kpcczКомплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеванийComplex Issues of Cardiovascular Diseases2306-12782587-9537Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”10.17802/2306-1278-2017-6-3-6-12kpccz-301Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОПРОТЕЗОВ «ЮНИЛАЙН»FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF BIOLOGICAL PROTECTION «UNILINE»КлышниковК. Ю.KlyshnikovK. U.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

klyshnikovK@gmail.comОвчаренкоЕ. А.OvcharenkoE. A.

Кемерово

Kemerovo

ЩегловаН. А.ScheglovaN. A.

Кемерово

Kemerovo

БарбарашЛ. С.BarbarashL. S.

Кемерово

Kemerovo

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”Russian FederationЗАО «НеоКор»РоссияNeoCor LLCRussian Federation20171809201703612Copyright © Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Щеглова Н.А., Барбараш Л.С., 20172017Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Щеглова Н.А., Барбараш Л.С.Klyshnikov K.U., Ovcharenko E.A., Scheglova N.A., Barbarash L.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nii-kpssz.com/jour/article/view/301

Целью работы явилась оценка гидродинамических характеристик биопротезов клапана сердца «ЮниЛайн», предназначенных для протезирования клапана аорты.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследовании использовали три биопротеза «ЮниЛайн» (ЗАО «НеоКор», Россия) типоразмером 21, 23, 25 мм, предназначенных для клинического применения. Оценку гидродинамических параметров проводили в установке пульсирующего потока Vivitro (Vivitro Labs, Канада), имитирующей работу «левой» половины сердца. Оценку гидродинамической функции всех протезов осуществляли при создании физиологического режима работы установки – ударный объем = 70 мл; минутный объем = 5 л/мин; среднее давление в камере, имитирующей аорту = 100 мм рт.ст.

Результаты

Результаты. Средний транспротезный градиент составил 5,4-15,5 мм рт. ст.; максимальный транспротезный градиент составил 11,9-25,2 мм рт.ст.; эффективная площадь отверстия 1,38-2,15 см2; фракция регургитации 1,5-3,905%; индекс производительности, рассчитанный по посадочному диаметру проходного отверстия протеза = 47,4-68,5%. Заключение. Биопротезы «ЮниЛайн», предназначенные для аортальной позиции, демонстрируют удовлетворительные гидродинамические in vitro показатели, сопоставимые с существующими мировыми аналогами, в то же время, существующая конструкция биопротеза обладает потенциалом углубленной оптимизации створчатого аппарата. 

The aim of the work was to evaluate the hydrodynamic characteristics of the heart valve bioprosthesis «UniLine», intended for prosthetics of the aortic valve.

Materials and methods

Materials and methods. In the contest three prostheses «UniLine» with a size of 21, 23, 25 mm, intended for clinical use. The evaluation of the hydrodynamic parameters was carried out in a Vivitro pulsating flow setup (Vivitro Labs, Canada) simulating the operation of the «left» half of the heart. Estimated hydrodynamic function of all prostheses when creating the physiological mode of operation of the unit - impact volume = 70 ml, minute volume = 5 l/min, mean aortic pressure = 100 mmHg.

Results

Results. The average trans-prosthetic gradient was 5,4-15,5 mmHg.; the maximum trans-prosthetic gradient was 11,9-25,2 mmHg; effective orifice area 1,38-2,15 cm2; regurgitation fraction 1,5-3,905%; productivity index, calculated from the inner orifice diameter 47,4-68,5%.

Conclusion

Conclusion. Bioprostheses «UniLine», intended for aortic position, demonstrated satisfactory hydrodynamic in vitro characteristics, comparable with existing world analogues. The existing design has the potential to increase hydrodynamic efficiency, but requires advanced approaches and methods, such as FSI, for its implementation. 

