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Tutti dicono che il cervello sia l’organo più complesso del corpo umano, da medico potrei anche acconsentire. Ma come donna vi assicuro che non vi è niente di più complesso del cuore, ancora oggi non si conoscono i suoi meccanismi. Nei ragionamenti del cervello c’è logica, nei ragionamenti del cuore ci sono le emozioni.

Rita Levi-Montalcini

Per i primi anni della mia carriera, dal 2002 al 2007, mi sono occupato di questo affascinante argomento. Come memoria storica - chiamiamola così - di quegl'anni, ha caricato su questo server le pagine web del gruppo di lavoro che avevo fondato, l'HLM, Hybrid Life Machines, insieme ad altre persone, l'ingegner Maurizio Arabia, l'ingegnere Francesco Maria Colacino e l'ingegner Francesco Moscato.

Non scenderò in dettaglio, anche se in queste pagine potrete trovare le mie tesi di laurea e dottorato che trattano a fondo quello che è stato l'argomento principale delle mie ricerche: la progettazione, la costruzione e le prove di funzionamento di un ventricolo artificiale ibrido adatto alla sperimentazione di protesi cardiovascolari. Le protesi, valvole, stent, etc..., una volta realizzate devono essere sottoposte a prove e test. Il nostro ventricolo permette di testarle e di vedere come il cuore stesso reagisce al loro impianto. Il ventricolo che abbiamo progettato non è nato per essere impiantato in un organismo.

Nel video che segue potete trovare una prova di funzionamento.


Il cuore può essere più o meno considerato come una pompa, ma una pompa molto speciale. E non solo perché il suo funzionamento è alla base della nostra vita, ma anche perché ha delle caratteristiche che lo rendono unico e infinitamente diverso da una semplice pompa.

L'oggetto idraulico che tutti definiamo pompa si limita a spingere un certo liquido: questa spinta può produrre un movimento del liquido stesso (portata) e/o una pressione in esso. Ci sono molti modi per fare una pompa; la portata e la pressione nel liquido sono conseguenza dell'interazione tra la pompa e i condotti idraulici ai quali la pompa è collegata.

Se la pompa che ho è elettrica, la posso accendere, la posso alimentare, magari posso variare la velocità con la quale si muovono i suoi elementi meccanici, però sono io a variare la velocità con la quale si muovono questi componenti. Nel cuore no. Nel cuore la velocità e la forza con la quale si muovono le fibre sono collegate direttamente all'interazione col resto dell'organismo, perché il cuore deve garantire una portata corretta di sangue a seconda dello sforzo, una pressione corretta in aorta (beh, tutti sappiamo che pressioni troppo basse o troppo alte sono un serio problema), una pressione corretta nei polmoni (brutta cosa l'aneurisma). Il tutto è complicato dal fatto che anche polmoni e sistema vascolare attivano dei meccanismi per garantire condizioni di funzionamento corrette.

Quindi mentre è facile realizzare una pompa, che magari riproduce correttamente la portata di un ventricolo, molto più difficile è realizzare una pompa che riproduce correttamente la portata, la pressione e l'interazione con l'organismo. Questo è quello che io e miei amici abbiamo realizzato: un ventricolo artificiale ibrido, nel quale questa corretta interazione viene emulata attraverso software e modelli matematici e poi imposta tramite una pompa.

Nel video, infatti, viene mostrato come reagisce il ventricolo al cambiamento di carico in atrio (preload) e in aorta (afterload) e quali sono gli effetti di una variazione di frequenza cardiaca. Le prove sono state effettuate in condizioni sia fisiologiche, sia patologiche.

Durante la mia attività di ricerca mi sono occupato anche di altri argomenti inerenti il mondo della bioingegneria del sistema cardiovascolare, dalla modellizzazione del ventricolo alla stima dei parametri del modello cardiaco, dalla modellizzazione di patologie quali la dissincronia ventricolare fino all'analisi dell'interazione ventricolo patologico - dispositivi di assistenza ventricolare (VAD).

Il lato umano della mia attività

Prima di stordirvi con le mie tesi di laurea e dottorato vorrei parlarvi di quello che è stato per me quest'attività.

Tutto ebbe inizio quando il mitico ingegner Maurizio Arabia venne a tenere un seminario alla mia Università, ("Tor Vergata" di Roma). All'epoca dovevo ancora scegliere la tesi di laurea. L'argomento del seminario era la modellizzazione del sistema cardiovascolare e la stima dei parametri di un ventricolo. Lo scopo del seminario era dimostrare che taluni dispositivi di assistenza ventricolare (VAD), progettati per permettere ad un paziente con ipertrofia ventricolare di giungere in vita fino al trapianto, potevano, se opportunamente controllati e fatti funzionare, fungere da "allenatori" per il cuore malato, e permetterne, insieme ad opportune terapie, un recupero parziale o totale.

Rimasi affascinato da questi argomenti.

Ora non sto a raccontarvi tutto, lascio alle immagini della slideshow che link qui sotto il compito di mostrare chi eravamo e cosa facevamo. Io mi ricordo con affetto tanta acqua da tutte le parti quando saltavano tappi, mi ricordo stracci per asciugare, mi ricordo le nostre prime saldature (un impiastro), mi ricordo le soluzioni improvvisate, mi ricordo siringoni con i quali misuravamo volumi, stagnole con le quali isolavamo i cavi dai disturbi esterni e mi ricordo soprattutto noi.

Ma non posso omettere di citare nemmeno Domenico Lavorato, anche lui per un po' lavorò con noi. Mi ricordo poi del professor Salvatore Nicosia, il mio tutor, che ci ha sempre sostenuto economicamente, del professor Paolo Valigi, il relatore della mia tesi di laurea con il quale ho mosso i primi passi in questo campo, e di Stefano Pagnottelli, che per un certo periodo ci ha aiutato fornendoci una piattaforma software.

Visualizza la slideshow

La mia tesi di laurea - Progetto di un banco di prova per la sperimentazione di protesi cardiovascolari

Scarica la mia tesi di laurea
Non posso incorporare il documento nella pagina a causa della pesantezza.

Qui sotto potete trovare la presentazione della mia tesi di laurea, discussa il 10 Maggio 2001.

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Scarica la presentazione della mia tesi di laurea


La mia tesi di dottorato - Banco prova per la valutazione di dispositivi di assistenza ventricolare (VAD): progettazione e prove sperimentali

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Scarica la mia tesi di dottorato.

Qui sotto potete trovare la presentazione della mia tesi di Dottorato, discussa il 22 Giugno 2007.

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Scarica la mia presentazione.

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