Биологические протезы клапанов сердца

Обновлено: 05.05.2024

При относительно сохранном клапанном аппарате сердца у детей, как и у взрослых больных, наиболее предпочтительным методом коррекции являются различные виды реконструктивных клапаносохраняющих операций. Вместе с тем, анатомические особенности порока, высокая частота грубой клапанной патологии, наличие сопутствующих ВПС, а также присоединение инфекции зачастую делают восстановительные операции малоэффективными или технически невыполнимыми. В подобных ситуациях единственным методом лечения больного является замена пораженного сердечного клапана механическим или биологическим протезом.

В то же время, протезирование клапанов сердца у детей на протяжении многих лет является поистине «камнем преткновения» для кардиохирургических клиник всего мира. Эти операции сопровождались высокой госпитальной летальностью, частыми послеоперационными осложнениями, значительным количеством неудовлетворительных отдалённых результатов и повторных операций. Основная причина столь неблагополучных результатов протезирования клапанов сердца у детей кроется в несовершенстве клапанных заменителей и в отсутствии идеального протеза, отвечающего всем требованиям кардиохирургии детского возраста.

Основной причиной клапанных пороков сердца среди пациентов детского и подросткового возраста являются врожденные пороки сердца. В данную категорию входят пациенты с изолированной врождённой патологией клапанного аппарата (врождённая недостаточность митрального клапана, аномалия Эбштейна, двухстворчатый аортальный клапан, стеноз аортального клапана и др.), с сочетанием клапанных аномалий с другими врожденными пороками, а также больные после ранее выполненных пластических операций на клапанах сердца или коррекции других врожденных пороков сердца. На втором месте находится ревматизм, на третьем — инфекционный эндокардит, причем оба этих заболевания могут выступать как самостоятельные нозологические единицы, так и в сочетании друг с другом.

Виды протезов клапанов

Все существующие в настоящее время протезы клапанов сердца делят на две группы по типам используемых при их изготовлении материалов: механические и биологические клапаны, т.е. клапаны из биологических тканей.

В настоящее время детям в основном имплантируются двухстворчатые механические клапаны как отечественного, так и импортного производства. Основным конструктивным принципом всех моделей двухстворчатых механических протезов клапанов сердца является наличие двух симметрично расположенных створок, крепление которых с корпусом протеза осуществляется посредством шарнирного соединения. При открытии створок клапана образуются три гидравлических отверстия, поперечное сечение которых достаточно для полного омывания створок клапана и обеспечения минимального сопротивления потоку крови. Имеется широкий диапазон размеров современных двухстворчатых клапанов (от 16 до 33 мм). Тромбоэмболические осложнения после имплантации детям двухстворчатых клапанов встречаются значительно реже, чем при других типах протезов, однако, всем пациентам необходимо пожизненно принимать антикоагулянты независимо от возраста, позиции имплантации и срока после операции. Одной из основных причин, ограничивающих применение механических протезов клапанов сердца у детей, была и остаётся опасность повторной операции вследствие стенозирующего эффекта протеза при физиологическом росте ребёнка, или т.н. проблема «перерастания» протеза.

Более предпочтительными для детей являются биологические клапаны. Их преимущество — высокая тромборезистентность и возможность отказа больных от пожизненной антикоагулянтной терапии, а также прекрасные гемодинамические показатели биологических протезов, близкие к естественным сердечным клапанам. Недостаток — возможность имплантации только в правые отделы сердца и достаточно короткий срок функционирования (5-7 лет) из-за быстрого развития дисфункции протеза у детей.

В последние годы, благодаря накоплению хирургического опыта, совершенствованию методов искусственного кровообращения и защиты миокарда, разработке и внедрению в клиническую практику новых типов механических и биологических протезов удалось достичь заметных успехов в хирургическом лечении больных с клапанными пороками сердца.

Искусственные клапаны сердца

При нарушении работы какого-либо из 4 клапанов сердца — их сужении (стеноз) или чрезмерном расширении (недостаточности) — существует возможность их замены или реконструкции при помощи искусственных аналогов. Искусственный клапан сердца — это протез, который обеспечивает требуемое направление тока крови за счет прерывистого перекрывания устьев венозных и артериальных сосудов. Основным показанием к протезированию служат грубые изменения створок клапана, приводящие к выраженному нарушению кровообращения.

Применяются два основных типа искусственных клапанов сердца: механические и биологические модели, каждая из которых имеют свои особенности, преимущества и недостатки 1 .

1. Butchart EG et al. Recommendations for the management of patients after heart valve surgery. European Heart Journal. 2005: 26(22); 2465-2471.

Рисунок 1. Два основных типа искусственных клапанов

Механический клапан сердца или биологический протез?

Механический клапан сердца надежен, служит долго и не нуждается в замене, но требует постоянного приема специальных медикаментов, снижающих свертываемость крови.

2. Bonow R.O., Carabello B.A., Kanu C. et al.; American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines; Society of Cardiovascular Anesthesiologists; Society for Cardiovascular Angiography and Interventions; Society of Thoracic Surgeons. ACC/AHA 2006 guidelines for the management of patients with valvular heart disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (writing committee to revise the 1998 Guidelines for the Management of Patients With Valvular Heart Disease): developed in collaboration with the Society of Cardiovascular Anesthesiologists: endorsed by the Society for Cardiovascular Angiography and Interventions and the Society of Thoracic Surgeons. Circulation 2006; 114 (5): e84-231; J Am Coll Cardiol 2006; 48 (3): e1-148.

Биологические клапаны постепенно могут разрушаться. Срок их службы в значительной степени зависит от возраста больного и сопутствующих заболеваний. С возрастом процесс разрушения биологических клапанов существенно замедляется.

