Pagina documente » Medicina » Sistemul vascular. Biomaterialele utilizate pentru realizarea protezelor vasculare

Cuprins

lucrare-licenta-sistemul-vascular.-biomaterialele-utilizate-pentru-realizarea-protezelor-vasculare
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-sistemul-vascular.-biomaterialele-utilizate-pentru-realizarea-protezelor-vasculare


Extras din document

Cuprins
Introducere
Capitolul I. Sistemul vascular
I.1. Structura si functii
I.2. Componenta arteriala si venoasa a sistemului vascular
I.3. Particularitatile fiziologice ale vaselor
I.4. Proprietatile fizice ale vasului
I.5. Metode utilizate pentru masurarea curgerii singelui si a functionarii vasculare
I.5.a. Metode de analiza in vivo
I.5.b. Metode de analiza in vitro
Capitolul II. Notiunea de biomaterial
II.1. Definitia notiunii de biomaterial
II.2. Scurt istoric al biomaterialelor
II.3. Clasificarea biomaterialelor
II.4. Criterii de alegere a unui biomaterial
II.4. a. Protocolul de evaluarea biomaterialului
II.5. Aplicatiile diferitelor tipuri de biomateriale
II.6. Concluzii
Capitolul III. Modalitati de evaluare a toxicitatii biomaterialelor
III.1. Introducere
III.2. Pregatirea probelor
III.3. Metode de testare
III.4. Efectele implanturilor
III.5. Concluzii
Capitolul IV. Notiunea de biomaterial sanguin
IV.1. Definitia biomaterialelor sanguine
IV.2. Clasificarea biomaterialelor sanguine
IV.3. Proprietatile biomaterialelor sanguine
Capitolul V. Biomaterialele utilizate pentru realizarea protezelor vasculare
V.1. Poliuretanii
V.1.1. Proprietati fizice si chimice
V.1.2. Biostabilitatea si biodegradarea
V.1.2.a. Cresterea biodegradarii
V.1.2.b. Biodegradarea fungica
V.1.2.c. Biodegradarea bacteriana
V.1.2.d. Biodegradarea de catre poliuretanaze
V.1.3. Tipuri de proteze vasculare
V.1.3.a. Teste clinice efectuate pe poliuretanii
confectionali
V.1.3.b. Protezele vasculare nebiodegradabile
V.1.4. Rolul porozitatii protezelor vasculare din poliuretan
V.2. Poli(etilentereftalat) si poli(tetrafluoretilena)
V.2.1. Inflamatia si neovascularizatia asociate protezelor vasculare din Dacron si Teflon.
V.3. Microprotezele vasculare realizate din celuloza bacteriana
V.4. Concluzii
Capitolul VI. Tratamente superficiale aplicate protezelor vasculare
VI.1. Modificari de suprafata ale materialelor polimerice pentru
conferirea de proprietati netrombogene
VI.2. Protezele din poliuretani
VI.3 Concluzii
Bibliografie

Alte date

?Introducere

Sistemul cardiovascular este alc?tuit din cord, vase de sange si sange. În alcatuirea sitemului vascular intra: vase de calibru diferit artere, arteriole, vene, venule si capilare avand o structura adaptata specific functiei fiecarui sector vascular. Arterele trasporta sangele de la cord la organe, unde acestea se impart in arteriole. Arteriolele se divid mai departe in capilare care infiltreaza tesuturile asigurand schimbul de substante nutritive si metaboliti. Capilarele converg apoi spre a forma venulele care ulterior vor forma venele.

Arterele sunt vasele de sange cele mai frecvent afectate de boli. Peretele arterial este alcatuit din trei tunici: adventicea, media si intima. Tunica interna este alcatuita dintr-un strat de celule turtite numite endoteliu si care este neintrerupt in intregul tesut vascular. Sub endoteliu se afla stratul subendotelial alcatuit dintr-o retea de fibre elastice colagene si de reticulina, iar sub acesta se afla o membrana groasa si elastica care poarta numele de limitanta elastica interna. Tunica mijlocie sau media este alcatuita din fibre elastice si fibre musculare netede dispuse circular in proportii diferite in functie de marimea arterelor (artere de tip elastic si artere de tip muscular). La periferia tunicii medii se afla o membrana elastica care o separa de tunica externa (limitanta elastica externa). Tunica externa sau adventicea este alcatuita din tesut conjunctiv elastic si cateva elemente musculare. În tunica mijlocie si in tunica externa se gaseste si un numar mare de terminatii nervoase vegetative [1]. Acesta structura complexa este capabila sa inhibe, in conditii fiziologice, hiperplazia intimala, tromboza si arteroscleroza.

Boala arterosclerotica cardiovasculara produce scaderea localizata a fluxului sangvin prin artere, evoluand pana la obstructia completa a vasului afectat.

Fotomicrograful unei artere partial obstructionate de o placa aterosclerotica.

