Analisi Multidisciplinare mediante Valutazione Morfologica e Meccanica della Parete Aortica in Pazienti Sottoposti a Chirurgia Cardiaca.

1. Selezione dei pazienti Tutti i pazienti sottoposti a interventi di chirurgia cardiaca che richiedono la sostituzione dell'aorta ascendente possono essere arruolati nello studio, a condizione che firmino il consenso informato specifico. In questi pazienti (Gruppo A), durante l'intervento, dopo la raccolta di routine dei campioni per la valutazione istologica e/o biochimica standard, tutti i campioni residui vengono raccolti, conservati e inviati per test meccanici anonimi presso il Dipartimento di Ingegneria Civile dell'Università di Pavia per il protocollo completo dei test. Non ci saranno controindicazioni specifiche all'inclusione del paziente nello studio, tranne nel caso di elevato rischio biologico (ad esempio pazienti HCV+). L'inclusione del paziente nello studio e la raccolta dei campioni, pertanto, non interferiranno in alcun modo con il processo decisionale diagnostico e terapeutico. Come gruppo di controllo, arruoleremo anche, in attesa di specifico consenso, pazienti sottoposti a trapianto cardiaco. In questo gruppo di pazienti (Gruppo B), una volta completata la cardiotomia, campioni selezionati dell'aorta ascendente rimossa verranno conservati e inviati al Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Pavia utilizzando lo stesso protocollo. Il Gruppo B potrebbe includere anche campioni provenienti da cuori di donatori, prelevati al momento del trapianto.

2. Raccolta e preparazione dei campioni Una volta rimossa la porzione selezionata dell'aorta ascendente, secondo la procedura chirurgica, i campioni per le indagini di routine vengono raccolti e preparati per la valutazione istologica come da protocollo corrente. La porzione residua viene suddivisa in campioni, che saranno identificati in base all'orientamento e alla posizione anatomica come A1, A2 e A3 (porzione anteriore rispettivamente dalla giunzione ST alla porzione tubulare e infine alla porzione distale vicino all'arteria anonima) e P1, P2 (porzione posteriore rispettivamente dalla porzione prossimale alla porzione distale).

   Una volta identificati tutti i campioni, verranno conservati in soluzione fisiologica isotonica e mantenuti in frigorifero a 4°C fino all'esecuzione dei test meccanici. Verranno tutti raccolti in un'unica scatola identificata con un codice numerico progressivo (ad esempio P1, P2, ecc.) senza ulteriori informazioni riguardanti le caratteristiche del paziente. I dati del paziente e la loro correlazione con il codice progressivo saranno disponibili solo nel database specifico, che sarà sotto la diretta responsabilità del principale investigatore dello studio.

3. Analisi delle proprietà meccaniche I test di trazione unassiale meccanica per lo stress ultimo vengono eseguiti sul campione fresco "ex vivo" entro 24 ore dal prelievo. In breve, dal cilindro completo, vengono preparati un numero di campioni con forma a osso di cane e un rapporto lunghezza/larghezza di almeno 4:1. I campioni vengono suddivisi e identificati in base alla regione della parete aortica (curvatura anteriore/maggiore e curvatura posteriore/minore). Il numero di campioni ottenuti da ciascun paziente è correlato alle dimensioni originali del cilindro aortico prelevato e di solito varia da 2 a 13. La forma a osso di cane permette una regione centrale stretta, identificata da due marcatori neri. Prima dei test meccanici, lo spessore di ciascun campione di parete aortica (awTK) viene accuratamente misurato con un calibro dedicato. I test vengono quindi eseguiti utilizzando un sistema di prova MTS insight 10 kN (MTS system corporation) utilizzando forza unassiale circonferenziale e/o longitudinale. Ogni test è identificato in base alla regione dell'aorta da cui è stato prelevato il campione e alla direzione della forza applicata. Verranno misurati tre parametri delle proprietà meccaniche ultime: Deformazione di Picco (Pstr) come massima deformazione prima della rottura del campione (indicatore dell'elasticità della parete aortica); Stress di Picco (PS) come massimo stress prima della rottura del campione (indicatore della resistenza della parete aortica) e Modulo di Elasticità Massimo (EM) come massima pendenza della curva stress/deformazione (indicatore della rigidità della parete aortica o resistenza alla deformazione).
4. Analisi statistica Sulla base di una serie precedente di test e sulla deviazione standard ottenuta per i tre principali parametri meccanici misurati: Deformazione di Picco, Stress di Picco e Modulo di Elasticità (rispettivamente 0,11 mm, 0,756 MPa e 17,88 MPa) abbiamo calcolato una dimensione campionaria di 22 pazienti per ciascun gruppo per rilevare una differenza pari a 1sd con una potenza di (90% di errore e 0,5% di errore). Inoltre, in base al numero di pazienti sottoposti a chirurgia dell'aorta ascendente presso la nostra Divisione negli ultimi tre anni (circa 100py), e alle caratteristiche dei pazienti (età, sesso, presenza di valvola aortica bicuspide), miriamo a raccogliere almeno 60-80 pazienti in un anno, e a identificare, con potenza statistica significativa, potenziali differenze nelle caratteristiche meccaniche legate al sesso, all'età >70 anni e alla presenza di valvola aortica nativa bicuspide.

Riepilogo della descrizione dell'analisi statistica:

L'analisi statistica sarà eseguita utilizzando MedCalc Statistical Software. Le variabili continue saranno testate per la normalità della distribuzione utilizzando test di Kolmogorov-Smirnov. In base al risultato della distribuzione normale, le variabili continue saranno quindi riassunte come media più/meno DS o mediana [IQR]. Le differenze tra due gruppi (ad esempio femmine/maschi, sotto/sopra 70 anni, valvola aortica nativa bicuspide/tricuspide) saranno confrontate tramite il t-test non appaiato e l'analisi della varianza (con test di Bonferroni) o il test U di Mann-Whitney e il test di Kruskal-Wallis in caso di distribuzione parametrica o non parametrica rispettivamente (p<0,05 è stato considerato statisticamente significativo). Le relazioni statistiche tra diverse variabili continue (ad esempio test meccanici ed età, estensione della dilatazione aortica, estensione della dilatazione aortica indicizzata, elasticità aortica calcolata con TTE preoperatoria, ecc.) saranno valutate mediante un'analisi di regressione lineare, utilizzando il coefficiente di correlazione di Pearson (r) e assumendo come significativo un valore p <0,005. Infine, verranno eseguiti modelli di regressione multivariata (stepwise forward) per identificare i predittori di proprietà meccaniche gravemente compromesse (ad esempio Deformazione di Picco e Stress di Picco <25° percentile e Modulo di Elasticità >75° percentile).