Решение о том, какой клапан наиболее оптимален, должно приниматься перед хирургическим вмешательством в ходе обязательной беседы между хирургом и пациентом 2 .

Жизнь с искусственным клапаном сердца

Люди с протезами сердечных клапанов относятся к категории пациентов с очень высоким риском тромбоэмболических осложнений. Борьба с тромбозами — основа стратегии ведения таких пациентов, и именно ее успешность во многом определяет прогноз для больного.

Риск тромбоэмболических осложнений уменьшается при использовании биологических протезов клапанов, но они имеют свои недостатки. Их имплантируют нечасто и преимущественно пожилым людям 3 .

Жизнь с искусственным клапаном сердца требует ряда ограничений. Большинство пациентов с протезированными клапанами — это лица с механическими протезами, которые принадлежат к группе высокого риска развития тромботических осложнений. Пациент вынужден постоянно принимать антитромботические препараты, в абсолютном большинстве случаев - непрямые антикоагулянты (варфарин). Их должны принимать практически все пациенты с механическими клапанами сердца. Выбор биопротеза также не исключает необходимость приема варфарина, особенно у больных с фибрилляцией предсердий. Во избежание опасных кровотечений, постоянно принимающим варфарин пациентам лучше отказаться от повседневной деятельности и развлечений, связанных с повышенным риском получения травм (контактные виды спорта, работа с режущими предметами или с высоким риском падений даже с высоты собственного роста).

К наиболее важным аспектам врачебного наблюдения за пациентом с искусственным клапаном сердца на сегодняшний день относятся 4 :

контроль свертываемости крови;
активная профилактика тромбоэмболических осложнений с помощью антикоагулянтов (чаще всего варфарина).

3. Bonow R.O., Carabello B.A., Chatterjee K. et al.; American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. 2008 focused update incorporated into the ACC/AHA 2006 guidelines for the management of patients with valvular heart disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Writing Committee to revise the 1998 guidelines for the management of patients with valvular heart disease). Endorsed by the Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, and Society of Thoracic Surgeons. Circulation 2008;118 (15): e523-661; J Am Coll Cardiol 2008; 52 (13): e1-142.

Важно отметить, что в настоящее время европейские и американские эксперты считают слишком интенсивными те уровни антитромботической терапии, которые раньше рекомендовались для большинства пациентов. Современные подходы к оценке риска позволяют выделить подгруппы лиц с наиболее высоким риском тромбоэмболических осложнений и активной антитромботической терапией. Для других пациентов с протезированными сердечными клапанами достаточно эффективной будет менее агрессивная антитромботическая терапия 4 .

Профилактика тромбозов у пациентов с механическими клапанами сердца

Профилактика тромбоза у пациентов с механическим клапаном сердца требует пожизненной антитромботической терапии.

Интенсивность терапии варфарином зависит от локализации протеза и его типа. Например, в соответствии с рекомендациям ACC/AHA (2008) механический протез аортального клапана требует поддержания МНО в пределах 2,0-3,0 при использования двухлепестковых (двустворчатых) протезов, а также клапана Medtronic Hall (один из самых популярных в мире одностворчатых искусственных клапанов), или в дипазоне 2,5-3,5 для всех остальных дисковых клапанов, а также для шарового клапана Starr-Edwards.

4. Salem D.N., O’Gara P.T., Madias C., Pauker S.G.; American College of Chest Physicians. Valvular and structural heart disease: American College of Chest Physicians Evidence

Механический протез митрального клапана требует удержания МНО в рамках 2,5-3,5 для всех типов клапанов 3 .

Таблица 1. Рекомендуемое значение МНО при механических клапанах сердца 5

Позиция клапана сердца	Факторы риска ТЭ-осложнений
Позиция клапана сердца	отсутствуют	присутствуют
Аортальная	2,0-3,0	2,5-3,5
Митральная	2,5-3,5	3,0-4,0

5. Методические рекомендации рассмотрены и рекомендованы ученым советом ФГБУ "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" СО РАМН 01 июля 2011 г., обновлены 14 января 2014 г.

Однако даже на фоне рекомендованной антитромботической терапии риск тромбоэмболических осложнений у пациентов, перенесших протезирование клапанов сердца, остается на уровне 1-2 %. Результаты большинства клинических исследований свидетельствуют о том, что риск тромбоза выше у пациентов с протезами митральных клапанов (по сравнению с протезами аортальных). Если для пациентов с искусственными аортальными клапанами возможен менее интенсивный режим антикоагулянтной терапии (с целевым МНО 2,0-3,0), то в случае с механическим протезом митрального клапана режим антикоагулянтной терапии должен быть достаточно интенсивным (с целевым МНО 2,5-3,5) 6 .

6. Vahanian A., Baumgartner H., Bax J. et al.; Task Force on the Management of Valvular Hearth Disease of the European Society of Cardiology; ESC Committee for Practice Guidelines. Guidelines on the management of valvular heart disease: The Task Force on the Management of Valvular Heart Disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 2007; 28 (2): 230-68.

Вне зависимости от типа используемого искусственного клапана риск тромбоза наиболее высок в первые несколько месяцев после операции - до завершения процессов эпителизации в месте имплантации протеза. Американские эксперты считают целесообразным удерживать МНО в рамках 2,5-3,5 в первые 3 мес. после операции даже для больных с искусственным аортальным клапаном 3 .

Кроме того, удержание МНО в более жестких рамках (2,5-3,5) рекомендуется ACC/AHA при наличии факторов высокого риска тромбоэмболизма вне зависимости от типа протеза и его локализации. К таким факторам относятся мерцательная аритмия, тромбоэмболия в анамнезе, дисфункция левого желудочка (ЛЖ), состояние гиперкоагуляции 7 .

