezare epune pacientul la o

serii de complicaFii posibile care constituie un capitol bine definit în patolo$iacardiovasculară. n cadrul acestor complicaFii disfuncFiile protetice deFin un locmajor.

)ia$nosticul de disfuncFie trebuie pus prompt Gi cu precizie pentru a face posibilă o intervenFie utilă în timp Gi cHt mai benefică pentru pacient. 5 importanFăfoarte mare în dia$nosticul disfuncFiilor are eamenul clinic al pacientului Gieamenele paraclinice, în special eco$rafia, atHt transtoracică, cHt mai alestransesofa$iană, care este folosită tot mai frecvent.

6ipuri de disfuncFii intalnite in cazul protezarii valvulare sunt urmatoarele"# 5bstrucFia trombotică a protezei# Endocardita infecFioasă

# )e$enerescenFa protezei# Aemoliza# :al poziFie de proteză# )isproporFia pacient#proteză



Inima artifciala

"r. Robert Jarvik, unul dintre

cei #ai $atrani #e#$rii aiechi%ei de cercetatori care aucreat stimulatorul cardiac& arealizat in 1982, %ri#a ini#aarti'ciala o%erationala& Jar(ik-)&care i-a *ost i#%lantata%acientului Barney +lark.Folosind un siste# de %o#%ehidraulice& Jar(ik - ) a %o#%at

sangele in siste#ul circulator al%acientului

# Jtilizata ca punte pana la transplant de inima

# mai mult de C00 implanturi

# 7<% rata de succes



- 2. AbioCor , inima

artificiala- Massachusetts –

AbioMed™

- Complet implantabila, nu

necesita fire sau tuburi carepenetreaza pielea,

reducand riscul de infectii.

- Folosita in afectiuni

terminale

- 15 pacienti



Baterii externe –

fiecare baterie – -

5ore de

functionare



Controler intern-

!ispoziti"

electronic mic

implantat inperetele abdominal

al pacientului –

monitorizeaza sicontroleaza "iteza

de pompare a

inimii.



Date post:	19-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	elena
View:	232 times
Download:	1 times

Curs6-Inginerie citotisulara

Documents