domenica 29 ottobre 2017

IL POLMONE ARTIFICIALE: UN CIRCUITO COMPLESSO




L’ECMO (ExtraCorporeal Membrane Oxygenation) è un dispositivo che consente di supportare meccanicamente le funzioni cardio-respiratorie del paziente, garantendone la sopravvivenza nel caso in cui gli organi nativi a ciò adibiti non funzionino adeguatamente.
Foto con didascalie per la descrizione dell'impianto


Esso si presenta come in foto, ed è descrivibile come un circuito che si compone dei seguenti elementi:

·         CANNULE PER DRENAGGIO/REINFUSIONE: si tratta degli elementi che vanno inseriti direttamente nei vasi sanguigni, ed hanno il compito di prelevare il sangue ricco di Anidride Carbonica (drenaggio) e di reimmettere all’interno del corpo del paziente il sangue “rosso”, cioè ossigenato e privo di CO2 (reinfusione). Le cannule vengono scelte in base a diametro, lunghezza e forma del profilo (in sezione), al fine di evitare il più possibile turbolenze nel flusso.

·         LINEE DI DRENAGGIO/REINFUSIONE: sono i condotti per il passaggio del sangue che collegano tra loro tutti i componenti del circuito, ed il circuito stesso con il corpo.

·         POMPA: dispositivo che fornisce energia al sangue, in modo da forzarlo ad immettersi nel circuito estraendolo dal paziente, per poi condurlo attraverso i vari componenti e garantirne la reimmissione all’interno del corpo dell’utilizzatore. Si tratta in genere di pompe centrifughe, progettate per entrare in contatto con il sangue solo tramite una componente monouso, detto campana, in modo da essere riutilizzabile per diversi pazienti senza rischi.

·         DRIVE UNIT: console di controllo attraverso cui è possibile monitorare e modificare i parametri del circuito, come, ad esempio, velocità, temperatura e pressione del flusso di sangue.

·         OSSIGENATORE: è il “cuore” dell’intero circuito. In esso avvengono gli scambi respiratori, motivo per cui è detto polmone artificiale, in contrapposizione ai polmoni nativi del paziente. La respirazione avviene per interdiffusione dei gas, dovuta al gradiente di concentrazione. Il sangue prelevato dal paziente, ricco di Anidride Carbonica, viene posto in contatto con una membrana in polimetilpentene, semipermeabile. La membrana è organizzata in fibre cave, attraverso cui sono condotti i gas: grazie all’elevata permeabilità della membrana nei confronti del gas, e all’elevata superficie di scambio, il gas viene ossigenato e depurato dalla CO2. Nel corso del funzionamento l’ossigenatore può deteriorarsi a causa di svariate problematiche, ad esempio la formazione di coaguli all’interno dei condotti, che riducono in modo consistente la superficie di scambio e rappresentano la causa principale per la sostituzione di questo.

Illustrazione della membrana a fibre cave (fonte nel link in basso)


·         CIRCUITO DEI GAS: sistema che rifornisce di ossigeno ed aria il circuito e consente l’evacuazione dei gas di scarto. Si possono controllare il flusso di gas freschi verso il polmone, garantendone quindi la giusta pressione all’interno dell’ossigenatore, e la composizione di questi variando la frazione di ossigeno.

·         SCAMBIATORE DI CALORE: dispositivo contenente acqua a temperatura controllata (33-39°C), attraverso cui è condotta la linea contenente il sangue, al fine di controllarne la temperatura prima della reimmissione nel corpo del paziente. Accade infatti che il sangue, durante il suo percorso nel circuito, ceda calore all’ambiente o agli elementi del circuito con cui viene in contatto, si rende quindi necessario avere un controllo sulla temperatura del flusso per evitare problematiche all’utente della macchina.   

Video esplicativi (video1,video2)


credits: EMpills



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