В настоящее время существуют портативные аппараты для самостоятельного определения МНО (по типу систем для контроля уровня сахара у больных диабетом), которые помогают удерживать уровень МНО в необходимом диапазоне. Среди них зарекомендовал себя Coagucheck XS для самостоятельного проведения анализов и немедленного получения результатов ПТВ/МНО. Прибор позволяет получить точные результаты менее чем за минуту, используя при этом всего 8 мкл (одну каплю крови).

Тем не менее, независимо от выбранной стратегии антитромботического лечения после протезирования сердечных клапанов, принципиально важным остается регулярное наблюдение за пациентом, его обучение и тесное сотрудничество с лечащим врачом.

7. Butchart E.G. Antithrombotic management in patients with prosthetic valves: a comparison of American and European guidelines. Heart 2009;95: 430 436.

Это позволяет своевременно корректировать дозы препаратов, а также изменения их тромболитической активности в зависимости от особенностей питания, состояния функции печени и почек пациента.

Профилактика тромбоза у пациентов с биопротезами клапанов

Пациентам с биопротезами клапанов показана менее агрессивная антикоагулянтная терапия, поскольку в большинстве исследований риск тромбоэмболических осложнений у таких больных даже при отсутствии терпи антикоагулянтами составлял в среднем всего 0,7 %.

По мнению американских экспертов добавление варфарина может быть полезным при повышенном риске тромбоэмболий, но не рекомендуется рутинно всем пациентам. При использовании варфарина следует удерживать МНО в рамках 2,0-3,0, если протезирован аортальный клапан, и 2,5-3,5 — если митральный 3 .

Применение варфарина с целевым МНО 2,0-3,0 также может быть целесообразно в первые 3 мес. после операции и у больных с протезом митрального или аортального клапана без факторов риска, учитывая повышенную склонность к тромбообразованию в ранние сроки после протезирования клапана. Особые преимущества от такой стратегии получают пациенты с протезом митрального клапана 3 .

Таблица 2. Рекомендуемое значение МНО при биологических клапанах сердца

Позиция клапана сердца	Факторы риска ТЭ-осложнений
Позиция клапана сердца	отсутствуют	присутствуют
Аортальная	2,0-2,5	2,5-3,0
Митральная	2,5-3,0	3,0-3,5
Трикуспидальная	2,5-3,0	3,0-3,5

Однако европейские эксперты ESC полагают, что в настоящее время нет достаточно убедительных данных, подтверждающих необходимость длительной антитромботической терапии у пациентов с биопротезами сердечных клапанов, если у этих пациентов нет каких-либо дополнительных факторов риска 7 .

В европейском руководстве использовать варфарин у таких больных рекомендуется только на протяжении первых 3 мес. после операции (целевое МНО — 2,5).

Длительная (пожизненная) антикоагулянтная терапия у пациентов с биопротезами клапанов может быть целесообразной только при наличии факторов высокого риска (например, мерцательной аритмии; в меньшей мере таким фактором риска может выступать сердечная недостаточность с ФВ ЛЖ <30%), утверждается в руководстве ESC6.

Таким образом, и в отношении больных с биопротезами сердечных клапанов европейские эксперты рекомендуют более осторожную тактику антитромботической терапии, в то время как американские специалисты считают оправданным более агрессивный подход. В то же время в США более распространена тенденция минимизировать время нахождения пациента в стационаре и стоимость его лечения, поэтому американские врачи для профилактики тромбоэмболий предпочитают назначать пациентам с биопротезами препараты ацетилсалициловой кислоты. В Европе пока склонны удерживать пациента в стационаре дольше, если это требуется, и применять у данной категории больных варфарин, более требовательный к мониторингу показателей свертывания крови.

Одной из наиболее существенных проблем ведения таких пациентов в условиях отечественного здравоохранения является невозможность адекватного контроля показателей свертывания крови на фоне постоянного приема антикоагулянтов.

Именно показатель МНО рекомендован всеми международными руководствами как необходимый для обеспечения безопасности и эффективности терапии 7 .

Биологические протезы клапанов сердца

Кардиология:

Биологические протезы клапанов сердца (биопротезы, тканевые протезы) и их эффективность

Биологические протезы (называемые также тканевыми протезами, биопротезами) были разработаны для того, чтобы снизить риск тромбоэмболических осложнений, присущий всем механическим протезам, а также опасность и неудобства постоянного приема антикоагулянтов.

а) Свиные гетеротрансплантаты:

1. Каркасные свиные гетеротрансплантаты. Эти биологические протезы были разработаны как для митральной, так и для аортальной позиций. Каркасные свиные гетеротрансплантаты извлекают из животного целиком и широко используют в клинической практике начиная с 1965 г.. Полужесткие каркасы облегчают имплантацию и поддерживают трехмерное взаиморасположение листков. Сегодня широко используют 2 вида свиных гетеротрансплантатов. Протез Hancock, который фиксируют и хранят в глутар-альдегиде, имеет эластичный полипропиленовый каркас, укрепленный дакроновым покрытием. В меньших по размеру моделях для имплантации в аортальной позиции правая коронарная створка заменена на заднюю створку от другого клапана для уменьшения обструкции путей оттока, возникающей из-за выступа перегородки клапана.

Протез Carpentier-Edwards фиксирован под давлением и хранится в глутараль-дегиде, имеет элгилоевый каркас с тефлоновым покрытием для уменьшения выступа перегородки клапана. Протез Medtronic Intact хранится в глутаральдегиде, но фиксирован без давления, а для предотвращения кальцификации обработан толуидином. Показатели гемодинамики свиных гетеротрансплантатов аналогичны показателям низкопрофильных механических протезов соответствующих размеров.

