Progettazione e validazione di una piattaforma idrodinamica per il monitoraggio dell’impedenza intravalvolare in bioprotesi valvolari cardiache sensorizzate

Nel seguente lavoro di tesi sono stati sviluppati e testati prototipi di un’innovativa bioprotesi valvolare cardiaca sensorizzata per il monitoraggio della funzionalità valvolare dopo l’impianto. La bioprotesi valvolare viene sensorizzata grazie al posizionamento di elettrodi miniaturizzati in prossimità della struttura della protesi. Il collegamento degli elettrodi a un circuito esterno dedicato (impedenzimetro) consente di effettuare una misura di impedenza elettrica, definita "impedenza intravalvolare" (IVI), che riflette la dinamica di apertura e chiusura valvolare in quanto il movimento dei lembi valvolari interferisce con le linee di campo elettrico generate dagli elettrodi. Tale misura consente di rilevare l’eventuale presenza di formazioni trombotiche subcliniche e/o il deterioramento progressivo della protesi stessa, che causano un’alterata dinamica dei lembi. È stata assemblata una piattaforma idrodinamica (Pulse Duplicator) simile a quelle tipicamente impiegate per la validazione di nuove protesi valvolari cardiache, che è stata successivamente utilizzata per testare in vitro ed ex vivo i prototipi. Inoltre, è stata realizzata un'interfaccia grafica per la gestione della piattaforma idrodinamica e l’acquisizione dei segnali di impedenza IVI e pressione misurati. L’impedenza IVI è stata valutata in vitro per diverse dimensioni, geometrie e posizionamenti degli elettrodi nei diversi prototipi assemblati al fine di identificare la configurazione di misura ottimale. Dai risultati ottenuti è stato riscontrato che il prototipo caratterizzato da elettrodi di piccole dimensioni inseriti nelle commissure valvolari presenta una maggior sensibilità alle variazioni di impedenza IVI durante la dinamica valvolare. Ulteriori test effettuati ex vivo hanno previsto l’inserimento della bioprotesi valvolare sensorizzata all’interno di un cuore suino in posizione aortica e hanno consentito di valutare l’impedenza IVI in un ambiente circostante la valvola più fisiologico.