

= Valvole Cardiache
  == Apertura e chiusura delle valvole
    L'apertura tra ogni atrio e il suo ventricolo è regolata da
    una valvola atrioventricolare (AV). La valvola AV è 
    formata da lembi sottili di tessuto unito alla base
    a un anello di tessuto connettivo. I lembi sono lievemente
    ispessiti ai margini e sono connessi al lato ventricolare 
    attraverso tendini ricchi di collagene, le corde tendinee. 
    La maggior parte delle corde tendinee si salda ai margini 
    dei lembi delle valvole. Le estremità opposte delle corde 
    sono inserite su estensioni di muscolo ventricolare simili a 
    montagnole, note come *muscoli papillari*. 
    #underline("Questi muscoli danno stabilità alle corde tendinee, ma non sono in grado di aprire e chiudere attivamente le valvole AV. Le valvole si aprono o chiudono passivamente quando vengono spinte dal sangue che scorre.")

    ===== Fonte 
    Silverthorn "Fisiologia umana. Un'approccio integrato" pag. 422-423 (libro del corso di fisiologia)

    #align(center, image("/immagini/cuore_valvole.png", width: 60%))
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  == Funzione cardiaca
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    grid.cell(im1),
  )
    Le valvole vengono azionate semplicemente dalle pressioni su cui agisce il cuore.

    La valvola aortica si apre quando la *pressione ventricolare* supera la pressione aortica che arriva fino ad un valore massimo di riferimento pari a 120mmHg (*pressione sistolica*), la *pressione aortica* è quindi normalmente la *pressione diastolica*, ha valore di riferimento di 80mmHg. Questo accade perchè la valvola aortica è una valvola che si apre in una sola direzione, la sua forma a "uncino" fa in modo che il flusso quando scorre nel verso opposto faccia chiudere la valvola, come si vede in figura.
    
    #align(center, image("/immagini/valvola_aortica00.png", width: 60%))

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  == Criticità
    Le valvole non devono avere reflusso, cioè devono impedire lo scorrimento del sangue nel verso opposto, se questo non avviene, il ventricolo cercherà comunque di aumentare la pressione per vincere quella aortica ed aprire la valvola, si richiederà al cuore uno sforzo maggiore perchè dovrà aumentare la pressione mentre perde volume, si avrà quindi una perdita di eiezione, la ejection fraction sarà minore.

    Fondamentale quindi è il mantenimento delle proprietà meccaniche della valvola, che deve presentare la giusta resistenza alle sollecitazioni che le vengono imposte dal cuore attraverso il sangue.

    Le caratteristiche meccaniche possono variare a causa di risposte immunitarie che vanno a modificare la composizione del tessuto a causa dell'azione delle cellule immunitarie. Questo può essere causato da: *febbre reumatica*, *endocardite*. Di seguito un elenco delle cause delle patologie valvolari: 

    + *Febbre reumatica*
      + Condizione infiammatoria che spesso inizia con un'infezione batterica streptococcica.
      + Il danno non è causato dai batteri stessi, ma da una risposta autoimmune.
      
    + *Endocardite*
      + Infezione dell'endocardio e delle valvole causata da batteri, virus, funghi o altri agenti infettivi.
      
    + *Degenerazione mixomatosa*
      - Processo degenerativo del tessuto connettivo, con aumento dei glicosaminoglicani.
      - Colpisce prevalentemente la valvola mitralica.
      - Il tessuto della valvola perde l’elasticità e diventa meccanicamente debole.
      
    + *Degenerazione calcifica*
      - Causa comune della malattia della valvola cardiaca negli anziani.
      - E’ la causa più frequente di stenosi aortica.
      
    + *Anomalie congenite*
      - Il difetto più comune è una valvola aortica deformata, con due foglietti invece di tre (valvola bicuspide).

  == TAVI
  È l'acronimo di Transcatheter-Aortic-Valve-Implantation, è una tecnica della cardiologia interventistica che permette l'impianto della valvola aortica (meccanica o biologica) con approccio percutaneo in alternativa alla sostituzione con intervento cardiochirurgico.

  == Tipologie di valvole cardiache
    === Valvole Meccaniche
      Sono costituite da una struttura principale su cui sono vincolati degli organi mobili che permettono la chiusura e la apertura. È costituita da materiali *metallici o polimerici* per quanto riguarda la struttura interna che fa da sostegno.