В течение первых 3 мес после операции, пока пришивное кольцо покрывается эндотелием, для снижения риска тромбоэмболических осложнений необходимо назначение варфарина. После этого пациентам со свиными гетеротрансплантатами в аортальной позиции антикоагулянтная терапия не нужна (частота тромбоэмболических осложнений составляет 1-2 эпизода на 100 пациенто-лет). Если эти протезы устанавливают в митральной позиции у пациентов с синусовым ритмом, без СН или тромбов в ЛП или ушке ЛП, без эмболии в анамнезе до операции, то через 3 мес после операции антикоагулянты уже не нужны (частота тромбоэмболических осложнений составляет также 1-2 эпизода на 100 пациенто-лет). Эта частота сопоставима с той, которая наблюдается у пациентов с протезом St. Jude или другими механическими протезами, при которых пациенты получают антикоагулянты и поэтому подвержены риску кровотечений.

Маловероятно, что при любом типе протеза МК частота тромбоэмболических осложнений может быть ниже 0,5 эпизода на 100 пациенто-лет, т.к. некоторые эмболы при длительно существующих митральных пороках происходят из ЛП, а не из самого клапана.

У пациентов, которым МК заменили биологическим протезом и у которых в анамнезе есть указания на предшествующие эмболии, или во время операции обнаружен тромб в ЛП, или после операции остается ФП (30% пациентов с протезом МК), продолжают сохраняться высокий риск тромбоэмболий и необходимость приема антикоагулянтов. Это сводит на нет основное преимущество биологических протезов, поэтому у таких пациентов механические протезы предпочтительнее биологических.

Главный недостаток свиных гетеротрансплаптатов — ограниченный срок их службы. Такие осложнения, как разрывы створок, дегенерация тканей биологического протеза, отложение фибрина, деградация фиброзно-коллагеновых волокон, перфорация, фиброз и кальцификация, могут быть достаточно выраженными, и некоторым пациентам уже через 4-5 лет нужна повторная операция. Через 10 лет первичное разрушение тканей составляет в среднем 30%, затем процесс идет более интенсивно и через 15 лет, согласно некоторым исследованиям, сохранными остаются от 30 до 60% тканей. Было показано, что кальцификации и дегенерации протеза способствует гиперхолестеринемия. Замедлить этот процесс может комплекс мероприятий по вторичной профилактике.

Деградация клапана чаще происходит у биологических протезов в митральной позиции, чем в аортальной, по-видимому из-за более высокого давления закрытия АК. Вероятно, что со временем многие из имплантированных на сегодняшний день биологических протезов выйдут из строя, особенно у молодых пациентов. По существу, всем пациентам в возрасте до 60 лет, возможно, придется заменить протез. К счастью, биологические протезы не выходят из строя внезапно, как это часто происходит при разрушении конструкции или тромбозе механических протезов. Репротезирование биологического протеза необходимо, когда очевидна выраженная и/или быстро прогрессирующая деградация структуры протеза, т.е. до того, как операция станет экстренной. Повторная операция, которую выполняют у некоторых пациентов, может сопровождаться операционной летальностью 10-15%.

Для выявления ранних функциональных нарушений биологических протезов очень полезна двухмерная ЭхоКГ с цветовой допплерографией. ЧПЭхоКГ более чувствительна, чем ТТЭхоКГ в определении повреждения биологического протеза. Даже у пациентов без новых сердечных шумов или других признаков дисфункции биологического протеза ЭхоКГ следует выполнять регулярно, чтобы как можно раньше увидеть дисфункцию биологического протеза, — 1 раз в год в течение первых 5-6 лет после протезирования, а затем каждые 6 мес.

Частота деградации клапана коррелирует с возрастом: у пациентов старше 65 лет частота значительно ниже, чем у более молодых пациентов, особенно при имплантации протеза в аортальной позиции. У пациентов в возрасте > 65 лет, которым установлен свиной гетеротрансплантат, частота деградации структуры составляет < 10% в течение 10 лет. У детей и взрослых младше 35-40 лет разрушение протеза происходит катастрофически быстро, поэтому пациентам из этих возрастных групп устанавливать биологический протез не рекомендуется.

С другой стороны, при протезировании клапанов пациентам старше 70 лет разрушение биологического протеза наблюдается редко. Есть предположения, что биологические протезы имеют крайне ограниченный срок службы у больных с хронической болезнью почек, но результаты недавних исследований заставляют усомниться в правильности этого предположения.

Эндокардит искусственного клапана является серьезным осложнением операции и часто имеет тяжелое течение.

2. Бескаркасные свиные гетеротрансплантаты. Поскольку каркас протеза способствует обструкции и тем самым увеличивает нагрузку на створки, для установки протеза в аортальной позиции были разработаны бескаркасные свиные гетеротрансплантаты. В настоящее время эти биологические протезы используют все чаще, особенно у пациентов с небольшим диаметром корня аорты. К данной категории протезов относятся бескаркасные биологические протезы Toronto SPV (протез St. Jude Medical), Edwards и Medtronic Freestyle. По имеющимся данным, эти протезы обеспечивают более физиологический ток крови и имеют трансклапанные градиенты ниже, чем каркасные свиные гетеротрансплантаты, что потенциально ускоряет регрессию ГЛЖ и улучшает функцию ЛЖ. Пока достоверно не подтверждено, способствуют ли указанные характеристики увеличению продолжительности жизни пациента и продлению срока службы протеза, но предшествующие исследования говорят в пользу этого.

Есть надежда, что небольшие преимущества гемодинамики бескаркасных свиных гетеротрансплантатов выльются в более длительный срок их службы, чем у протезов на каркасе.

