Ускладнення у хворих з штучними клапанами серця

Перші штучні клапани - клапани пелюсткової типу, пелюстки яких мали форму, ідентичну напівмісячним стулок аортального клапана. Пелюсткові штучні клапани кріпилися, як природні клапани, до стінок порожнин серця і поділялися за кількістю пелюсток на одно-, двох-, трьох- і чотирипелюсткові клапани. У 1958 р вперше в світі американським хірургом C.W. Lillehei виконано протезування аортального клапана - однолепесткових клапан зі штучного матеріалу сіластіка. У наступні роки розроблені двухлепестковие клапани. Для їх виробництва використовували поліуретан, однак через кілька місяців роботи він ставав жорстким, малорухливим і покривався фибрином. Це призводило до розриву або відриву пелюсток. Виявлені в ході експлуатації дефекти призвели до відмови від використання таких моделей в практиці.

Наступний етап в розробці пелюсткових штучних клапанів - створення трипелюстковими клапанів, пріоритет в розробці яких належить С.А. Hufnagel. Вперше трипелюстковий клапан, виготовлений з дакрону та просочений сіластіком, використаний в 1961 р при заміні аортального клапана. Використання нового матеріалу для виробництва пелюсток істотно поліпшило механічні характеристики клапана і, що найголовніше, зменшило тромбоутворення на його поверхні.

Все пелюсткові клапани мали маленьку розрахункову тривалість експлуатації - до 6 років. Конструкційні особливості приводили до виражених навантажень на кінцеві зони пелюсток, що викликало їх руйнування. Працюючий клапан приводив до значного руйнування формених елементів крові і утворення тромбо-тичних мас на своїх поверхнях. Ці причини призвели до відмови від подальшого використання цього типу штучних клапанів в клініці вже в середині 60-х років XX ст.

Паралельно з пелюстковими клапанами розробляли штучні клапани (ІК) ментального типу.

Існує 3 типи вентильних штучних клапанів:

• ІК з поступальним рухом замикаючого елементу (кульові клапани);
• ІК поворотно-дискові;
• ІК двостулкові.

Широкий спектр вентильних ІК об`єднує наявність двох елементів: замикаючого елемента і механізму, який би його рух (обмежують стійки). Замикаючий елемент рухається пасивно по градієнту тиску. Під впливом різниці тиску в порожнинах серця куля або відходить від отвору, або його закриває. Кульові запірні елементи були найбільш поширені в 60-х роках XX ст. Історія створення кульових ІК почалася в 1946 р, коли С А Hufnagel почав їх розробку. У 1952 р проведена перша імплантація кульового штучного клапана. Перша модель кульового ІК гарантувала тільки 70% зниження обсягу регургітації, що, безперечно, покращувало стан хворого, але радикально поліпшення його стану не було між ними. Перші кульові штучні клапани встановлювали в аортальной позиції. Перші кулі виконували з силікону, який в ході експлуатації просочувався ліпідами крові і ставав тендітним, руйнувався. Найбільш успішна модель кульового штучного клапана- модель, розроблена A. Star і

Edwafds для мітральної і аортальної позиції. У моделі використані кулі, які зазнали вулканізації, яка підвищувала їх міцність У наступні роки конструкція принципово не змінювалася, хоча для виробництва кулі використані різні матеріали, в тому числі і титан.

В СРСР створено аналогічні моделі. У 1963 р розроблений штучний клапан з кульовим замикаючим елементом - МК4-01. В подальшому змінена форма клапана (полушаровой, чечевицеподібних, схожий на краплю) але через своїх технічних характеристик вони зняті з виробництва Найуспішніша модель - МК4-25. У 1965 р розроблена модель для аортальної позиції АК4-02, в якій вдалося мінімізувати вихрові потоки

Вивчення динаміки струменя крові, оточуючої куля, показало що струмінь крові породжує вихори, які руйнують формені елементи крові і призводять до тромбоутворення на поверхні кулі і біля місць кріплення стійок. Однак все кульові штучні клапани відрізняє висока механічна надійність і довговічність. Вклинення кулі в стійки або його руйнування - вкрай рідше ускладнення. З іншого боку, відсутність центрального струменя крові (кров обтікає куля) і освіту в зв`язку з цим турбулентних потоці »призвело до створення принципово нової моделі ІК - дисковий ІК. Перший дисковий ІК був розроблений D.E. Hasken і складався із силіконового диска. Однак ця форма штучного клапана не забезпечувала адекватну гемодинаміку і викликала значний гемоліз.