      === Componenti
      ==== Alloggiamento
      - È solo metallico: Ti6Al4V o lega di a base di cobalto, rivestimento di carbonio pirolitico

      ==== Occlusore
      - 
       
      - Esempio materiale metallico: Ti6Al4V
      - Esempio materiale polimerico: <NAME>
      #{
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    }


    === Rivestimento di Carbonio Pirolitico


      Permette di avere una superficie biocompatibile, si ha comunque la necessità di trattare il paziente con farmaci anti-coagulanti (vitamina K).
      Si ottiene tramite il *CVD* (Chemical Vapor Deposition) oppure il *PVD* (Physical Vapor Deposition).
      
      Questo materiale ha delle caratteristiche miste delle due forme del carbonio cristallino, *la grafite* e *il diamante*, come per i polimeri si può avere una composizione parziale di struttura cristallina e amorfa. 

      ==== Metodo: Forno a letto fluido
        Questo processo viene utilizzato per ottenere carbonio pirolitico, anche chiamato Carbonio Low Temperature Isotropic (LTI), a partire da un idrocarburo gassoso.

        Il rivestimento viene eseguito all'interno di un forno, detto *forno di letto fluido*, in un atmosfera composta da 2 gas: l'*elio*, gas inerte che permette la *pirolisi* (combustione in assenza di agenti ossidanti), permette inoltre di regolare il risultato del rivestimento regolando la composizione dei 2 gas, e un idrocarburo gassoso da cui poter strappare gli atomi di carbonio.
        #align(
          center, image("/immagini/pyrolitic_carbon_manifacturing.png", width: 60%
          )
        )
        
        Per strappare gli atomi di carbonio è necessaria una temperatura tra i 1000°C e i 2400°C. Per ovvie ragioni i polimerici non sono adatti a questo trattamento.

      ==== Metodo: Sputtering catodico
        Trattamento a basse temperature e pressioni(vuoto) adatto sia a materiale *metallico* che *polimerico*. Utilizza il carbonio pirolitico per rivestire una superficie di interesse, es: valvola protesica.

        Il processo consiste di 3 elementi:
        - *Ambiente controllato*: camera a pressione inferiore a quella atmosferica, in cui l'unico gas presente è l'Argon (contiene l'anodo e il catodo). 
        - *Anodo*: pezzo da rivestire.
        - *Catodo*: pezzo fatto di carbonio pirolitico, fa da sorgente di materiale.


        ===== Descrizione del processo di sputtering
          La differenza di potenziale ionizza l'argon, i cationi di Argon impattano sul catodo(venendo attratti) l'impatto genera una cascata di collisioni, in seguito questo può causare una espulsione di un atomo del catodo. Questo è il processo di *sputtering*. L'atomo che viene emesso si appiccica sulla superficie dell'anodo(come? boh). 

        (da wikipedia) https://en.wikipedia.org/wiki/Sputtering
    

    === Valvole Biologiche
      Le valvole cardiache biologiche hanno una struttura interna metallica che sostiene il materiale biologico con cui è realizzata la valvola.

      Il tessuto con cui viene realizzata può essere *autologo* (del paziente stesso), di *orgine animale* (pericardio bovino, valvola porcina).

      Nel caso di valvola di origine animale, il tessuto viene decellularizzato e trattato con gluteraldeide per evitare l'attivazione del sistema immunitario. La valvola biologica viene poi ripopolata dalle cellule dell'organismo ospitante.


    === Biologiche vs Meccaniche

      ==== Terapia anticoagulante

        *Per le meccaniche* è necessaria una terapia anticoagulante, vitamina K antagonista, per tutta la vita del paziente dal momento in cui gli viene impiantata la valvola meccanica. Aumentato rischio di emorraggia per tutta la vita a venire.

        *Per le biologiche* secondo le linee guida è necessario solamente per un breve periodo post-operazione (3-6 mesi), in assenza di controindicazioni.
    
        #let coag_terapy_link = "https://www.escardio.org/Journals/E-Journal-of-Cardiology-Practice/Volume-20/prosthetic-heart-valves-part-2-antithrombotic-management"

        ===== Fonte 
          #link(coag_terapy_link)[European Society of Cardiology Website: "Prosthetic heart valves: Part 2 - Antithrombotic management"]


    ==== Rumore
      *Le valvole meccaniche* producono un rumore (click) dovuto alla durezza/rigidità superficiale delle palette mobili durante la loro apertura e chiusura.

      *Le biologiche* siccome sono composte da materiale biologico non producono rumori udibili dal paziente in condizioni di silenzio.

    ==== Durata
      - Biologiche: 10-15 anni
      - Meccaniche: 30+ anni