б) Перикардиальные гетеротрансплантаты для аортальных клапанов. Перикардиальные гетеротрансплантаты, в отличие от свиных, не извлекают у животного целиком, а изготавливают из фрагментов бычьего перикарда. Клапаны первого поколения имели высокую скорость преждевременной деградации, но современное поколение каркасных перикардиальных гетеротрансплантатов имеет длительный срок службы, эквивалентный или даже больший, чем у свиных гетеротрансплантатов. Так же, как и у каркасных свиных гетеротрансплантатов, скорость деградации перикардиальных гетеротрансплантатов крайне низка у пациентов 70 лет или старше, но выше риск развития стеноза в митральной позиции.

в) Аллотрансплантаты для аортальных клапанов. Аллотрансплантаты для АК получают от трупов, часто вместе с почками, обычно в течение 24 час после смерти донора. Аллотрансплантаты стерилизуют антибиотиками и консервируют при температуре -196°С для длительного хранения. Эти биологические протезы устанавливают непосредственно, без помещения в каркас, обычно в аортальную позицию. В этой позиции протез имплантируют субкоронарно или вместе с частью прикрепленной аорты замещают им корень аорты и реимплантируют КА в аллотрансплантат. Влияние аллотрансплантата на гемодинамику аналогично действию бескаркасных свиных гетеротрансплантатов и превосходит эффект каркасных свиных гетеротрансплантатов. Подобно свиным гетеротрансплантатам тромбогенность аллотрансплантатов низкая, но криоконсервирование дает эффект, сходный с деградацией, что подтверждается фактом снижения тромбогенности при использовании неконсервированных биологических протезов.

Метод субкоронарной имплантации имеет более высокую частоту развития АР на фоне искусственного клапана, и чаще становится необходимой повторная операция. Кроме того, имплантированный комплекс клапан-корень аорты подвергается тяжелой кальцификации, усложняя повторную операцию. Одно из преимуществ использования аллотрансплантатов заключается в отсутствии ранних эндокардитов, поэтому аллотрансплантаты широко используют при лечении эндокардита АК, в частности эндокардита в сочетании с болезнью корня аорты. Однако в рандомизированных исследованиях не было выявлено преимуществ аллотрансплантатов перед другими биологическими протезами при лечении эндокардита.

г) Аутотрансплантаты для аортальных клапанов:

1. Перикардиальные аутотрансплантаты. Собственный перикард пациента укрепляют каркасом прямо на операционном столе, затем устанавливают либо в аортальной, либо в митральной позиции. Этот тип биологического протеза отличается длительным сроком службы: среди 267 пациентов через 14 лет после изолированного протезирования АК у 85% не было выраженной деградации клапана, при которой нужно повторное протезирование (94% пациентов были старше 65 лет).

2. Легочные аутотрансплантаты. При операции Ross собственный ПК больного и прилегающий легочный ствол извлекают и используют для протезирования пораженного АК, часто в комплексе с прилежащей частью аорты и реимплантацией КА в аутотрансплантат. Затем на место ПК устанавливают донорский легочный или аортальный аллотрансплантат. Преимущества аутотрансплантатов: не тромбогенны; есть наблюдения, что у детей и подростков аутотрансплантат растет вместе с ними; очень низкий риск развития послеоперационного эндокардита; нет необходимости в назначении антикоагулянтов и самое важное — длительный срок службы протеза.

В ряде наблюдений была отмечена высокая частота стеноза донорского аллотрансплантата пульмонального клапана (ПК), возможно вследствие послеоперационной воспалительной реакции. Ткань ЛА адаптируется к аортальному давлению и обычно не подвержена дилатации. Однако эту операцию не следует выполнять пациентам с двухстворчатым клапаном и дилатацией корня аорты, т.к. ткань пересаженной ЛА под воздействием повышенного давления в аорте может подвергаться дегенерации, приводящей к значительной дилатации аутотрансплантата. Избежать этих осложнений помогает техника субкоронарной имплантации, при которой аутотрансплантат ПК пересаживают без корня аорты.

Имплантация аутотрансплантата пульмонального клапана (ПК) является операцией выбора для детей, подростков и молодых людей с ожидаемой продолжительностью жизни > 20 лет, особенно для молодых женщин, планирующих в дальнейшем беременность. Однако эта операция не всегда выполнима, т.к. она технически гораздо сложнее, чем простое протезирование АК. Операцию Ross должны выполнять только опытные хирурги.

Биологические клапаны. В верхнем ряду расположены каркасные свиные гетеротрансплантаты:
(A) Hancock; (Б) Carpentier—Edwards; (В) Medtronic Intact. В среднем ряду — бескаркасные свиные гетеротрансплантаты:
(Г) Medtronic Freestyle; (Д) Edwards Prima; (Е) St. Jude Medical (Toronto SPV).
В нижнем ряду — перикардиальные протезы: (Ж) Carpentier—Edwards; (З) Sorin Pericarbon; (И) аутотрансплантат. Деградация структуры биологических протезов.
(А) Клапанная недостаточность, связанная с кальцификацией (К) и дегенерацией коллагена.
(Б) Разрывы створки и перфорации. Эти процессы могут возникать независимо или быть синергичными. Оценка времени до деградации структуры протеза (ДСП) у пациентов после установки свиного гетеротрансплантата (А)
и протеза из бычьего перикарда (Б) аортального клапана.

Механические протезы клапанов сердца - показания, образование тромбов

Первое успешное протезирование клапанов сердца у человека было выполнено в 1960 г. Nina Braunwald, Harken, Starr и Edwards. В настоящее время доступны две большие группы искусственных клапанов (механические протезы и биологические протезы), предназначенных как для атриовентрикулярной (митральной и трикуспидальной), так и для аортальной позиций. Основные различия связаны с риском тромбоэмболий (выше у механических протезов) и структурного повреждения протеза (выше у биологических протезов).

