Клапан-содержащий кондуит с синусами Вальсальвы из вспененного политетрафторэтилена для реконструкции пути оттока из правого желудочка

• Петшаковский П.Ю.
• Порханов В.А.
• Борисков М.В.
• Ефимочкин Г.А.
• Ванин О.А.
• Переверзева А.А.
• Ткаченко И.А.

Резюме

Актуальность. При реконструкции пути оттока из правого желудочка сердца предпочтительно использовать клапан-содержащие кондуиты. Запирательный элемент протеза предотвращает объемную перегрузку и, как следствие, дилатацию правого желудочка. В настоящее время нет идеальных клапанных кондуитов, а отдаленные результаты существующих биологических протезов неудовлетворительны. Альтернативой могут быть клапан-содержащие кондуиты из вспененного политетрафторэтилена (ePTFE), созданные вручную индивидуально для каждого пациента. В настоящей статье мы хотим представить наш способ изготовления синтетического клапан-содержащего кондуита с синусами Вальсальвы из ePTFE.

Материал и методы. В НИИ - ККБ № 1 был разработан и внедрен в практику трехстворчатый клапан-содержащий кондуит из ePTFE с синусами Вальсальвы для реконструкции пути оттока из правого желудочка. Геометрически кондуит полностью повторяет анатомическую форму корня магистрального сосуда человека, т.е. имеются фиброзное кольцо, синусы Вальсальвы, синотубулярный переход. Внутри синусов располагаются 3 симметричные полулунные створки.

Результаты. За период с декабря 2019 г. по февраль 2024 г. 21 пациенту выполнена реконструкция пути оттока от правого желудочка клапан-содержащим кондуитом из ePTFE. В ближайшем и среднеотдаленном послеоперационном периоде летальных исходов не было. Не зафиксировано ни одного тромбоза или разрушения клапана кондуита, что подтверждено исследованиями с помощью ультразвуковой кардиографии и 3D компьютерной томографии.

Заключение. Среднеотдаленные результаты применения кондуита из ePTFE в легочной позиции больных являются удовлетворительными. Материал кондуита удобен в изготовлении, всегда имеется в наличии. Он биоинертный, недеградируемый, атромбогенный, что позволяет увеличить свободу от реоперации.

Ключевые слова:реконструкция пути оттока от правого желудочка; кондуит; политетрафторэтилен

Существует целый ряд пороков сердца, требующих реконструкции пути оттока из правого желудочка в легочную артерию. Это тетрада Фалло или атрезия легочной артерии, восстановление легочной артерии при процедуре Росса либо при первичных аномалиях клапана легочной артерии. Кондуит необходим также при выполнении процедуры Растелли [1-3].

Для сохранения функции правого желудочка важно не допускать гипертрофии вследствие остаточного стеноза после операции и, что более важно, дилатационной кардиопатии из-за регургитации на легочной артерии [4-5].

Общепринятыми являются биологические протезы: гомо- и ксенографты. Их недостатком является ускоренная биодеградация (фиброз, кальцификация, пролиферация интимы), особенно у детей [6-7].

Сравнительный анализ литературы по данной проблеме делает очевидным тот факт, что самыми лучшими результатами на сегодняшний день обладают клапан-содержащие кондуиты, изготовленные вручную из синтетического материала - вспененного политетрафторэтилена (ePTFE) [8-11]. Этот материал более 30 лет используется в кардиохирургии и зарекомендовал себя как инертный, недеградируемый, атромбогенный и практически не подвергающийся кальцификации [12].

Материал и методы

В НИИ - ККБ № 1 был разработан и внедрен в практику трехстворчатый клапан-содержащий кондуит из ePTFE с синусами Вальсальвы для реконструкции пути оттока из правого желудочка (рис. 1). Геометрически кондуит полностью повторяет анатомическую форму корня магистрального сосуда человека, т.е. имеются фиброзное кольцо, синусы Вальсальва, синотубулярный переход. Внутри синусов располагаются 3 симметричные полулунные створки.

