Modellazione agli elementi finiti dell'interazione stent endocoronarico-arteria

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circolazione o circolazione generale e la piccola circolazione o circolazione 
polmonare. La prima avviene nel seguente modo: il sangue arterioso, spinto 
dal ventricolo sinistro, passa in una grossa arteria, l'aorta, che lo distribuisce 
con le sue ramificazioni a tutte le parti del corpo. 
Giunto in contatto con le cellule dei vari siti anatomici, esso cede l'ossigeno 
e i principi nutritivi necessari alla loro nutrizione e funzione, ricevendo 
anidride carbonica ed altri residui del metabolismo cellulare. Il sangue 
diventa quindi venoso e viene riportato al cuore, nell'atrio destro, dalle vene 
cave. Da qui il sangue venoso passa nel ventricolo destro inferiore, dove 
inizia la piccola circolazione. Il sangue viene allora pompato verso i polmoni 
tramite l'arteria polmonare. Negli alveoli polmonari, a contatto con l'aria, 
l'acido carbonico H
2
C0
3 
del sangue venoso e si trasforma in H
2
0 e C0
2.
.
               
 
Questa viene espulsa ed il sangue si satura nuovamente di ossigeno, tornando 
arterioso. Avvenuta tale trasformazione, esso viene riportato all'atrio destro del 
cuore tramite la vena polmonare, da cui passa nel ventricolo sinistro e, da qui, 
viene spinto di nuovo nell'aorta, iniziando un nuovo ciclo. 
 
 
1.2 I  Vasi 
 
I vasi sanguigni, responsabili del trasporto del sangue in tutto il corpo, sono distinti 
in arterie, capillari e vene. 
 
1.2.1 I Costituenti dei Vasi Sanguigni 
 
 
I costituenti dei vasi sanguigni sono tessuti extracellulari, quali il collagene, 
l'elastina,  le cellule endoteliali e le cellule  muscolari lisce.  
Essi  vanno a formare, in percentuali diverse, i vari strati delle arterie e delle 
vene, caratterizzandone le peculiarità fisiologiche e meccaniche. 
 
 
L’Elastina e il Collagene 
 
 
L’elastina è una proteina ed è uno dei costituenti principali la parete di vene 
ed arterie, specialmente in prossimità del cuore. 
Le fibre di elastina sono organizzate in strutture reticolari, piuttosto 
disorganizzate. L’elastina viene spesso definita come un costituente 
biologico “elastico”, in riferimento al suo comportamento meccanico, come 
verrà illustrato nel capitolo 5. 
Il collagene è un costituente fondamentale della maggioranza dei tessuti 
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biologici. E’ costituito da amminoacidi organizzati in catene che si 
dispongono in maniera elicoidale. Queste, a loro volta, sono organizzate in 
strutture reticolari diverse, a seconda del tipo di tessuto in cui sono presenti. 
 
 
L'Endotelio 
 
 
Le cellule endoteliali rappresentano il tessuto più esteso ed abbondante del 
corpo, in quanto delimitano internamente tutto l'apparato vascolare. Nel 
sistema arterioso, le cellule endoteliali formano una superficie liscia, 
continua ed ininterrotta. Esse sono generalmente disposte parallelamente 
all'asse longitudinale del vaso ed orientate, quindi, secondo la direzione del 
flusso sanguigno. 
Sono tenute insieme da giunzioni che ne regolano la permeabilità e le 
comunicazioni tra le cellule. Esse poggiano su una membrana basale, 
costituita da collagene. 
L’endotelio  ha tre funzioni principali:  è un tessuto metabolicamente attivo, 
ovvero in grado di secernere sostanze,  ha una funzione anti-trombotica (il 
trombo è una massa solida  che si forma all’interno dei vasi sanguigni o del 
cuore per effetto della coagulazione del sangue) e anticoagulante; esercita 
infine, un effetto barriera al passaggio indiscriminato di costituenti del 
sangue all'interno della parete arteriosa. 
Normalmente le cellule endoteliali  presentano una superficie antitrombotica 
liscia e orientata, in modo da evitare turbolenze del flusso sanguigno che 
favoriscono l'adesione di elementi presenti nel sangue.  Tuttavia l'endotelio, 
se stimolato da agenti infiammatori, è in grado di secernere anche sostanze 
protrombotiche, aumentando contemporaneamente la produzione 
superficiale dei fattori di crescita e delle cellule di adesione dei leucociti, che 
regolano rispettivamente la crescita e proliferazione di cellule (muscolari 
lisce) e l'aggregamento dei leucociti sulla superficie. L'endotelio si trova 
quindi in un equilibrio funzionale tra la capacità trombotiche e 
antitrombotiche. 
L'endotelio, infine, è coinvolto in molti modi nel metabolismo dei lipidi 
trasportati dal sangue, con influenza rilevante ai fini dell'aterosclerosi e sue 
complicazioni. 
 