Наступний історичний етап - створення поворотно-дискових ІК, творець першої моделі якого - А.В. Cruz. У 1963 році він запропонував принципово нову модель ІК, в якій диск повертався щодо корпусу протеза. Основна проблема, з якою зіткнулися хірурги, - проблема стабільності властивостей диска. Виявилося, що навантаження розподілені нерівномірно по поверхні диска. Це призводило до перевантажень його крайових частин і сприяло його зносу. Крім цього, через те що диск відкривався на 60-80 °, позаду його формувалася зона застою крові, який сприяв тромбоутворення і тромбоемболії. Серед поворотно-дискових ІК кращі характеристики були досягнуті в моделі Lillehei-Kaster. У ній кут відкриття диска збільшений до 80 °, а сам клапан виготовлений з пиролитического вуглецю. Це мінімізувало ризик тромбоутворення і зношуваність диска через нерівномірність розподілу навантажень.

В СРСР розроблений і випущений ІК такої моделі - ЛІКС-2. Його імплантували в митральную і аортальну позиції. Кут відкриття - 70 °.

Створення поворотно-дискового штучного клапана дозволило істотно зменшити розміри клапана і гарантувати високу надійність його роботи. З іншого боку, при відкритті клапана виникає 2 отвори для струму крові, істотно розрізняються за своєю площею. У малому по площі отворі легко формуються вихрові потоки, а позаду клапана - зона застою крові, що в підсумку призводить до утворення тромбів і їх емболії. Тромб може привести до заклинювання диска, що тягне за собою швидко прогресуючі порушення гемодинаміки. Фактор, що впливає на функціональний стан клапана, - тахікардія, при якій кут відкриття стулки істотно менше 80 °, що утворює відносний стеноз. Таким чином, в цій моделі ІК не вирішена головна проблема - створення мінімального опору кровотоку.

Для вирішення цієї проблеми розроблено двостулкові клапани. Ця модель ІК переважає на сучасному етапі використання штучного клапана. Перша модель двостулкового клапана, виконана з пиролитического вуглецю, мала дві осі, що дозволяють двом напівмісячним стулок відкриватися, створюючи три прохідних отвори: центральне між стулками і два бокових між стулкою і корпусом клапана. Таке відкриття стулок виключає застій крові позаду стулок, створює централізований потік крові і призводить до значущого зниження ризику тромбоутворення. Ця модель ІК названа за ініціативою авторів St. Jude Medical в честь святого Юди Тадеуша.

Кут відкриття стулок близький до прямого - 85 °, кут між створкамі- 10 °. Модель двостулкового клапана розроблена для мітральної, аортальної і трикуспидальной позиції і стала «золотим стандартом» механічних І К.

Відео: Кемеровські хірурги замінили клапан серця без розрізу

У наступні роки модель покращували:

• досягли відкриття стулок на 90 ° (що привело до абсолютної централізації кровотоку і виключенню вихрових струмів крові);
• видозмінили покриття стулок, мінімізувавши тромбоутворення.

У РФ в 1990 р розроблений і розпочато випуск вітчизняного двостулкового клапана - «Карбоникс-1», в 1993-1998 рр. - Двостулковий клапан з пиролитического вуглецю «Медінж», «Медінж-2», з 2000 р - модель двостулкового клапана «Раскардікс».

Таким чином, двостулкові модель штучних клапанів виключає феномен «малого отвору», відповідального за тромбоутворення, і забезпечує максимальну централізацію кровотоку.

Наявність двох стулок виключає катастрофічні наслідки для гемодинаміки при заклинювання однієї із стулок. Їх просторове розташування виключає феномен відносного стенозирования при тахікардії, яке характерно для поворотно-дискових моделей.

Всі моделі штучних клапанів вимагають довічного прийому антикоагулянтів. Розрахунок дози антикоагулянтів і контроль стану системи згортання - найважливіші складові ведення хворого з імплантованим штучним клапаном. Висока тромбогенного штучного механічного клапана привернула інтерес дослідників до біологічних протезів клапанів, що володіє істотно нижчою тромбогенностью. При установці біоклапана в аортальной або мітральної позиції в неускладнених ситуаціях прийом антикоагулянтів рекомендований протягом 3 міс.

