ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ПРОТЕЗА ВОСХОДЯЩЕЙ АОРТЫ НА ТРАНСКЛАПАННУЮ ГЕМОДИНАМИКУ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПЫТ ОДНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

Основные положения

• Сохранение геометрии нативного корня аорты улучшает показатели трансклапанной гемодинамики (оптимальное открытие и закрытие створок, минимальный трансклапанный градиент и минимальные потери энергии) в сравнении с классическим протезированием цилиндрическим клапаносодержащим кондуитом.
• При сравнении послеоперационных показателей с использованием кореньсохраняющих и кореньвыносящих методик протезирования в сопоставимых группах найдены подтверждения экспериментальным данным.
• Сохранение геометрии нативного корня аорты при операциях по типу Бенталла дает преимущества в виде лучших показателей ремоделирования левого желудочка (уменьшаются масса миокарда и конечный диастолический объем).

Резюме

Актуальность. В настоящее время предложены различные модификации данной операции, выпускаются клапаносодержащиекондуиты различного дизайна – с линейным протезом аорты и с синусным (так называемый Вальсальва-графт), с механическим протезом и с биологическим. Продолжается поиск оптимального клапнасодержащего кондуита, имплантация которого ассоциировалась бы с большей свободой от протез-зависимых осложнений. Сохранение естественной транспротезнойгемодинамики является одной из приоритетных задач создания кондуитов. В связи с этим, в данном исследовании изучается роль геометрии аортального протеза в гемодинамике.

Цель. Оценить, насколько геометрия клапаносодержащегопротеза восходящего отдела аорты влияет на трансклапанную гемодинамику, сравнив линейный клапаносодержащий кондуит с нативным корнем аорты.

Материалы и методы. Мы воссоздали в условиях WetLab и сравнили в пульс-дупликаторе (ViVitro Labs Inc., Канада) показатели трансклапанной гемодинамики при двух операциях: «створки + нативный корень» и «створки + линейный протез». Было подготовлено по 10 кондуитов (размером 23 мм), замеры гемодинамики продолжались в течение 10 циклов открытия – закрытия. Также проведено сравнение экспериментальных данных с послеоперационными результатами при аналогичных операциях с сохранением корня аорты и без.

Результаты. На первом этапе установлено, что при прочих равных условиях геометрия нативного корня аорты свиньи обеспечивает лучшее функционирование аортальных створок, чем линейный протез. При операции с сохранением корня аорты площадь открытия клапана была выше, а скорость закрытия – ниже, что в итоге выражалось меньшими сопротивлением открытию и потерями энергии на закрытии. Вторым этапом проведено исследование клинических результатов операций, при которых корень аорты сохраняли или заменяли на линейный протез (сравниваемые группы были сопоставимы по размерам фиброзного кольца и левого желудочка, при этом были оценены только гемодинамические показатели). Получены результаты, сопоставимые с экспериментальными. Определено, что указанные различия имели клиническую значимость: при сохранении геометрии корня аорты обратное ремоделирование левого желудочка проходило быстрее.

Заключение. При создании клапаносодержащих протезов для замены структур корня аорты следует имитировать нативную геометрию для достижения наиболее естественной трансклапанной гемодинамики.

1. Cheng A., Dagum P., Miller D.C. Aortic root dynamics and surgery: from craft to science. Phil Trans R Soc B. 2007;362(1484):1407-1419. doi:10.1098/rstb.2007.2124

2. Graeter T., Kindermann M., Fries R., Schäfers H.J. Rekonstruktive Chirurgie der Aortenwurzel. Z Kardiol. 2000;89(S7):107-111. doi:10.1007/PL00022879

3. Altarabsheh S E.., Deo S. V., Elgudin Y.E. Aortic Root Reconstruction. In: Montalto A, Loforte A, Amarelli C, eds. Cardiac Surgery Procedures. IntechOpen; 2020. doi:10.5772/intechopen.86034

4. Di Eusanio M., Murana G., Cefarelli M., Mazzola A., Di Bartolomeo R. The Bentall procedure with a biological valved conduit: substitute options and techniques. Multimedia Manual of Cardio-Thoracic Surgery. 2014;2014(0):mmu010. doi:10.1093/mmcts/mmu010