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La Muscolatura Liscia 
 
 
Le cellule muscolari lisce dei vasi sanguigni contengono tre tipi di filamenti: 
spessi (miosina), sottili (actina) e intermedi. I filamenti sono paralleli e legati 
tra loro da particolari legami trasversali, detti crossbridge. Le proteine che 
formano questi filamenti, allorché vengono in contatto con certi antagonisti 
vasoattivi, alterano il loro orientamento, si accorciano e interagiscono 
meccanicamente per mezzo dei crossbridge. 
Grazie a questo comportamento attivo, le cellule muscolari lisce presenti nelle 
arterie hanno il compito di modificarne attivamente l'ampiezza della sezione di 
passaggio (lume). Sono disposte nella parete del vaso secondo un elicoide, in modo 
che, una loro contrazione o dilatazione comporta rispettivamente un restringimento 
o una dilatazione del lume. Il passo dell'elicoide varia secondo il tipo di arteria e 
generalmente è maggiore nelle grosse arterie, mentre si riduce nelle arterie 
muscolari, di medio e piccolo calibro, fino ad assumere una configurazione più 
vicina a quella di circonferenze vicine e concentriche. 
 
 
1.2.2 Le Arterie 
 
 
Le arterie sono condotti muscolo - membranosi deputati al trasporto ed alla 
distribuzione del sangue ai tessuti. Originano dai ventricoli del cuore con 
grandi vasi (aorta e tronco polmonare), che ramificandosi ripetutamente, 
terminano con le arteriole, che immettono il sangue nelle reti vascolari di 
scambio capillari. Le arterie, trovandosi a valle dei ventricoli, sono soggette 
ad alti valori di  pressione e ciò ne condiziona la struttura rispetto alle vene. 
La differenziazione avviene anche nell'ambito delle stesse arterie, in base 
alle dimensioni del vaso e della posizione anatomica. 
Ciascuna arteria vascolarizza con i suoi rami collaterali e terminali, una zona 
sufficientemente estesa del corpo, detta territorio di distribuzione. In genere, 
i contorni delle varie zone, comunque, non sono esattamente definiti, perché 
c'è uno scambio di rami tra territori contigui. Questo è molto importante, 
perché rende possibile una sufficiente irrorazione della zona anche in caso di 
ostruzione dell'arteria principale.  
 