Відео: Життя по-новому: в Єкатеринбурзі пройшла операція по установці штучного лівого шлуночка

Штучні біоклапани (ІБК) активно розробляються з 50-60-х років XX ст. Як матеріал для ІБК використовують клапани свині, бичачий перикард і клапани людини. Структурно ІБК поділяють на каркасні і безкаркасні. Забір біологічної тканини іншого біологічного виду поставив на порядок денний проблему стабілізації біологічної тканини, і в першу чергу стабілізації колагенових структур тканини стулок, які надають їм міцність, зносостійкість, особливо в місцях фіксації стулок.

Для стабілізації тканини стулок розроблені способи консервації тканини обробкою формальдегідом, а потім глутаральдегідом. При обробці цими консервантами виникають міцні міжмолекулярні зв`язки в колагенових волокнах, що робить тканину міцною. Однак через короткий термін експлуатації такого біопротеза починається значна кальцифікація. Структура колагенових утворень в оброблених глутарил тканинах ідентична кістковим структурам. Процес кальцифікації запускають нові хімічні структури, що виникають в біологічних тканинах при їх обробці глутарил - глутарил-колагенові освіти, які відіграють роль центру кристалізації кальцію. Кальцинати в стулках різко погіршують їх властивості, підвищують ламкість і жорсткість. Освіта кальцинатов залежить від віку хворого, воно більш виражено в молодому і середньому віці і вимагає медикаментозного втручання в процес кальцифікації тканини для його уповільнення. Багато в чому процес кальцифікації тканини вдається зменшити, використовуючи в якості розчину для обробки НЕ глутарил, а епоксидні смоли. Це дозволяє багато в чому зберегти природні властивості біологічної тканини і виключає формування центрів кристалізації. В останнє десятиліття при виробництві біологічних штучних клапанів стали використовувати технологію обробки матеріалу під тиском, що дозволяє мінімізувати процес сморщивания стулок, так як при цьому не відбувається гофрування волокон колагену. Обробка біопротеза глутаральдегідом або епоксидною смолами гарантує антибактеріальну стан зберігається трансплантата протягом 1 року. В останні роки ксенопротези (тобто взяті від тварин) зберігаються в диоксидина. Навіть побіжний аналіз обробки трансплантованого біоклапана показує, що пошук оптимальної технології підготовки биоткани залишається актуальним завданням.

Все клапанні біопротези ділять на каркасні (біоклапан фіксований на опорному каркасі) і безкаркасні.

Перший каркасний біопротез створений в 1967 р A. Geha. Біотканини кріпили до жорсткого опорного каркасу, який приводив до підвищених навантажень на стулки і їх недовговічність. На зміну жорстким каркасам прийшли гнучкі з поліпропілену. Перший клапан такого типу розроблений W.D. Hancock в 1969 р, проте і в цьому випадку стулки піддавалися кальцифікації. що вимагало їх специфічної обробки для її зменшення.

В СРСР були розроблені моделі: «БІОНІКС-2», що складалася з металевого каркаса і тристулкового запирательного елемента з перикарда телят або свиней, і «Біогліс», де використана глиссоновой капсула печений

Максимальне спрощення каркаса досягнуто в моделі Carpentier-Edwards, де він виконаний з дроту. Такий каркас зменшує опір кровотоку і мінімально перекриває внесений тракт. Істотно поліпшити гемодинамічні показники на ксенобіопро-тезах вдалося, використовуючи бичачий перикард (в зіставленні зі свинячими біопротез). Таку модель Ionescy-Shiley стали застосовувати з 1976 р

Всі каркасні біопротези, на жаль, мають обмежений термін експлуатації через швидко прогресуючої кальцифікації. Крім цього, для них характерний високий опір току крові і високий градієнт тиску. У безкаркасних біопротез (в основному цілісний корінь аорти свині) вдалося домогтися істотного зниження градієнта тиску і максимального отвори для потоку крові. Для безкаркасних біопротезів характерний мінімальний ризик тромбообра-тання. Безкаркасні модель «Біолаб», розроблена в РФ, використовує цілісний корінь аорти свині.

За всю історію створення біотрансплантатов як матеріал використовували і перикард, і фасцію стегна хворого. Однак при всій принадності ця ідея виявилася безплідною, так як ці тканини дуже швидко піддаються склерозированию і стають непридатними. Інша ідея - використовувати аллографти (клапани, взяті від іншої людини) - виявилася дуже успішною. Трансплантація матеріалу, взятого в протягом 24 годин після смерті, минулого контроль на сумісність по АВО-системі, гарантує максимально можливий (близький до фізіологічного) кровотік, низький ризик тромбоутворення і повільний розвиток дисфункції. Протягом 10 років дисфункція розвивається в 5% випадків.

При імплантації біопротезів клапанів слід враховувати їх особливості.

• Все гетерографти (клапани, взяті від тварин) зменшують площа отвору для струменя крові (в мітральної позиції - 1,4-2,5 см², в аортальной - 0,9-1,8 см²). Таке зменшення площі призводить до чітко визначеного систолическому шуму на аортальному клапані і тону відкриття (в ряді випадків) на мітральному клапані.
• Стулки гетегюграфтов мають іншу ультразвукову характеристику, виглядають товщі і ригідність стулок людини.
• Ультразвукова характеристика гомографта (клапан, взятий від людини) залежить від віку донора. Чим старше донор, тим ригідність стулки і тим чаші їх пошкодження. Так, вік донора старше 50 років збільшує ймовірність пошкодження стулки біопротеза в 5 разів протягом 10 років його експлуатації. Спочатку змінені стулки призводять до патологічних шумів, інтерпретація яких важка (диференціальна діагностика з ІЕ) і неможлива без ЕхоКГ.
• Зіставлення внутрішньолікарняної летальності та частоти ускладнень між групами хворих з механічним штучним клапаном і біопротезом показало близькі результати. Проведено два великих дослідження віддалених результатів імплантації штучного механічного або біоклапана в дослідженні Veterans Affairs Cooperative Study (1993) у 575 хворих, які рандомізовані в 2 групи.

У 1-й групі імплантований механічний поворотно-дисковий клапан (кут відкриття до 60 °), у 2-й групі - біоклапан (каркасний тип Hancock). Через 11 років спостереження чітко зазначено меншу кількість летальних випадків в групі хворих з механічним ІК. Системні емболії виникли, відповідно, у 17 і 15% хворих, ендокардит - у 8 і 11% хворих, а тромбоз клапана - у 2 і 1% хворих. Принципова відмінність між групами спостерігали за показником цілісності клапана: в 1-й групі порушення були відсутні, в групі хворих з біопротезом - 21% порушень. Повторні операції із заміни клапана виконані у 26% хворих з біоклапанамі і у 11% хворих з механічними клапанами. Основна причина - регургітація в обхід клапана і тромбоз клапана. Частота геморагічних ускладнень в 1,7 рази більше в групі з механічним штучними клапанами (42% проти 25%). Близькі за значенням результати отримані в дослідженні Edinburq Heart Valve Trial.

Аналіз змін біостворок і їх деструкції в 2 дослідженнях показав, що процес добре видно, починаючи з 5-го року після імплантації клапана, і в 2,5 рази частіше виникає в мітральної, ніж в аортальной позиції.

Вік пацієнта впливає на вибір типу штучного клапана. У дитячому, підлітковому і молодому віці перевагу віддають механічним клапанів, так як в цьому віці через виражений метаболізм кальцію кальцифікація біоклапана настає швидко. Якщо вік в момент імплантації lt; 40 років, виражений кальциноз і деформацію біоклапана розвиваються протягом 12 років у 20% пацієнтів. якщо вік gt; 70 років - тільки у 5%.

Імплантація біоклапана показана хворим з протипоказаннями до тривалого (довічного) антикоагулянтну лікування, хворим, що страждають на алкоголізм, антисоціальним, і у всіх випадках, коли моніторинг noKi зателей згортання крові неможливий

Імплантація механічного штучного клапана показана хворим з постійною формою миготливої аритмії, що вимагає довічного прийому антикоагулянтів, і хворим, які страждають на захворювання з гіперкальціємією (ХНН, патологія паращитовидних залоз).

Вагітність у жінок з імплантованими штучними клапанами накладає на лікаря особливу відповідальність, необхідно колегіальне її ведення. Механічні штучні клапана вимагають постійного прийому всередину антикоагулянтів, що може викликати геморагії, в тому числі у плода, і ембріопатіі. З огляду на це, біопротези більш кращі, так як не вимагають вживання антикоагулянтів, однак у кожної 5-ї жінки (18-20%) в період вагітності порушується цілісність біопротеза. Після пологів слід очікувати укорочення розрахункового терміну експлуатації біопротеза через його деструкції (ЕхоКГ і аускультативний моніторинг обов`язкові!).

При мітральної регургітації через зниження судинного периферичного опору ведення вагітної тільки медикаментозне. При поєднанні вагітності і критичного стенозу мітрального клапана балонна дилатація - метод вибору. При критичному аортальному стенозі метод вибору - імплантація аллографта.