Механические протезы подразеляют на 3 большие группы: двухлепестковые, поворотно-дисковые и шариковые. Двухлепестковые механические протезы являются наиболее часто имплантируемыми протезами благодаря их низкой массе, плоскому профилю и превосходной гемодинамике. Двухлепестковый механический протез St. Jude — в настоящее время самый распространенный протез во всем мире. Протез покрыт слоем пиролитического углерода и имеет два полукруглых диска, которые поворачиваются из открытого положения в закрытое и обратно без поддерживающих распорок.

Протез имеет хорошие характеристики потока и обеспечивает более низкий трансклапанный градиент давления при любом внешнем диаметре протеза и объеме СВ, чем шариковый и поворотно-дисковый механические протезы. Механический протез St. Jude имеет особенно благоприятные гемодинамические характеристики при небольших размерах сердца, поэтому он особенно удобен для использования у детей. Тромбогенность этого протеза в митральной позиции может быть меньше, чем других клапанных протезов, однако, как и при других механических протезах, необходима пожизненная антикоагулянтная терапия. Разновидность механического протеза St. Jude — протез CarboMedics, который также является двухлепестковым, имеет титановый корпус, покрытый слоем пиролитического углерода, может поворачиваться, не мешая подклапанным структурам.

В настоящее время используют два вида поворотнодисковых механических протезов. Протез Omniscience, следующее поколение протеза Lillehei—Kaster с вращающимся диском, состоит из титанового каркаса с пришивным, покрытым полиэстеровым материалом кольцом, в котором укреплен диск, покрытый слоем пиролитического углерода. В открытой позиции диск отклоняется под углом 80°, создавая большое центральное отверстие для тока крови.

Протез Medtronic-Hall имеет такую же конструкцию из титанового каркаса и тефлоновое пришивное кольцо; его тонкий, покрытый слоем пиролитического углерода вращающийся диск имеет центральное отверстие, позволяющее улучшить гемодинамику. Тромбогенность этого механического протеза весьма низкая — менее 1 эпизода на 100 пациенто-лет в митральной позиции, а производительность в долгосрочной перспективе отличная. Как двухлепестковые, так и поворотно-дисковые механические протезы ассоциируются с небольшой (5-10 мл/уд) допустимой регургитацией. Все механические протезы имеют характерные аускультативные признаки.

Шариковый механический протез Starr-Edwards — старейший искусственный клапан. Седло клапана изготовлено из силикона, шарик — из сплава Stellite, пришивное кольцо — из тефлона/полипропилена. Недостаток протеза Starr-Edwards — громоздкость ограничительных структур клапана, поэтому он не подходит для митральной позиции у пациентов с небольшой полостью ЛЖ, для аортальной позиции у пациентов с малым кольцом АК и тех, кому нужен комбинированный протез клапан-дуга аорты. У небольшого количества пациентов данный клапан вызывает гемолиз, который может быть значительным и стать клинически важным, если развивается околоклапанная регургитация.

При малых размерах протез Starr-Edwards может вызвать легкую обструкцию, и частота тромбоэмболии при нем несколько выше, чем у поворотно-дисковых или двухлепестковых механических протезов.

Прочность и тромбогенность механических клапанов сердца. Все механические искусственные клапаны имеют длительный срок службы: до 40 лет у протезов Starr-Edwards и более 25 лет у протезов St. Jude. При механическом протезе в митральной позиции околоклапанная регургитация возникает чаще, чем при биологическом. При любых механических протезах риск тромбозов и тромбоэмболий больше в митральной позиции, чем в аортальной, и пациентам с протезом МК, как правило, назначают более высокие дозы варфарина.

Пациентам с любым механическим протезом независимо от его конструкции или позиции нужен длительный прием антикоагулянтов и аспирина из-за риска развития тромбоэмболий, который наиболее высок в первый год после операции. Без антикоагулянтов и аспирина частота тромбоэмболий в 3-6 раз выше, чем при приеме надлежащих доз этих препаратов. Тромбоз механического протеза наблюдается очень редко, но затрудняет работу искусственного клапана и может привести к летальному исходу.

Прием варфарина следует начинать через 2 дня после операции, МНО должно быть в пределах от 2,0 до 3,0 у пациентов с двухлепестковым механическим протезом и протезом Medtronic-Hall в аортальной позиции. У пациентов с высоким риском развития тромбоза (например, с ФП, предшествующей тромбоэмболией), у пациентов с другими механическими протезами в аортальной позиции и при всех типах протезов в митральной позиции МНО должно быть от 2,5 до 3,5. Вероятность кровотечения на фоне приема антикоагулянтов при таком относительно консервативном подходе снижается, при этом частота тромбоэмболий не выше, чем при МНО от 3,0 до 4,0. Антитромбоцитарные средства без антикоагулянтов не обеспечивают адекватную защиту.

Однако добавление аспирина в дозе от 80 до 150 мг/сут к варфарину может снизить риск развития тромбоэмболии, поэтому аспирин следует назначать всем пациентам с искусственными клапанами. Этот подход незначительно увеличивает риск кровотечений, но соотношение риска и пользы благоприятное.

Тромбоз искусственного клапана следует заподозрить при внезапном появлении одышки и приглушении тонов сердца или при появлении новых шумов при аускультации. Это серьезное осложнение диагностируют с помощью двухмерной ЧПЭхоКГ и ДЭхоКГ. При отсутствии высокого хирургического риска методом выбора для лечения тромбоза клапанов левой половины сердца является экстренная операция, если есть симптомы СН III—IV ФК NYHA или массивное тромботическое поражение (крупный тромб). При тромбозе клапана правой половины сердца, тромбозе клапана левой половины сердца с образованием тромба небольшого размера и при наличии только легкой симптоматики целесообразно проведение фибринолиза. После фибринолитической терапии следует вводить гепарин в/в и назначить аспирин, пока МНО не достигнет терапевтического уровня.