протез клапана сердцагидродинамикааортальный клапантранспротезный градиентрегургитацияHeart valve prosthesishydrodynamicsaortic valvetrans-prosthetic gradientregurgitationReferencesБокерия Л.А., Гудкова Р.Г. Сердечно-сосудистая хирургия – 2015. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева; 2016. Bokeria L.A., Gudkova R.G. Cardiovascular surgery - 2015. Diseases and congenital anomalies of the circulatory system. M .: NTSSSH them. A.N. Bakuleva; 2016. [In Russ].Бокерия Л.А., Гудкова Р.Г. Сердечно-сосудистая хирургия – 2015. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева; 2016. Bokeria L.A., Gudkova R.G. Cardiovascular surgery - 2015. Diseases and congenital anomalies of the circulatory system. M .: NTSSSH them. A.N. Bakuleva; 2016. [In Russ].Vesey J.M., Otto C.M. Complications of prosthetic heart valves. Curr Cardiol Rep. 2004; 6(2):106-11. PMID: 14759353.Vesey J.M., Otto C.M. Complications of prosthetic heart valves. Curr Cardiol Rep. 2004; 6(2):106-11. PMID: 14759353.Seiler C. Management and follow up of prosthetic heart valves. Heart. 2004; 90(7):818-824. doi:10.1136/hrt.2003.025049.Seiler C. Management and follow up of prosthetic heart valves. Heart. 2004; 90(7):818-824. doi:10.1136/hrt.2003.025049.Кудрявцева Ю.А., Насонова М.В., Глушкова Т.В., Акентьева Т.Н., Бураго А.Ю. Сравнительный анализ биоматериала, потенциально пригодного для создания протеза аортального клапана сердца для транскатетерной имплантации. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2013; 120(50): 66-69. Kudryavtseva Y. A., Nasonova M. V., Glushkova T. V. , Akentieva T. N., Burago A. Yu. Comparative analysis of the biological material potentially suitable for the creation of the aortic heart valve prosthesis for transcatheter implantation. Siberian Medical Journal (Irkutsk). 2013; 120(50): 66-69. [in Russ].Кудрявцева Ю.А., Насонова М.В., Глушкова Т.В., Акентьева Т.Н., Бураго А.Ю. Сравнительный анализ биоматериала, потенциально пригодного для создания протеза аортального клапана сердца для транскатетерной имплантации. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2013; 120(50): 66-69. Kudryavtseva Y. A., Nasonova M. V., Glushkova T. V. , Akentieva T. N., Burago A. Yu. Comparative analysis of the biological material potentially suitable for the creation of the aortic heart valve prosthesis for transcatheter implantation. Siberian Medical Journal (Irkutsk). 2013; 120(50): 66-69. [in Russ].Караськов А.М., Журавлева И.Ю., Астапов Д.А., Стасев А.Н., Демидов Д.П., Одаренко Ю.Н., Барбараш Л.С. Клинико-гемодинамические результаты применения биопротезов «ЮниЛайн» в аортальной позиции. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2014; 7(4): 87-91. Karaskov A.M., Zhuravleva I.Yu., Astapov D.A., Stasev A.N., Demidov D.P., Odarenko Yu.N., Barbarash L.S. Clinico-hemodynamic results of using bioprostheses uniline in the aortic position. Cardiology and cardiovascular surgery. 2014; 7(4): 87-91. [In Russ].Караськов А.М., Журавлева И.Ю., Астапов Д.А., Стасев А.Н., Демидов Д.П., Одаренко Ю.Н., Барбараш Л.С. Клинико-гемодинамические результаты применения биопротезов «ЮниЛайн» в аортальной позиции. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2014; 7(4): 87-91. Karaskov A.M., Zhuravleva I.Yu., Astapov D.A., Stasev A.N., Demidov D.P., Odarenko Yu.N., Barbarash L.S. Clinico-hemodynamic results of using bioprostheses uniline in the aortic position. Cardiology and cardiovascular surgery. 2014; 7(4): 87-91. [In Russ].Журавлева И.Ю., Кудрявцева Ю.А., Климов И.А., Барбараш Л.С. Сравнительная оценка сшивающей активности новых консервантов из класса эпоксисоединений. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2007; 9(2): 44-48. Zhuravleva I.Yu., Kudryavtseva Yu.A., Klimov I.A., Barbarash L.S. Comparative evaluation of the crosslinking activity of new preservatives from the class of epoxy compounds. Bulletin of transplantology and artificial organs. 2007; 9(2): 44-48. [In Russ].Журавлева И.Ю., Кудрявцева Ю.А., Климов И.А., Барбараш Л.С. Сравнительная оценка сшивающей активности новых консервантов из класса эпоксисоединений. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2007; 9(2): 44-48. Zhuravleva I.Yu., Kudryavtseva Yu.A., Klimov I.A., Barbarash L.S. Comparative evaluation of the crosslinking activity of new preservatives from the class of epoxy compounds. Bulletin of transplantology and artificial organs. 2007; 9(2): 44-48. [In Russ].Бокерия Л.А., Николаев Д.А., Божедомова Е.П., Фадеев А.А. Влияние методики расчета на in vitro оценку эффективной площади проходного отверстия протезов клапанов сердца. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН сердечно-сосудистые заболевания. 2013; 14(2): 21-26. Bokeria L.A., Nikolaev D.A., Bozhedomova E.P., Fadeev A.A. Influence of the in vitro calculation technique on the evaluation of the effective area of the opening of the prosthesis of the heart valves. Bulletin of the Center A.N. Bakulev RAMS cardiovascular diseases. 2013; 14 (2): 21-26. [In Russ].Бокерия Л.А., Николаев Д.А., Божедомова Е.П., Фадеев А.А. Влияние методики расчета на in vitro оценку эффективной площади проходного отверстия протезов клапанов сердца. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН сердечно-сосудистые заболевания. 2013; 14(2): 21-26. Bokeria L.A., Nikolaev D.A., Bozhedomova E.P., Fadeev A.A. Influence of the in vitro calculation technique on the evaluation of the effective area of the opening of the prosthesis of the heart valves. Bulletin of the Center A.N. Bakulev RAMS cardiovascular diseases. 2013; 14 (2): 21-26. [In Russ].Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Мальцев Д.А., Журавлева И.Ю. Сравнительная характеристика гидродинамических показателей биопротезов клапанов сердца «ЮниЛайн» и «ПериКор». Клиническая физиология кровообращения. 2013; 1: 45-51. Klyshnikov K.U., Ovcharenko EA, Maltsev DA, Zhuravleva I.Yu. Comparative characteristics of the hydrodynamic parameters of the bioprosthetic valves of the heart valves «UniLine» and «PeriCor». Clinical physiology of blood circulation. 2013; 1: 45-51. [In Russ].Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Мальцев Д.А., Журавлева И.Ю. Сравнительная характеристика гидродинамических показателей биопротезов клапанов сердца «ЮниЛайн» и «ПериКор». Клиническая физиология кровообращения. 2013; 1: 45-51. Klyshnikov K.U., Ovcharenko EA, Maltsev DA, Zhuravleva I.Yu. Comparative characteristics of the hydrodynamic parameters of the bioprosthetic valves of the heart valves «UniLine» and «PeriCor». Clinical physiology of blood circulation. 2013; 1: 45-51. [In Russ].Орловский П.П., Гриценко В.В., Юхнев А.Д. и др. Искусственные клапаны сердца. Гидродинамика искусственных клапанов сердца. М.: 2007. Orlovsky P.P., Gritsenko V.V., Yukhnev A.D. Artificial heart valves. Hydrodynamics of artificial heart valves. M .: 2007.[In Russ].Орловский П.П., Гриценко В.В., Юхнев А.Д. и др. Искусственные клапаны сердца. Гидродинамика искусственных клапанов сердца. М.: 2007. Orlovsky P.P., Gritsenko V.V., Yukhnev A.D. Artificial heart valves. Hydrodynamics of artificial heart valves. M .: 2007.[In Russ].Овчаренко Е.А., Клышников К.Ю., Саврасов Г.В., Глушкова Т.В., Барбараш Л.С. Исследование гидродинамической функции малоинвазивного биопротеза клапана аорты. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2016; 5(2): 39-45. Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Yu., Savrasov G.V., Glushkova T.V., Barbarash L.S. Investigation of the hydrodynamic function of a minimally invasive aortic valve bioprosthesis. Complex problems of cardiovascular diseases. 2016; 5(2): 39-45. [In Russ].Овчаренко Е.А., Клышников К.Ю., Саврасов Г.В., Глушкова Т.В., Барбараш Л.С. Исследование гидродинамической функции малоинвазивного биопротеза клапана аорты. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2016; 5(2): 39-45. Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Yu., Savrasov G.V., Glushkova T.V., Barbarash L.S. Investigation of the hydrodynamic function of a minimally invasive aortic valve bioprosthesis. Complex problems of cardiovascular diseases. 2016; 5(2): 39-45. [In Russ].Marquez S, Hon RT, Yoganathan AP. Comparative hydrodynamic evaluation of bioprosthetic heart valves. J Heart Valve Dis. 2001; 10(6):802-11.Marquez S, Hon RT, Yoganathan AP. Comparative hydrodynamic evaluation of bioprosthetic heart valves. J Heart Valve Dis. 2001; 10(6):802-11.Martin C., Sun W. Fatigue damage of collagenous tissues: experiment, modeling and simulation studies. J Long Term Eff Med Implants. 2015; 25(1-2):55-73.Martin C., Sun W. Fatigue damage of collagenous tissues: experiment, modeling and simulation studies. J Long Term Eff Med Implants. 2015; 25(1-2):55-73.Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Y., Glushkova T.V., Kudryavtseva Y.A., Nyshtaev D.V., Savrasov G.V. Xenopericardial graft selection for valve apparatus of transcatheter heart valve bioprosthesis. Biomedical Engineering. 2016; 49(5): 1-5.Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Y., Glushkova T.V., Kudryavtseva Y.A., Nyshtaev D.V., Savrasov G.V. Xenopericardial graft selection for valve apparatus of transcatheter heart valve bioprosthesis. Biomedical Engineering. 2016; 49(5): 1-5.Овчаренко Е.А., Клышников К.Ю., Глушкова Т.В., Нуштаев Д.В., Кудрявцева Ю.А., Саврасов Г.В. Выбор ксеноперикардиального лоскута для створчатого аппарата транскатетерных биопротезов клапанов сердца. Медицинская техника. 2015; 5: 1-4. Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.U., Glushkova T.V., Nushtaev D.V., Kudryavtseva Y. A., Savrasov G.V. The choosing of the xenopericardial patch for transcatheter heart valve. Medical equipment. 2015; 5: 1-4. [in Russ]Овчаренко Е.А., Клышников К.Ю., Глушкова Т.В., Нуштаев Д.В., Кудрявцева Ю.А., Саврасов Г.В. Выбор ксеноперикардиального лоскута для створчатого аппарата транскатетерных биопротезов клапанов сердца. Медицинская техника. 2015; 5: 1-4. Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.U., Glushkova T.V., Nushtaev D.V., Kudryavtseva Y. A., Savrasov G.V. The choosing of the xenopericardial patch for transcatheter heart valve. Medical equipment. 2015; 5: 1-4. [in Russ]Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Yu., Glushkova T.V., Nyshtaev D.V., Kudryavtseva Yu.A., Savrasov G.V. Xenopericardial Graft Selection for Valve Apparatus of Transcatheter Heart Valve Bioprosthesis. Biomedical Engineering. 2016; 49(5): 253-257. doi: 10.1007/s10527-016-9543-0.Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Yu., Glushkova T.V., Nyshtaev D.V., Kudryavtseva Yu.A., Savrasov G.V. Xenopericardial Graft Selection for Valve Apparatus of Transcatheter Heart Valve Bioprosthesis. Biomedical Engineering. 2016; 49(5): 253-257. doi: 10.1007/s10527-016-9543-0.Martin C., Sun W. Simulation of long-term fatigue damage in bioprosthetic heart valves: effects of leaflet and stent elastic properties. Biomechanics and modeling in mechanobiology. 2014; 13(4):759-770. doi:10.1007/s10237-013-0532-x.Martin C., Sun W. Simulation of long-term fatigue damage in bioprosthetic heart valves: effects of leaflet and stent elastic properties. Biomechanics and modeling in mechanobiology. 2014; 13(4):759-770. doi:10.1007/s10237-013-0532-x.Balachandran K., Sucosky P., Jo H., Yoganathan A. P. Elevated Cyclic Stretch Induces Aortic Valve Calcification in a Bone Morphogenic Protein-Dependent Manner. The American Journal of Pathology. 2010; 177(1):49-57.Balachandran K., Sucosky P., Jo H., Yoganathan A. P. Elevated Cyclic Stretch Induces Aortic Valve Calcification in a Bone Morphogenic Protein-Dependent Manner. The American Journal of Pathology. 2010; 177(1):49-57.Караськов А.М., Железнев С.И., Рогулина Н.В., Сапегин А.В., Одаренко Ю.Н., Левадин Ю.В. и др.. Отечественный биологический протез нового поколения «ЮниЛайн» в хирургии митрального порока: первый опыт. Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 2017; 59(2): 98-104. Karas’kov A.M., Zheleznev S.I., Rogulina N.V., Sapegin A.V., Odarenko Yu.N., Levadin Yu.V. et al. Domestic biological prosthesis of the new generation «UniLine» in surgery for mitral malformation: the first experience. Thoracic and cardiovascular surgery. 2017; 59(2): 98-104. [In Russ].Караськов А.М., Железнев С.И., Рогулина Н.В., Сапегин А.В., Одаренко Ю.Н., Левадин Ю.В. и др.. Отечественный биологический протез нового поколения «ЮниЛайн» в хирургии митрального порока: первый опыт. Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 2017; 59(2): 98-104. Karas’kov A.M., Zheleznev S.I., Rogulina N.V., Sapegin A.V., Odarenko Yu.N., Levadin Yu.V. et al. Domestic biological prosthesis of the new generation «UniLine» in surgery for mitral malformation: the first experience. Thoracic and cardiovascular surgery. 2017; 59(2): 98-104. [In Russ].Borazjani I. A review of fluid-structure interaction simulations of prosthetic heart valves. J Long Term Eff Med Implants. 2015; 25(1-2):75-93. PMID: 25955008.Borazjani I. A review of fluid-structure interaction simulations of prosthetic heart valves. J Long Term Eff Med Implants. 2015; 25(1-2):75-93. PMID: 25955008.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.