Metode de tratament utilizate in ateroscleroza pot fi bypass-ul coronarian (CABG), angioplastia coronariana transluminala percutana (PTCA) sau montarea de stenturi in artere (Gerard J Tortora, Sandra Reynolds Grabowski, “Principles of Anatomy And Physiology”, 8th Edition , 606):.

Tratamentul consta in by-passing-ul zonei afectate prin utilizarea unei grefe artificiale sau a venei safena.[2] În mod curent, in operatiile care presupun restabilirea fluxului sangvin printr-un vas cu diametrul mai mic de 6 mm se utilizeaza autogrefe de vena safena. În cazul arterelor coronare se utilizeaza grefa arteriala autologa (artera toracica interna, artera gastroepiploica, artera epigastrica inferioara si artera radiala)[3,4,5].

Alogrefele crioconservate au fost de asemenea utilizate pentru by-pass-ul arterelor coronare dar ratele mari de ocluzie si problemele legate de aparitia anevrismelor au condus la limitarea utilizarii lor la situatiile in care nu sunt disponibile grefele autologe [6,7]. Functionarea corespunzatoare a acestor grefe naturale este pusa pe seama prezentei celulelor endoteliale viabile pe suprafata luminala. Utilizarea autogrefelor venoase sau arteriale conduce la obtinerea celor mai bune rezultate, insa nu este lipsita de prezenta unor dezavantaje dintre care reaminitim necesitatea efectuarii unui numar ridicat de proceduri chirurgicale, care sporesc riscurile si costurile operatiei in ansamblu. În plus, grefele vasculare prezinta pereti subtiri si pot fi deteriorate in cursul transplantarii in sistemul arterial.

Prezenta amputatiilor sau a recoltarilor anterioare de tesut face ca pacientul sa nu prezinte vene corespunzatoare grefarii.

Grefele vasculare artificiale sunt utilizate in aceste cazuri. În mod curent grefele vasculare sunt realizate din poli(etilen tereftalat)(Dacron) sau ePTFE(poli(tetrafloretilena)expandat). Gradul de reusita in cazul utilizarii grefelor cu diametrul mare este satisfacator, in cazul utilizarii grefelor vasculare cu diametrul mai mic de 6 mm rezultatele sunt nesatisfacatoare(15 – 20 % din grefele vasculare raman viabile dupa 5 ani de la implantare) [8]. Biomaterialele poliuretanice se caracterizeaza printr-o larga posibilitate de utilizare in protezarea cardiovasculara, biocompatibilitatea acestora si integritatea citotisulara buna sunt consecintele metodelor de heparinizare si colagenizare la care sunt supuse aceste biomateriale.

Capitolul I

Sistemul vascular

I.1 Structura si functii

Sistemul vascular participa la cresterea si dezvolatrea celulara prin transportul principalilor nutrienti, participa la reglarea homeostaziei prin indepartarea produsilor obtinuti in urma metabolizarilor.

Complexitatea organizarii sistemului cardiovascular porneste de la faptul ca in mod esential sistemul circulator este alcatuit din doua componente: sistemul cardiovascular si sistemul limfatic. Sistemul cardiovascular poate fi conceput, ca fiind alcatuit din cord, vase sangvine si sange (si toate componentele celulare din sange) in timp ce sistemul circulator limfatic este alcatuit din microvase limfatice (capilare) si vase limfatice mari [9].

Vasele sangvine sunt alcatuite din trei tunici (interna , medie, externa ) celularitatea fiecareia variind in functie de rolul pe care trebuie sa il indeplineasca in cadrul unui organ sau tesut.[10]

Arterele mari – au in structura peretilor lor mult tesut elastic si pe masura ce diametrul arterial diminueaza incepe sa predomine tesutul muscular neted, care atinge cea mai mare dezvoltare la nivelul arteriolelor.

? Arterele de tip elastic - au rol de propulsor lent in timp ce arterele de tip muscular detin rolul de propulsor rapid. Arterele de tip elastic din aceasta categorie fac parte aorta si celelalte artere de calibru mare. Peretele lor este alcatuit din trei tunici: tunica interna (intima) este groasa, cu un endoteliu prevazut cu celule poligonale si sustinut de un strat conjunctivo – elastic foarte important. Aici predomina fibrocitele si histiocitele, precum si fibrele elastice. Tunica medie - este cea mai groasa si alcatuita din lame elastice in numar mare (50 – 60). Ele alcatuiesc un sistem spiralat, care da o mare rezistenta vasului.

