Confronto fra erogazione di un flusso pulsatile vs continuo durante circolazione extracorporea in pazienti anziani sottoposti a intervento cardiochirurgico

Data inizio
21 maggio 2009
Durata (mesi) 
24
Responsabili (o referenti locali)
Faggian Giuseppe , Pignatti Pierfranco
Parole chiave
Modelli matematici, Chirurgia Cardiaca, Circolazione extracorporea (CEC), Dispositivi cardiovascolari, Shear Stress, Flusso pulsatile, Ossido d’Azoto, Stress ossidativo, Espressione genica, Proteomica, Infiammazione

La moderna cardiochirurgia, al fine di consentire di operare su strutture cardiache immobili ed esangui, si avvale di metodiche di supporto cardio-respiratorio [circolazione extracorporea con bypass cardiopolmonare completo (CEC)] che consentono il temporaneo isolamento del cuore dal sistema circolatorio. Tale supporto meccanico garantisce, durante la temporanea sospensione dell’attività cardiaca, una perfusione sistemica adeguata. Quest’ultima può essere erogata con modalità pulsatile o continua.
Il dibattito relativo alle differenze indotte sull’organismo da una perfusione pulsatile (PP) rispetto ad una continua (PC) durante interventi di cardiochirurgia, non ha ancora trovato una risposta definitiva dopo anni di approfondimento.
Tuttavia tra i benefici che sembrano derivare dalla PP certamente gli aspetti emodinamico e infiammatorio risultano di estrema importanza soprattutto quando i pazienti trattati appartengano a classi correlate da elevato rischio operatorio, quali i grandi anziani.
Al fine di validare l’effettiva efficacia della PP, scopo del presente studio prospettico randomizzato è di mettere a confronto in soggetti anziani (>80 anni), con analoga patologia cardiaca di base (stenosi valvolare aortica isolata) e simili comorbidità associate, l’utilizzo della CEC condotta con modalità di flusso continuo (Gruppo A-PC) vs pulsatile (Gruppo B-PP) mediante utilizzo di dispositivi per circolazione extracorporea specificamente progettati. La validazione della superiorità della modalità PP vs PC, consentirebbe oltre alla individuazione del pattern di flusso ideale, lo sviluppo di sistemi bioingegneristici cardiovascolari in grado di generare un supporto cardiocircolatorio più fisiologico e pertanto verosimilmente associato a minore morbilità e mortalità perioperatoria, certamente nella popolazione anziana, quale quella considerata nello studio e peraltro in costante espansione, quanto probabilmente in altre fasce di età.
Nello specifico, e sulla base di questi presupposti, scopo del presente progetto sarà:
1. confrontare l’outcome chirurgico e l’incidenza di eventuali complicanze tra i due Gruppi;
2. valutare la funzione multi-organo tra pazienti dei due Gruppi, utilizzando poi ogni paziente come caso-controllo;
Il progetto promuoverà inoltre molteplici linee di ricerca contemporanee: in ambito genetico per identificare eventuali geni differenzialmente espressi dalle due diverse modalità di conduzione della CEC considerate, utilizzando come tessuto di campionamento sangue intero, e muscolo retto dell’addome, prelevati prima e dopo l’intervento cardichirurgico. In particolare, verrà condotta un’analisi di espressione esplorativa preliminare con microarray finalizzata all’identificazione di geni sovra- o sottoespressi che verranno poi confermati con analisi di espressione semiquantitativa mediante RT-PCR.
Relativamente all’omeostasi del monossido di azoto, noto il ruolo dello shear stress nel modulare l’attivita di eNOS ed eritrocitaria, lo studio valuterà eventuali variazioni indotte in tale ambito dalle due diverse modalità di conduzione della CEC considerate. Verranno inoltre sviluppati modelli matematici di simulazione della produzione di Ossido Nitrico durante circolazione extracorporea con PP o PC, provvedendo poi a verifica ed eventuale validazione dei risultati modellistici con quelli sperimentali.
Campioni bioptici pre- e postoperatori di muscolo retto dell’addome (chirurgicamente accessibile durante ogni intervento cardiochirurgico, non lesivo di alcuna integrità funzionale, e liberamente preso a modello rappresentativo di perfusione tissutale) prelevati da soggetti operati in circolazione extracorporea pulsatile e da altrettanti pazienti operati in circolazione extracorporea non pulsatile, verranno sottoposti a valutazione comparativa delle caratteristiche istologiche, morfometriche, immunoistochimiche, biochimiche e proteomiche funzionali al fine di evidenziare eventuali differenze significative tra i due Gruppi.

Enti finanziatori:

Fondazione Cariverona
Finanziamento: assegnato e gestito dal dipartimento
Programma: ENTI.RIC - Finanziamento da enti vari per la ricerca

Partecipanti al progetto

Ubaldo Armato
Elena Butturini
Assegnista
Stefano Capaldi
Ricercatore
Alessandra Carcereri De Prati
Tecnico-Amministrativo
Elisabetta Cavalieri
Anna Maria Chiarini
Ricercatore
Ilaria Pierpaola Dal Prà
Ricercatore
Elena Darra
Assegnista
Giuseppe Faggian
Professore ordinario
Giovanni Malerba
Professore associato
Maddalena Marconi
Sofia Giovanna Mariotto
Professore associato
Alessandro Mazzucco
Lia Menapace
Marta Vittoria Menegazzi
Professore associato
Ugo Luigi Monaco
Alessandra Pasquali
Cristina Patuzzo
Tecnico-Amministrativo
Massimiliano Perduca
Ricercatore
Pierfranco Pignatti
Paola Prandini
Maria Romanelli
Professore associato
Francesco Santini
Hisanori Suzuki
Maddalena Tessari
Tecnico-Amministrativo
Elisabetta Trabetti
Professore associato
Luciano Xumerle
Personale di spin-off
Martina Zanoni

Attività

Strutture