Следует признать, что применение варфарина само по себе несет риск заболеваемости и смерти, т.е. приводит к серьезным кровотечениям с частотой 0,2 и 2,2 эпизода на 100 пациенто-лет соответственно. Несмотря на проведение антикоагулянтной терапии, тромболитические осложнения даже при лучших механических протезах приводят к летальным исходам с частотой 0,2 случая на 100 пациенто-лет, а нефатальные осложнения составляют 1,0-2,0 эпизода на 100 пациенто-лет при АК и 2,0-3,0 случая при МК.

Особо опасное осложнение — тромбоз клапана — наблюдается с частотой 0,1% в год в аортальной позиции и 0,35% в год в митральной позиции. Частота тромбоза механических протезов в трикуспидальной позиции достаточно высока, поэтому в данной позиции предпочтительнее использовать биологические протезы. Частоту тромбоэмболий у пациентов с повторными тромбозами в анамнезе при наличии искусственного клапана можно уменьшить, заменив механический протез на биологический.

Механические протезы всегда вызывают легкий гемолиз, но он не столь выражен, чтобы иметь важное клиническое значение, если только у пациента не развивается околоклапанная регургитация.

Механические протезы клапанов сердца:
(А) Шариковый протез Starr—Edwards. (Б) Протез Omniscience.
(В) Протез Medtronic—Hall. (Г) Двухлепестковый протез St. Jude.
(Д) Двухлепестковый протез CarboMedics. Аускультативная характеристика различных протезированных клапанов в аортальной и митральной позициях со схематическими диаграммами нормальных данных и описанием патологических данных.
АС — закрытие аортального клапана; CS — щелчок закрытия; DM — диастолический шум;
МС — закрытие митрального клапана; МО — открытие митрального клапана;
OS — щелчок открытия; SEM — систолический шум изгнания.

Советы по выбору искусственного клапана сердца для протезирования

Большинство сравнений механических и биологических протезов свидетельствуют о близких результатах с точки зрения ранней и поздней послеоперационной смертности, развития эндокардита искусственного клапана и других осложнений, а также о необходимости повторной операции в течение 5 лет после первого вмешательства. Как уже отмечалось, между данными протезами нет значительных различий в показателях гемодинамики, за исключением того, что при необычно маленьком объеме ЛЖ или диаметре кольца МК либо АК лучшие результаты показывают низкопрофильные механические поворотно-дисковые протезы St. Jude и CarboMedics и биологические протезы.

Для пациентов с небольшим кольцом АК предпочтительнее бескаркасные аллотрансплантаты, гетеротрансплантаты или легочные аутотрансплантаты. В целом исход протезирования зависит от дооперационных факторов (возраст, функция ЛЖ, наличие КБС или сопутствующих заболеваний) в большей степени, чем от самого протеза.

Основная задача при выборе протеза — сопоставить преимущества (долговечность) и недостатки (риск тромбоэмболий и прием антикоагулянтов), свойственные механическим клапанам, с одной стороны, с преимуществами (низкая тромбогенность) и недостатками (недолговечность) биологических протезов — с другой. Hammermeister и соавт. проанализировали результаты протезирования МК и АК через 15 лет у 575 мужчин, которым были установлены либо механические, либо биологические протезы.

Пациенты с механическим протезом имели лучшую выживаемость по сравнению с теми, кому установили биологический, главным образом из-за часто возникающей деградации биологического протеза (особенно у пациентов моложе 65 лет). Значительно повышенная смертность среди пациентов с биологическими протезами была связана с повторной операцией, при которой смертность примерно в 2 раза выше, чем при первой. Искусственный клапан после протезирования МК не влиял ни на послеоперационную выживаемость, ни на развитие ассоциированных с протезом осложнений, включая эндокардит, тромбоз протеза и системную тромбоэмболию. Как и ожидалось, частота кровотечений, связанных с приемом антикоагулянтов, была выше у пациентов с механическими протезами.

У таких пациентов выше частота околоклапанной регургитации в митральной позиции и предрасположенность к этому осложнению в аортальной позиции. В проведенном в Эдинбурге рандомизированном исследовании, в котором сравнивали механические протезы и свиные гетеротрансплантаты, показатели актуарной выживаемости и клапан-опосредованных осложнений были достоверно лучше при механических протезах. Результаты ретроспективных когортных анализов совпадают с данными исследований, поэтому механические протезы, обычно двухлепестковые, являются протезами выбора для большинства пациентов моложе 65 лет.

Биологические протезы следует устанавливать в следующих случаях:
(1) у пациентов с сопутствующими заболеваниями и предрасположенностью к кровотечениям, поэтому плохо переносящих антикоагулянты (например, с геморрагическим диатезом, кишечными полипами, ангиодисплазией);
(2) у пациентов, которым не показан постоянный прием антикоагулянтов, или которые не хотят регулярно их принимать, или живущих в развивающихся странах, где им невозможно обеспечить регулярный мониторинг;
(3) у пациентов старше 65 лет, у которых дегенерация биологических протезов происходит очень медленно, у тех, у кого предполагаемая длительность жизни меньше срока службы биологического протеза и кто в силу своего возраста имеет высокий риск кровотечений при приеме антикоагулянтов;
(4) у пациентов с небольшим диаметром кольца АК, у которых бескаркасный биологический протез может улучшить гемодинамику;
(5) у молодых женщин, желающих родить ребенка, которым показано протезирование АК.

