Valutazione delle modalità di conservazione dei campioni sulle proprietà biomeccaniche del tessuto vascolare aortico

L’aorta, così come le altre arterie del corpo umano, ha una struttura che le permette di sopportare le sollecitazioni dovute al flusso sanguigno pulsatile. I protocolli sperimentali sono fondamentali per quantificare il comportamento meccanico del tessuto, al fine di individuare eventuali anomalie. Per effettuare degli studi ex-vivo è necessario considerare la naturale degradazione dei tessuti molli dopo l’espianto, con conseguente alterazione anche delle proprietà biomeccaniche. Il congelamento offre una soluzione a questo problema, anche se i suoi effetti sul tessuto sono ancora dibattuti. In laboratorio, per studiare le proprietà meccaniche del tessuto arterioso, si ricorre a dei test sperimentali: il più utilizzato è il test di trazione uniassiale, che riproduce ex-vivo le sollecitazioni a cui il tessuto è sottoposto in-vivo. L’obiettivo di questo lavoro è eseguire questi test dopo aver conservato il tessuto in modalità differenti, e verificare come le diverse modalità di conservazione influenzano le proprietà meccaniche dell’aorta. Al momento, i risultati ottenuti dai precedenti lavori risultano contrastanti: in linea di massima però, emerge che il congelamento altera il tessuto a livello microscopico ma non macroscopico, non avendo alcun impatto rilevante dunque sulle proprietà meccaniche. In questo lavoro sono state testate 11 aorte suine ex-vivo, ricavando da ognuna 8 provini da testare rispettivamente: freschi, refrigerati a 4°C, congelati a -30°C e congelati a -80°C (4 per i tratti ascendenti, 4 per i tratti discendenti). Dalle prove di trazione uniassiale sono state ricavate le curve stress-strain per ogni provino, i cui parametri ne descrivono la caratterizzazione meccanica. Altre 3 aorte sono state testate in un Mock Circulatory Loop (MCL): in questo caso l’obiettivo era quello di ricavare la stiffness aortica tramite la pulse wave velocity (PWV) a partire dalle misure di flusso all’ingresso e all’uscita del tratto aortico testato. Ciascuna delle aorte è stata testata prima da fresca e poi dopo essere conservata secondo le stesse modalità di cui sopra, simulando le condizioni fisiologiche del flusso pulsatile a ~ 5 l/min con Pmin ~ 80 mmHg e Pmax ~ 120 mmHg. Le curve stress-strain hanno riportato un aumento significativo dei moduli elastici pre e post gomito per i campioni di aorta discendente congelati a -30°C e a -80°C, con conseguente traslazione dei punti di gomito, e delle differenze non significative in tutti gli altri casi. I test con i MCL confermano in parte i risultati ottenuti con i test di trazione uniassiale, infatti la PWV subisce un abbassamento nell’aorta refrigerata a 4°C e in quella congelata a -30°C, mentre si alza nell’aorta congelata a -80°C. Secondo i risultati dunque il trattamento che altera maggiormente le proprietà meccaniche del tessuto è il congelamento a -80°C, causando un irrigidimento dell’aorta. Benché nel MCL non si registrino alterazioni significative a -30°C, nelle prove di trazione uniassiale eseguite su un numero più elevato di campioni è un risultato da prendere in considerazione. In conclusione il congelamento può influire negativamente sulle proprietà meccaniche del tessuto, alterando la caratterizzazione nei test ex-vivo.