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Adattamenti microcircolatori dopo rivascolarizzazione degli arti inferiori
No full textL'emodinamica del microcircolo cutaneo può essere quantitativamente valutata mediante Flussimetria Laser Doppler (LDF), il cui segnale mostra nel tempo oscillazioni periodiche.
L'analisi spettrale del segnale LDF evidenzia sei intervalli caratteristici tra 0.05 e 2 Hz, relativi a distinte attività delle strutture vascolari: cardiaca (0.6-2 Hz), respiratoria (0.145-0.6 Hz), miogena (0.052-0.145 Hz), simpatica locale (0.021-0.052 Hz), endoteliale dipendente da NO (0.0095-0.021 Hz) e indipendente da NO (0.005-0.0095 Hz).
In questo studio, il segnale LDF è stato acquisito sulla pelle del dorso del piede in pazienti affetti da ischemia critica degli arti inferiori (critical limb ischemia, CLI), che rappresenta la fase più avanzata della malattia ostruttiva arteriosa periferica. Il segnale LDF è stato analizzato prima e dopo la rivascolarizzazione dell'arto. L'analisi wavelet permette di identificare cambiamenti significativi nella distribuzione delle componenti in frequenza. Infatti, dopo rivascolarizzazione, la mediana dei valori normalizzati della potenza spettrale aumenta del 49,8% (p = 0,0341) tra 0.050328 e 0.053707 Hz, mentre diminuisce del 77,1% (p = 0,0179 ) nell'intervallo 0.018988 - 0.029284 Hz.
Si può quindi concludere che la rivascolarizzazione induce adattamenti microcircolatori che favoriscono lo spostamento da una prevalente attività endoteliale ad una prevalente attività simpatica
Biomaterials: from articular prostheses in orthopaedics to resorbable scaffolds for tissue engineering applications
No full textWavelet transform analysis of skin perfusion during thermal stimulation
No full textThis work elucidates the mechanisms of skin microcirculation response to local heating at 44°C in vasculopathic patients. Laser Doppler and tcpO2 were simultaneously acquired. Patients were selected on the basis of tcpO2: Group A 50 mmHg. The wavelet analysis of signal oscillations displays six frequency intervals. Each interval is assigned to a specific cardiovascular activity. The contributions of cardiac, myogenic and neurogenic activities were selectively detect. Thermal stimulation increased relative amplitude in all patients: heart activity by +103.26% in A, +162.84% in B, +454.54% in C; myogenic activity by +52.45% in A, +38.51% in B, +156.19% in C; the neurogenic activity +43.36% in A, +74.15% in B, +242.42% in C. Thermal stimulation increased relative power in all patients: heart activity by +365.30% in A, +473.72% in B, +1393.77% in C; myogenic activity by +106.92% in A, +66.03% in B, +380.18% in C; the neurogenic activity by +77.00% in A, +162.65% in B, +771.93% in C.This work demonstrates that the spectral analysis allows extracting from Laser Doppler signals more information than that can be gained by solely investigating perfusion values over time
Surface treatments and roughness properties of Ti-based biomaterials
No full textNowadays, the use of implanted devices is a well-acknowledged practice in the field of orthopaedic and dental surgery. Scientific research and clinical experience suggest that the successful exploitation of these devices mainly depends on osseointegration, considered as both anatomical congruency and load-bearing capacity. Indeed, the osseointegration process is influenced by a wide range of factors: anatomical location, implant size and design, surgical procedure, loading effects, biological fluids, age and sex, and, in particular, surface characteristics. For this reason, several attempts have been aimed at modifying implant surface composition and morphology to optimise implant-to-bone contact and improve integration. Preliminary interactions between implanted materials and biological environment are deemed to be governed by the surface properties; they control the amount and quality of cell adhesion on the surface and, consequently, cell/tissue growth. Thus, surface properties govern new bone tissue formation and implant osseointegration. This paper reviews the state of art in the field of physical, chemical and biochemical treatments commonly used on Ti-based biomaterials for the production of biomedical devices. In particular, roughness characteristics due to physical and chemical techniques are investigated; the development of biologically active surfaces by means of biochemical functionalisation is also considered
Interazioni tra biomateriali e tessuti