Сравнение показателей смертности после протезирования аортального клапана механическим протезом Bjork—Shiley и свиным гетеротрансплантатом.

а) Искусственный клапан сердца и беременность. Женщины с искусственными клапанами могут хорошо переносить гемодинамическую нагрузку, связанную с беременностью, но состояние гиперкоагуляции во время беременности увеличивает риск тромбоэмболий у пациенток с механическими протезами.

Антикоагулянты отменять не следует, хотя в случае приема антикоагулянтов во время беременности увеличен риск фатальных кровотечений у плода. Существует также риск развития пороков у плода, вероятно в результате тератогенного действия варфарина.

Эти проблемы свидетельствуют о целесообразности использования биологических протезов у всех женщин детородного возраста, но в связи с ограниченным сроком службы этих протезов установка их молодым пациенткам неприемлема. В связи с этим необходимо приложить все усилия, чтобы отсрочить замену клапана до рождения ребенка.

У беременных женщин с критическим митральным или аортальным стенозом следует рассмотреть возможность проведения баллонной вальвулопластики, а у пациенток с МР альтернативой протезированию должно быть восстановление МК. Женщинам детородного возраста с механическим протезом нужно советовать воздерживаться от беременности.

Однако если у женщины с механическим протезом наступила беременность, необходимо соотнести риск развития пороков у плода при использовании пероральных антикоагулянтов с возможностью нарушения процесса коагуляции при отказе от их приема.

Применение антикоагулянтов у беременных женщин с механическим протезом остается дискуссионным вопросом. Все согласны, что целью является непрерывная, эффективная, контролируемая антикоагулянтная терапия и предотвращение развития пороков у плода. У беременных пациенток, получающих варфарин, пероральную терапию отменяют на 36-й неделе беременности и заменяют непрерывным в/в введением нефракционированного гепарина.

Введение гепарина должно быть прекращено при начале родовой деятельности и возобновлено (в комплексе с варфарином) через несколько часов после родов. Между 1-й и 36-й неделями беременности возможны следующие варианты:
(1) продолжать пероральный прием варфарина для поддержания терапевтического уровня МНО;
(2) заменить варфарин с 6-й по 12-ю неделю (когда риск развития пороков плода наиболее высок);
(3) во время всей беременности непрерывно вводить соответствующую дозу гепарина в/в либо п/к или вводить низкомолекулярный гепарин п/к.

Ключевой принцип ведения таких пациенток — обеспечить непрерывную антикоагулянтную терапию с соблюдением адекватной дозы, регулярным контролем активированного частичного тромбопластинового времени (АЧТВ) (для нефракционированного гепарина), МНО (для варфарина) или фактора свертывания антиХа (для низкомолекулярного гепарина).

б) Хирургические операции у пациентов с искусственным клапаном сердца. Когда пациенту с искусственным клапаном, принимающему антикоагулянты, нужно некардиохирургическое вмешательство, вероятность развития осложнений зависит от типа клапана, его локализации и сопутствующих ФР. Пациентам с изолированным протезированием АК и без сопутствующих ФР антикоагулянты отменяют за 1-3 дня до операции и возобновляют введение как можно раньше после операции, не прибегая дополнительно к терапии гепарином. Однако если высок риск тромбоэмболии, гепарин начинают вводить в/в при снижении уровня МНО до 2,0 и продолжают введение до тех пор, пока не будут достигнуты целевые терапевтические значения.

К группе высокого риска относятся пациенты с механическим протезом МК, ФП, эпизодами тромбоэмболий в анамнезе, дисфункцией ЛЖ, гиперкоагуляцией, клапаном старого поколения, имеющим тенденцию к тромбированию, механическим протезом в трикуспидальной позиции или несколькими механическими протезами. Некоторые специалисты в указанных случаях предлагают п/к введение низкомолекулярного гепарина, но данный подход является спорным.

в) Выбор искусственного клапана сердца для протезирования у детей и подростков. У детей и подростков биологические протезы деградируют чрезвычайно часто, и для данных групп установка таких протезов фактически противопоказана. У молодых людей в возрасте от 25 до 35 лет деградация биологических протезов происходит немного чаще, чем в более старшей возрастной группе, что служит относительным, но не абсолютным противопоказанием к их применению в этой возрастной группе.

У детей, несмотря на необходимость приема антикоагулянтов, предпочтительнее механический протез (обычно St. Jude), учитывая его благоприятную гемодинамику и достоверную долговечность. Если пациенту планируют протезирование АК, отличной альтернативой механическому протезу служит легочный аутотрансплантат, но при наличии бригады квалифицированных хирургов.

г) Выбор искусственного клапана сердца для пациентов на постоянном гемодиализе. Исследования показали высокую частоту деградации биологических протезов у пациентов, находящихся на постоянном гемодиализе. Однако результаты некоторых исследований говорят о сходной выживаемости пациентов с биологическим и механическим протезом, но во втором случае отмечен неприемлемо высокий уровень инсультов и массивных кровотечений. В связи с этим в последних рекомендациях уже не предлагают использовать механические протезы для данной группы пациентов, но окончательное решение лечащий врач принимает в отношении каждого пациента индивидуально.

д) Советы по протезированию трехстворчатого клапана. Наиболее высок риск тромбоза для всех видов протезов в трикуспидальной позиции из-за более низкого давления и наименьшей скорости кровотока. Самый высокий риск развития этого осложнения при поворотно-дисковых механических протезах, средний риск — при шариковых механических протезах, самый низкий — при биологических протезах, что делает их протезами выбора для трикуспидальной позиции. К счастью, в этой позиции биологические протезы имеют намного меньшую скорость деградации, чем в аортальной и митральной позициях.

Читайте также: