Il danno emolitico causato dai dispositivi di assistenza ventricolare (VAD): analisi comparativa tra HM3 e HVAD

Advanced heart failure currently represents a global clinical challenge, for which ventricular assist devices (VADs) have established themselves as a fundamental therapeutic solution. This thesis illustrates the evolution of VADs, from the first generation of pulsatile pumps to the more modern third-generation continuous-flow devices, focusing particularly on the link between design and hemocompatibility. This work delves into the nature of hemolytic damage, examining the erythrocyte as a structure subjected to physical stress within the pump. The primary damage mechanisms are analyzed, with a particular focus on shear stress as well as mechanical and thermal trauma that can compromise the integrity of red blood cells. Through a comparative analysis based on fluid dynamic parameters and clinical markers, the performance differences between the two main third-generation devices—the HeartMate 3 (HM3) and the HeartWare HVAD—are highlighted. This comparison provides the evidence that has led the HM3 to become the current market standard, thanks to a design capable of optimizing hemocompatibility and drastically reducing hemolytic complications for the patient.

L’insufficienza cardiaca avanzata rappresenta oggi una sfida clinica globale, per la quale i dispositivi di assistenza ventricolare (VAD) si sono affermati come una soluzione terapeutica fondamentale. Questa tesi illustra l’evoluzione dei VAD, dalla prima generazione di pompe pulsatili ai dispositivi più moderni di terza generazione a flusso continuo, concentrandosi in particolare sul legame tra design ed emocompatibilità. L’elaborato approfondisce la natura del danno emolitico esaminando l’eritrocita come una struttura soggetta a sollecitazioni fisiche all’interno della pompa. Vengono analizzati i principali meccanismi di danno, con particolare attenzione allo shear stress e ai traumi meccanici e termici che possono compromettere l’integrità dei globuli rossi. Attraverso un’analisi comparativa basata su parametri fluidodinamici e marker clinici, vengono messe in luce le differenze prestazionali tra i due principali dispositivi di terza generazione: l’HeartMate 3 (HM3) e l’HeartWare HVAD. Da questo confronto si traggono quindi le evidenze che hanno portato l’HM3 a diventare l’attuale standard di mercato, grazie a un design capace di ottimizzare l’emocompatibilità e ridurre drasticamente le complicanze emolitiche per il paziente.