5. Singh V., Garg A., Singh G., Kapoor S., Ralhan S., Arya R., Mohan B., Wander G.S., Gupta R.K. Analysis of anticoagulation therapy related complications in patients with prosthetic valves: Our experience. Ann Card Anaesth. 2022;25(1):67. doi:10.4103/aca.aca_125_21

6. Diaz R., Hernandez-Vaquero D., Alvarez-Cabo R., Avanzas P., Silva J., Moris C., Pascual I. Long-term outcomes of mechanical versus biological aortic valve prosthesis: Systematic review and meta-analysis. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 2019;158(3):706-714.e18. doi:10.1016/j.jtcvs.2018.10.146

7. Tsolaki E., Corso P., Zboray R., Avaro J., Appel C., Liebi M., Bertazzo S., Heinisch P.P., Carrel T., Obrist D., Herrmann I.K. Multiscale Multimodal Characterization and Simulation of Structural Alterations in Failed Bioprosthetic Heart Valves. Bioengineering; 2023. doi:10.1101/2023.02.26.529530

8. Ozaki S., Kawase I., Yamashita H., Uchida S., Nozawa Y., Takatoh M., Hagiwara S. A total of 404 cases of aortic valve reconstruction with glutaraldehyde-treated autologous pericardium. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014;147(1):301-306. doi:10.1016/j.jtcvs.2012.11.012

9. Komarov R., Chernov I., Enginoev S., Sá M.P.B.O., Tarasov D. The Russian Conduit – Combining Bentall and Ozaki Procedures for Concomitant Ascending Aorta Replacement and Aortic Valve Neocuspidization. Braz J Cardiovasc Surg. 2019;34(5). doi:10.21470/1678-9741-2019-0329

10. Leyh R.G., Schmidtke C., Sievers H.H., Yacoub M.H.. Opening and Closing Characteristics of the Aortic Valve After Different Types of Valve-Preserving Surgery. Circulation. 1999;100(21):2153-2160. doi:10.1161/01.CIR.100.21.2153

11. Graeter T.P., Fries R., Aicher D., Reul H., Schmitz C., Schäfers H.J. In-vitro comparison of aortic valve hemodynamics between aortic root remodeling and aortic valve reimplantation. J Heart Valve Dis. 2006;15(3):329-335.

12. Jones C.J.H., Sugawara M. “Wavefronts” in the aorta - implications for the mechanisms of left ventricular ejection and aortic valve closure. Cardiovascular Research. 1993;27(11):1902-1905. doi:10.1093/cvr/27.11.1902

13. Thubrikar M., Nolan S.P., Bosher L.P., Deck J.D. The cyclic changes and structure of the base of the aortic valve. American Heart Journal. 1980;99(2):217-224. doi:10.1016/0002-8703(80)90768-1

14. Thubrikar M., Paul Bosher L., Nolan S.P. The mechanism of opening of the aortic valve. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 1979;77(6):863-870. doi:10.1016/S0022-5223(19)38191-7

15. Weltert L., De Paulis R., Scaffa R., Maselli D., Bellisario A., D’Alessandro S. Re-creation of a sinuslike graft expansion in Bentall procedure reduces stress at the coronary button anastomoses: A finite element study. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 2009;137(5):1082-1087. doi:10.1016/j.jtcvs.2008.10.013

16. Bazylev V.V., Batrakov P.A., Khadiev D.M., Egorov A.A., Eremin N.A. Aortic root prosthesis with pericardial cusps “Russian conduit”: A hydrodynamic experiment. PKiK. 2021;25(4):97. doi:10.21688/1681-3472-2021-4-97-105

17. Lansac E., Di Centa I., Vojacek J., Nijs J., Hlubocky J., Mecozzi G., Debauchez M. Valve sparing root replacement: the remodeling technique with external ring annuloplasty. Ann Cardiothorac Surg. 2013;2(1):117-123. doi:10.3978/j.issn.2225-319X.2013.01.15