 
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La Struttura delle Arterie 
 
 
Si distinguono due tipi di arterie: quelle di diametro maggiore sono dette di 
tipo elastico e quelle di diametro minore di tipo muscolare. Le prime hanno 
una parete elastica che interviene passivamente nella circolazione, 
espandendosi quindi durante la sistole (la fase di pompaggio del cuore) e 
recuperando la deformazione durante la diastole (fase di rilassamento del 
miocardio). Le arterie muscolari, invece, hanno una parete contrattile in 
grado di variare attivamente il lume, regolando la quantità di sangue che 
fluisce a tessuti, in relazione al loro livello di attività funzionale. All'estrema 
periferia dell'albero arterioso si trovano le arteriole, che governano, per 
mezzo di piccole valvole  il flusso di sangue nei vari distretti capillari. 
La parete dell'arteria è distinguibile piuttosto nettamente in tre strati: 
la tonaca intima, la tonaca media e la tonaca avventizia (Fig. 1.2). 
L’intima  è costituita da cellule endoteliali che poggiano su un unico strato 
relativamente sottile di tessuto connettivo, con rare cellule muscolari lisce. 
Con l'avanzare dell'età, la componente di tessuto connettivo aumenta, 
principalmente per l'ispessimento della membrana basale e la formazione di 
fibre di collagene e di elastina. Si assiste, inoltre, ad un aumento  del numero 
di cellule muscolari lisce intimali. E' comunque uno strato piuttosto sottile 
che contribuisce poco alle caratteristiche meccaniche dell'arteria. 
La tonaca media  è quella di maggior spessore e caratterizza fortemente il 
comportamento funzionale dell'arteria. E' la parte con il maggior contenuto 
di cellule muscolari ed è delimitata da membrane elastiche. Queste sono 
costituite da una sorta di foglietti di fibre di elastina intrecciate, che 
presentano numerose aperture, sufficientemente grandi per permettere il 
passaggio in entrambe le direzioni di sostanze e cellule. 
L’avventizia  è costituita da una struttura di collagene denso, che contiene 
numerosi fasci di fibre di collagene ed elastina, assieme ad alcune cellule 
muscolari lisce. E' un tessuto altamente vascolarizzato e fornisce la maggior 
parte del nutrimento alla media. 
 
 
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1.2.3 Le Vene 
 
 
Le vene hanno origine dalle reti capillari dei tessuti, procedendo in direzione 
centripeta in tronchi di lume sempre maggiore.  
La pressione cui sono sottoposte é molto minore rispetto ai valori della 
pressione arteriosa. Differiscono quindi a livello strutturale da queste, con un 
minor spessore di parete e con diverse caratteristiche meccaniche. Le vene, 
poi, normalmente a sezione circolare, devono anche essere in grado di 
assumere una forma ellissoidale molto schiacciata quando si svuotano di 
sangue, senza esercitare forze di ritenuta nei confronti del sangue. 
La maggior parte delle vene, specialmente quelle in cui il sangue scorre in 
senso contrario al verso della forza di gravità, sono provviste di valvole 
all'interno del lume, costituite da pieghe membranose a forma di tasca, che 
evitano il riflusso del sangue. 
In rapporto al loro diametro, le vene sono state distinte, come le arterie, in 
vene di piccolo, medio e grosso calibro. Questa non è però una distinzione 
molto significativa, dato che non esiste una corrispondenza stringente tra 
diametro e caratteristiche strutturali.  
Una diversificazione più evidente è invece possibile tra le vene in cui il 
sangue scorre con verso concorde rispetto alla forza di gravità e quelle in cui 
scorre verso discorde. Le prime sono dette vene di tipo recettivo e hanno una 
parete sottile a struttura fibrosa ricca di collagene ed elastina. Le seconde 
sono chiamate vene di tipo propulsivo e, a parità di calibro rispetto alle 
precedenti, hanno una parete più spessa e fornita di molte fibre muscolari in 
direzione longitudinale (circolare nelle arterie), così da esercitare una 
rigidezza in tale direzione per sorreggere le sollecitazioni delle valvole di 
ritenuta del sangue. Infine, le vene di piccolo calibro (fino ad 1 mm di 
diametro interno) presentano ovunque una struttura analoga. Con una 
distinzione più corretta, perciò, possiamo identificare: vene di piccolo 
calibro, vene di tipo recettivo e vene di tipo propulsivo. 
Come nelle arterie, nella parete delle vene si distinguono tre strati, la tonaca 
intima, media e avventizia, ma spesso la delimitazione tra i vari strati non è 
così evidente come nelle arterie. Gli elementi costitutivi della parete sono 
sempre l'endotelio, le cellule muscolari lisce, le fibre di collagene e di 
elastina, ma nelle vene la parete si distingue da quella delle arterie per la 
minore concentrazione di contingente elastico a favore di quello muscolare.