Un nuovo studio condotto da ricercatori della McGill University ha misurato le proprietà fisiche dinamiche dell'aorta umana, ponendo le basi per lo sviluppo di innesti in grado di imitare il comportamento originario dell'arteria più grande del corpo umano.

Marco Amabili, un professore della Canada Research Chair presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della McGill e il suo team hanno utilizzato il loro progetto sperimentale per stabilire come si innesta il Dacron, utilizzati come protesi vascolari per sostituire le aorte difettose, all'altezza di quelli reali. Gli innesti di poliestere, hanno trovato, sono estremamente rigidi e non si espandono quando il cuore spinge il sangue attraverso di loro.

"Perché gli innesti non si espandono affatto, inducono diversi problemi cardiovascolari per i pazienti, "Ha detto Amabili. "È l'equivalente di impiantare un'aorta malata invece di una sana".

I ricercatori hanno utilizzato i laser per misurare lo spostamento dinamico dell'aorta umana, ottenuta da cuori raccolti per i trapianti, collegati a un circuito circolatorio modello progettato per imitare il flusso pulsante del sangue generato dai battiti cardiaci.

I risultati, recentemente pubblicato sulla rivista Revisione fisica X , hanno mostrato che la capacità di espansione di un'aorta varia notevolmente con l'età:l'aorta dei donatori più giovani potrebbe espandersi fino a circa il 10% della loro circonferenza mentre quella dei donatori più anziani potrebbe espandersi solo fino al 2%. L'espansione ha un leggero ritardo rispetto alla pressione pulsante, che rende il flusso sanguigno più uniforme; questo ritardo si riduce con l'età.

"Il comportamento dinamico dell'aorta umana era poco compreso. Quello che sapevamo è stato ottenuto utilizzando cateteri invasivi per raccogliere misurazioni a ultrasuoni del movimento dell'aorta negli esseri umani mentre veniva misurata la loro pressione sanguigna, quindi i dati erano limitati agli stati di riposo, " ha detto Amabili, che è anche l'autore senior dello studio. "I nostri esperimenti sono stati in grado di simulare gli effetti della pressione sanguigna e del flusso sull'aorta in modo da capire come reagisce sia in uno stato di riposo che durante un esercizio pesante".

Lo studio fornirà informazioni cruciali sui materiali necessari per progettare una nuova generazione di protesi aortiche con proprietà biomeccaniche simili a quelle dell'aorta umana.

"Questa ricerca potrebbe migliorare notevolmente la qualità della vita dei pazienti, soprattutto per coloro che hanno innesti impiantati in giovane età perché subiranno un successivo intervento chirurgico per tutta la vita per sostituire gli innesti una volta che iniziano a fallire, " ha spiegato Isabella Bozzo, un ex studente di master nel laboratorio di Amabili e coautore della carta. "Questi interventi sono estremamente invasivi e il recupero è doloroso, quindi vogliamo sviluppare innesti che diano loro le migliori possibilità di successo, riducendo al minimo gli interventi chirurgici futuri e riproducendo l'emodinamica dell'aorta sana".

L'ampliamento delle conoscenze sulla dinamica dell'aorta umana dovrebbe inoltre fornire preziosi indizi per comprendere lo sviluppo e la progressione di numerose patologie vascolari come la placca aterosclerotica, aneurismi e dissezioni aortiche.