No full textIl presente volume è rivolto principalmente agli studenti dei corsi di laurea magistrale in ingegneria biomedica, e più in generale agli studenti di quei corsi di studio che prevedono l’insegnamento dei biomateriali, e rappresenta la logica prosecuzione degli argomenti trattati in “Biomateriali: introduzione allo studio dei materiali per uso biomedico” pubblicato in questa collana da Carlo Di Bello. L’obiettivo è quello di fornire al lettore, da un lato, una rappresentazione dei complessi fenomeni che hanno luogo all’interfaccia tra biomateriale e tessuto biologico e, dall’altro lato, una visione aggiornata dei metodi che rendono possibile il controllo di tali fenomeni, nel tentativo di ottimizzare il comportamento dei biomateriali e la reazione dei tessuti. Nella prima parte si prende in considerazione, nei suoi molteplici aspetti e nelle sue diverse implicazioni, il processo di guarigione di una ferita, dovuta all’innesto di un dispositivo biomedico, sia esso un semplice elettrodo per pacemaker, piuttosto che una protesi articolare o un tessuto ingegnerizzato. Particolare risalto viene attribuito alle primissime fasi dell’interazione con l’ambiente biologico, dal momento che l’adsorbimento superficiale di proteine diviene spesso cruciale per l’esito dell’impianto e quindi contribuisce in modo rilevante a decretare il successo, o l’insuccesso, dell’approccio terapeutico. Vengono quindi descritte le fasi di infiammazione e di, eventuale infezione, che possono condizionare il livello di interazione tra il biomateriale e i tessuti. Nella seconda parte si presentano le strategie per la produzione di materiali biomimetici, capaci di interagire sul piano biochimico con cellule e tessuti. Seguono capitoli che descrivono alcune recenti applicazioni cliniche, come l’utilizzo di cellule staminali, scenario verso il quale la bioingegneria dovrà indirizzare una parte consistente dei propri sforzi nel prossimo futuro
Biomateriali. Dalla scienza dei materiali alle applicazioni cliniche
No full textIl presente volume è rivolto agli studenti dei corsi di laurea triennale e magistrale in ingegneria biomedica e bioingegneria, e più in generale agli studenti dei corsi di studio universitari che prevedono l’insegnamento dei biomateriali; nasce dalla volontà di integrare e, almeno in parte, aggiornare i testi precedentemente pubblicati in questa collana: “Biomateriali: introduzione allo studio dei materiali per uso biomedico” di Carlo Di Bello e “Interazioni tra biomateriali e tessuti” di Carlo Di Bello e Andrea Bagno. L’obiettivo è quello di fornire al lettore uno strumento, per quanto possibile esauriente ed aggiornato, per affrontare lo studio di una disciplina per sua stessa natura molto varia ed articolata. I primi capitoli riguardano la struttura dei solidi, alcuni aspetti di biochimica e di biologia cellulare, i tessuti biologici fondamentali. I capitoli successivi descrivono le proprietà caratteristiche dei biomateriali polimerici, metallici, ceramici e compositi, avendo cura di segnalare, volta per volta, i principali ambiti applicativi. Segue la presentazione dei complessi fenomeni che hanno luogo all’interfaccia tra i biomateriali e l’ambiente biologico, e dei metodi che rendono possibile il controllo di tali fenomeni nel tentativo di ottimizzare il comportamento dei biomateriali rispetto alla reazione dei tessuti biologici. Ampio spazio viene poi attribuito alle attuali tecniche di ingegneria tessutale per la medicina rigenerativa, con alcuni esempi pratici. Il volume termina con due capitoli dedicati ai metodi di funzionalizzazione biochimica delle superfici e ad alcuni casi di studio
Spectral Analysis of the Laser Doppler Perfusion Signal in Patients with Critical Limb Ischemia after Limb Revascularization
No full textIn 19 patients with critical limb ischemia the skin flowmotion was studied with spectral wavelet analysis (WA of the laser Doppler signals (LDS)). The LDS was measured at the foot dorsum, one week before and no later than 30 days after revascularization. The aim was to investigate which of the six frequency components (FCs) selected with WA; FC I 1-2 Hz cardiac, FC II 0.2 Hz respiratory-systemic sympathetic nervous, FC III 0.1 Hz myogenic, FC IV 0.04 Hz, local-sympathetic, FC V 0.01 Hz, and FC VI 0.007 Hz endothelial, changed after revascularization. Only in patients with direct revascularization of the foot arteries there was a statistic increase of FC I absolute amplitude and energy from 0.64± 0.4 to 1.21±0.72 (P < 0.002) AU and 1.39±1.97 to 4.52±4.20 AU2 (P < 0.01) and the absolute amplitude of FC III increased from 1.35± 0.51 to 2.86 ±2.20 AU (P < 0.04
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