Produzione di valvole cardiache ingegnerizzate tramite bioreattori per applicazioni transcatetere

The treatment of heart valve diseases, currently, represents one of the greatest challenges in the medical and bioengineering fields: when correction of defects is not possible, valve replacement remains the only possible solution. Progress made over recent decades have allowed patients, who have received a valve prosthesis, to maintain a great quality of life. Currently, prosthetic devices made from synthetic materials are available, which ensure long durability, but require the patient to undergo anticoagulant therapy. Additionally, biological tissue valves, which do not require anticoagulant therapy, present a valid alternative, but they are characterized by a shorter lifespan. In this thesis, after briefly illustrating the anatomy of the cardiovascular system, with specific reference to heart valves and describing prosthetic valve devices, the current advances in the treatment of valve diseases will be presented, with particular attention to the use of bioreactors for the development of tissue engineered heart valves. Finally, the TAVI technique will be discussed, a minimally invasive procedure for valve replacement, and the potential future implementation of this technique using tissue engineered heart valves will be mentioned, aiming to definitively resolve the current issues in the treatment of valve diseases.

La cura delle valvulopatie cardiache rappresenta, allo stato attuale, una delle più grandi sfide in ambito medico e bioingegneristico: quando la sola correzione di eventuali difetti non è possibile, l’unica soluzione percorribile è la sostituzione valvolare. I progressi apportati nel corso degli ultimi decenni hanno consentito ai pazienti che hanno ricevuto una protesi valvolare di mantenere un adeguato stile di vita. Attualmente sono disponibili dispositivi protesici in materiale sintetico, che assicurano una lunga durata ma costringono il paziente a terapia anticoagulante, e valvole in tessuto biologico, che rappresentano una valida alternativa non necessitando di terapia anticoagulante, ma sono caratterizzate da una durata inferiore. In questa tesi, dopo aver illustrato brevemente l’anatomia del sistema cardiocircolatorio con specifico riferimento alle valvole cardiache, e descritto i dispositivi valvolari protesici, si presenteranno gli attuali progressi nella cura delle valvulopatie, con riferimento particolare all’utilizzo dei bioreattori per lo sviluppo di valvole cardiache ingegnerizzate. Infine, verrà trattata la tecnica TAVI, procedura dalla ridotta invasività per la sostituzione valvolare, accennando alla possibilità di implementare in futuro questa tecnica con le valvole cardiache ingegnerizzate, risolvendo definitivamente le problematiche attualmente presenti nella cura delle malattie valvolari.