Совместно с инженерами и техниками были созданы экспериментальные элементы инструментария и изготовлены опытные образцы клапан-содержащего кондуита с синусами Вальсальвы. Разработан и создан испытательный стенд, имитирующий малый круг кровообращения человека (см. рис. 1). Опытные образцы, включенные в контур стенда, были испытаны в пульсирующем потоке жидкости с одновременной видеофиксацией работы клапанного аппарата. Исследование показало симметричное широкое открытие створок в систолу (рис. 2А) и отличную коаптацию створок в диастолу (см. рис. 2Б, видео 1).

Был разработан и изготовлен набор инструментов для производства данного протеза.

Процесс создания кондуита разделен на 3 этапа.

1. Подготовка компонентов кондуита из ePTFE (пневмотермоформовка полусфер в линейном протезе, выкраивание створок).

2. Пришивание створок кондуита (формирование запирательного элемента).

3. Стерилизация кондуита.

Процесс создания кондуита проводится в асептических условиях. Инструмент, непосредственно контактирующий с материалом для создания кондуита, предварительно проходит стерилизацию в автоклаве.

Готовый кондуит помещается в контейнер из пластика. На нем маркером наносится размер и дата изготовления. Готовый контейнер отправляется на обработку с помощью низкотемпературной плазменной стерилизации.

Результаты

За период с декабря 2019 г. по февраль 2024 г. 21 пациенту выполнена реконструкция пути оттока от правого желудочка клапан-содержащим кондуитом из ePTFE. В ближайшем и среднеотдаленном послеоперационном периоде летальных исходов не было. Не зафиксировано ни одного тромбоза или разрушения клапана аппарата, что подтверждено исследованиями с помощью ультразвуковой кардиографии и 3D компьютерной томографии (3D КТ) (рис. 3).

Заключение

В отечественной литературе есть описание и результаты применения клапан-содержащего кондуита из ePTFE для реконструкции пути оттока из правого желудочка, однако у них отсутствует важный компонент, а именно синусы Вальсальвы [13, 14]. Создание выпуклых синусов улучшает запирательную функцию створок. Синусы Вальсальвы снижают гидродинамическую потерю энергии тока крови, способствуют долговечности функционирования клапанного аппарата, поскольку, благодаря обратному вихревому потоку, препятствуют "прилипанию" створок к стенкам протеза и одновременно являются гемодинамическими демпферами в момент закрытия клапана, что подтверждается исследованиями in vitro [15]. На территории Российской Федерации запатентован, производится и применяется протез легочной артерии из ePTFE с синусами Вальсальвы [16, 17]. Однако размеры (от 20 до 27 мм) позволяют применять его только у взрослых, он не подходит для пациентов педиатрической группы. Протез, разработанный в НИИ - ККБ № 1, является максимально подобным по форме с естественным корнем магистрального сосуда человека. Изготовление вручную позволяет создавать кондуит малого диаметра без потери клапанной функции.

Среднеотдаленные результаты применения кондуита из ePTFE в легочной позиции в нашей серии больных являются удовлетворительными. Материал кондуита удобен в изготовлении, всегда имеется в наличии. Он биоинертный, недеградируемый и атромбогенный, что позволит увеличить свободу от реоперации.

Литература

1.     Konsek H., Sherard C., Bisbee C., Kang L., Turek J.W., Rajab T.K. Growing heart valve implants for children // J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2023. Vol. 10, N 4. P. 148. DOI: https://doi.org/10.3390/jcdd10040148  

2.     Ross D.N., Somerville J. Correction of pulmonary atresia with a homograft aortic valve // Lancet. 1966. Vol. 2. P. 1446-1447. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(66)90600-3  

3.     Rastelli G.C., Ongley P.A., Davis G.D. et al. Surgical repair for pulmonary valve atresia with coronary pulmonary artery fistula: report of case // Mayo Clin. Proc. 1965. Vol. 40. P. 539-543.

4.     Herrmann J.L., Brown J.W. Seven decades of valved right ventricular outflow tract reconstruction: the most common heart procedure in children // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2020. Vol. 160. P. 1284-1288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.04.137

5.     Nomoto R., Sleeper L.A., Borisuk M.J., Bergerson L., Pigula F.A., Emani S. et al. Outcome and performance of bioprosthetic pulmonary valve replacement in patients with congenital heart disease // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2016. Vol. 152, N 5. P. 1333-1342.e3. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2016.06.064

6.     Burkhart H.M., Phillips S.D. Pulmonary valve bioprosthesis: longevity and reintervention // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2021. Vol. 161, N 2. P. 364-365. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.08.003

7.     Yamagishi M. Right ventricular outflow reconstruction using a polytetrafluoroethylene conduit with bulging sinuses and tricuspid fan-shaped polytetrafluoroethylene valve // Oper. Tech. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2016. Vol. 21, N 3. P. 211-229. DOI: https://doi.org/10.1053/j.optechstcvs.2017.05.002

8.     Shi Q., Shan Y., Chen G., Mi Y., Zhong H., Jia B. et al. Midterm outcomes for polytetrafluoroethylene valved conduits // Ann. Thorac. Surg. 2022. Vol. 114, N 5. P. 1778-1785. DOI: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2021.09.051

9.     Fujita S., Yamagishi M., Miyazaki T., Maeda Y., Itatani K., Yamamoto Y. et al. Long-term results of large-calibre expanded polytetrafluoroethylene valved conduits with bulging sinuses // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2020. Vol. 58, N 6. P. 1274-1280. DOI: https://doi.org/10.1093/ejcts/ezaa240

10. Yoshida M., Wearden P.D., Dur O., Pekkan K., Morell V.O. Right ventricular outflow tract reconstruction with bicuspid valved polytetrafluoroethylene conduit // Ann. Thorac. Surg. 2011. Vol. 91, N 4. P. 1235-1238. DOI: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2010.11.010

11. Kwang H.Ch., Si Ch.S., et al. Simplified Tricuspid Polytetrafluoroethylene Valved Conduit: Midterm Results of Multicenter Study. Ann Thorac Surg. 2019; 108 (4): 1228-1233.

12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2019.04.018

13. Shinkawa T., Tang X., Gossett J.M., Mustafa T., Hategekimana F., Watanabe F. et al. Valved polytetrafluoroethylene conduits for right ventricular outflow tract reconstruction // Ann. Thorac. Surg. 2015. Vol. 100. P. 129-137. DOI: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2015.02.114

14. Ковалев Д.В., Чиаурели М.Р., Юрлов И.А., Данилов Т.Ю., Самсонов В.Б., Мироненко М.Ю. и др. Новый протез ствола легочной артерии из политетрафторэтилена с трехстворчатым клапаном из политетрафторэтилена: способ изготовления, среднеотдаленный результат применения у больного с транспозицией магистральных сосудов, дефектом межжелудочковой перегородки и стенозом легочной артерии // Бюллетень НЦССХ имени А.Н. Бакулева РАМН. 2022. Т. 23, № 1. С. 52-59. DOI: https://doi.org/10.24022/1810-0694-2022-23-1-52-59  

15. Волков С.С. Патент РФ на изобретение № 2664502 от 12.02.2018 г. "Способ изготовления клапансодержащего протеза ствола легочной артерии и клапансодержащий протез ствола легочной артерии, изготовленный этим способом".

16. Suzuki C., Shiraishi Y., Yabe S., Tsuboko T., Sugai T.K., Matsue K. et al. Engineering analysis of the effects of bulging sinuses in a newly designed pediatric pulmonary heart valve on hemodynamic function // J. Artif. Organs. 2012. Vol. 15, N 1. P. 49-56. DOI: https://doi.org/10.1007/s10047-011-0609-1

17. Россейкин Е.В., Базылев В.В., Евдокимов С.В. Патент на изобретение № 2466695 от 20.11.2012 г. "Клапансодержащий протез легочной артерии".

18. Sharifulin R., Bogachev-Prokophiev A., Demin I., Zheleznev S., Pivkin A., Afanasyev A. et al. Right ventricular outflow tract reconstruction using a polytetrafluoroethylene conduit in Ross patients // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2018. Vol. 54, N 3. P. 427-433. DOI: https://doi.org/10.1093/ejcts/ezy128