? Arterele de tip muscular – in aceasta categorie intra arterele de calibru mijlociu si mic (arteriolele), constituind majoritatea vaselor din organism. Peretele este alcatuit din aceleasi trei tunici: tunica interna (intima) prezinta un endoteriu format din celule alungite, cu nucleul rotund si mare. Sub endoteriu se gaseste o retea de fibre elastice, fibre de colagen si de reticulina, iar imediat sub ea se afla limita elastica interna, o membrana groasa si elastica. Tunica medie este groasa. Elementul dominant este cel contractil. Fibrele musculare netede sunt dispuse circular, in straturi concentrice, constituind un perete puternic, iar elementele elastice sunt si ele voluminoase si numeroase. Tunica externa – adventicea – are ca element predominant fibrele elastice. Fiecare din aceste tunici are rolul ei bine definit. Astfel o alterare a endoteliului provoaca coagulare sangelui (tromboza). Tunica medie musculara ajuta la propulsia sangelui si determina variatiile diametrului lumenului vascular. Tunica medie elastica (in cazul vaselor mari) permite dilatatia lumenului, care, impreuna cu contractia ce urmeaza, transforma impulsul inimii intr-o miscare continua si regulata. Adveticea reprezinta elementul de rezistenta si de nutritie a peretelui.

Structura diferentiata este datorata faptului ca arterele mari detin in cadrul sistemului circulator in special un rol pasiv, fiind destinse de jetul sanguin, proiectat la fiecare sistola si revenind apoi la dimensiunile de repaus, in timp ce arteriolele au un rol activ, actionand gratie modificarilor tonusului lor ca o ecluza care controleaza trecerea sangelui spre sectorul capilar. Capilarele sunt tuburi subtiri cu peretele de 1? grosime, constituite dintr-un strat unic de celule endoteliale asezate pe o membrana bazala si unite intre ele la nivelul suprafetelor de contact prin substanta intercelulara ciment intercelular. Dupa ce sangele a strabatut arterele mari si mici, ajung intr-o vasta retea de vase cu un calibru foarte mic, diametrul fiind de 6 – 30 ?.

Capilarul este alcatuit din:

1. endoteliu – format din celule endoteliale cu aspect variat, permitand trecerea proteinelor plasmatice si chiar a elementelor figurate ale sangelui.

2. membrana bazala – care este subtire si foarte aderenta la celulele endoteliale, carora le da rezistenta necesara. Ea este alcatuita din fibre de reticulina, care ii dau elasticitate. Este alcatuita din doua straturi: lamina densa, situata in afara si prevazuta cu pori de 50 - 150Å si lamina fenestrata, situata in interior, care prezinta pori foarte mari 1000 Å. Între cele doua lamine se gaseste o retea citoplasmatica, care ar avea un rol important in procesele de filtrare capilara.

3. periteliu – este un strat de celule ramificate – pericitele – dispuse in jurul membranei bazale. Pericitele isi pot modifica forma si dimensiunile, luand parte la procedeul de permeabilitate capilara printr-un mecanism asemanator cu cel al celulelor endoteliale.

Capilarele impreuna cu arteriolele, metaarteriolele, canalele anastomotice arteriovenoase si venulele mici fac parte din sistemul microcirculatiei.

Arteriolele se divid intr-un mare numar de vase cu pereti musculari, denumite metaarteriole, care fac legatura cu venulele printr-un canal de trecere.

Din metarteriole se desprind capilarele sub forma unor bucle sau anse, care dupa un traiect de aproximativ 0.5 mm, se reintorc in metaarteriole; deci capilarele au in capat mai apropiat de arteriola si celalalt mai apropiat de venula.

În jurul capatului arteriolar al capilarului exista un sfincter precapilar constituit din fibre musculare netede, avand o inervatie similara cu cea a arteriolei si metaarteriolei si controland prin tonusul sau fluxul sanguin in capilar. Între arteriole si venule exista canale anastomotice directe si sunturi constituite din ase scurte cu o tunica musculara bine dezvoltata, prin care sangele poate trece direct, ocolind teritoriul capilar.

Peretele extrem de subtire al capilarului permite desfasurarea optima a schimburilor gazoase si nutritive intre sange si lichidul intrestitial.

Venulele mici au pereti ceva mai grosi decat cei ai capilarelor si pe masura ce creste calibrul venelor, peretele incepe sa se ingroase, ramanand insa mai subtire comparativ cu cel al arterelor. În structura peretilor venosi exista atat tesut elastic cat si fibre musculare netede si deci tunica musculara a venelor nu este prea dezvoltata, acesta prezinta variatii mari de tonus, cu repercusiuni considerabile pentru desfasurarea hemodinamicii. Capacitatea variabila a vaselor sistemului venos de a inmagazina sange in functie de starea tonusului lor justifica denumirea de vase ale capacitatii. Peretele unei vene este format din trei tunici: tunica interna sau endovena este formata dintr-un endoteliu si dintr-un strat conjunctiv elastic. Vene care au de luptat cu forta gravitatiei venele membrului inferior, venele iliace) sunt prevazute cu valvule; acestea sunt niste cute ale endovenei care se deschid numai in directia de propagare a sangelui spre centru, dar raman inchise la tendinta de inapoiere a lui. Tunica mijlocie sau mezovena este formata din tesut conjuctiv in care se gasesc fibre conjunctive si elastice. În tesutul conjunctiv sunt cuprinse si fibre musculare. Tunica externa sau perivena este constituita din tesut conjunctiv lax in care se gasesc, pe langa fibre conjunctive si fibre elastice si elemente musculare.