Konstgjord hjärtklaff

En konstgjord hjärtklaff  är en anordning som ska implanteras i hjärtat på en patient med hjärtklaffsjukdom .

Vid sjukdom eller dysfunktion på grund av patologisk utveckling av en av hjärtats fyra klaffar, kan lösningen för att återställa dess arbetsförmåga vara att ersätta den naturliga klaffen med dess protes. Detta kräver vanligtvis öppen hjärtoperation.

Klaffarna är en integrerad del av det mänskliga hjärtats normala fysiologiska funktion . Hjärtats naturliga klaffar utvecklas till former som funktionellt stöder det enkelriktade blodflödet från en kammare i hjärtat till en annan.

Bland konstgjorda hjärtklaffar sticker mekaniska och biologiska strukturer ut. Andelen implanterade bioklaffar och mekaniska proteser under de senaste åren i världens kliniska praxis är 45 % respektive 55 % [1] .

Mekaniska konstgjorda hjärtklaffar

Befintliga modeller av mekaniska konstgjorda hjärtklaffar kan delas in i kronblad och klaff. De senare är uppdelade i axelsymmetriska (med translationsrörelsen av låselementet, roterande skiva och tvåbladiga ) ventiler och trebladiga (helst fullt flöde) ventiler.

Långvarig (sedan slutet av 1950-talet) världserfarenhet av användning av mekaniska hjärtklaffproteser har utgjort följande krav för dem [2] :

Reed ventil

Kronbladsventilen genom sin design imiterar strukturen hos naturliga hjärtklaffar i största utsträckning, men används mycket mindre ofta än andra typer av proteser. För det första används inte föråldrade konstruktioner av tungventiler på grund av en betydligt högre sannolikhet för komplikationer (upp till fullständig förstörelse av ventilen). Risken för komplikationer efter implantation av moderna vassventiler är mycket lägre, men komplexiteten i deras design och behovet av att använda dyra material i tillverkningen gör dem mycket dyrare än andra proteser.

Axisymmetriska ventiler

Tre grupper av axisymmetriska konstgjorda mekaniska proteser av hjärtklaffar av ventiltyp är kända: klaffar med translationell rörelse av låselementet ( kula , halvsfäriska, linsformiga, etc.), roterande disk- och bikuspidalklaffar .

Alla dessa proteser har samma funktionsprincip och sammansättningen av strukturella element: ett låselement, en begränsare för rörelsen av detta element, samt en symanschett för fixering av protesen. Låselementet rör sig passivt beroende på förändringen i trycket i hjärtkamrarna under hjärtcykeln . När trycket uppströms ventilen överstiger trycket nedströms, öppnas stängningselementet och blod strömmar genom ventilen. Med ett omvänt tryckfall stänger stängningselementet ventilöppningen och förhindrar uppstötning av blod .

Ventiler med translationell rörelse av låselementet

En ventil med en translationell rörelse av låselementet är en protes där låselementet i form av en kula, halvklot, lins, kon , bikonvex och konkav lins , disk under diastole pressas mot protesens säte och förhindrar uppstötningar av blodflödet in i hjärtats ventrikel . Under systole rör sig det blockerande elementet till toppen av sin limiter och blodet lämnar ventriklarna fritt.

Den första i skapelsetiden och den vanligaste var kulventilen  - en protes där låselementet gjordes i form av en kula. Kulventiler var vanligast på 60-70-talet av XX-talet (flera hundra tusen implanterade ventiler). Mer än trettio år av långsiktiga resultat tillåter användning av kulventiler som standard för att utvärdera proteser av andra konstruktioner.

Kulventiler har en kropp med ett säte och en påsydd manschett, ett låselement i form av en kula och slagbegränsare (fötter) associerade med kroppen. Under påverkan av tryckskillnaden i hjärtkamrarna som är åtskilda av protesen, rör sig det sfäriska elementet antingen bort från sadeln på ett avstånd som bestäms av fötterna som begränsar kursen, eller gränsar till sadeln, vilket förhindrar bloduppstötning .

Övergången av utvecklare till icke-sfäriska låselement i slutet av 1960-talet förklaras av önskan att minska protesens profil, bevara hjärtkamrarnas användbara volym och förbättra blodflödet runt själva låselementet.

Fjärilsventil

Ett utmärkande drag för roterande skivproteser var utformningen av låselementet i form av en skiva, gångjärnsförsedd i protesens cylindriska kropp, med möjlighet att rotera skivan runt en axel placerad i kroppens plan.

På grund av goda hydrodynamiska egenskaper, låg profil och slitstyrka var de mest efterfrågade i klinisk praxis 1970-1980, och de bästa utländska och inhemska modellerna av proteser av denna design används för närvarande framgångsrikt.

Fjärilsventil

En utmärkande egenskap hos bicuspid hjärtklaffproteser är utformningen av låselementet i form av två symmetriskt placerade halvcirkelformade broschyrer, som är fästa på protesramen med hjälp av en gångjärnsförbindning.

För närvarande är bikuspidalproteser de mest populära inom hjärtkirurgi.

Trikuspidalklaff

Biologiska konstgjorda hjärtklaffar

Biologiska konstgjorda hjärtklaffar - en protes som delvis består av icke-levande, speciellt bearbetade vävnader från en person eller ett djur.

I terminologin relaterad till bioprotetik finns det begrepp av latinskt ursprung: heterogen - heterogen, homogen - homogen, xenogen - hänvisar till en annan biologisk art, allogen - hänvisar till en annan individ av samma biologiska art, autogen - isolerad från individen själv, graft - transplantation. Följaktligen, vid transplantation mellan olika arter, till exempel från djur till människa (vanligtvis gris- eller nötkreaturssnitt), används termen "xenograft", vid transplantation från en och samma person från en position till en annan, termen "autotransplantat" , vid transplantation från person till person - "homograft".

Utvecklingen och användningen av biologiska hjärtklaffsersättningar (biocpapaner) började i mitten av 1950 -talet , men den huvudsakliga utvecklingen ägde rum två decennier senare. Deras användning i klinisk praxis är förknippad med nackdelarna med deras mekaniska konkurrenter : tromboemboliska komplikationer, behovet av livslång antikoagulering , protetisk endokardit och akuta dysfunktioner. Tvärtom bildar biologiska substitut en blodflödesstruktur nära fysiologisk, har låg trombogenicitet, tillåter i de flesta fall att undvika antikoagulantiaterapi, och den gradvisa utvecklingen av deras dysfunktioner gör det möjligt att utföra en andra operation på ett planerat sätt.

Utvecklingen av bioproteser för det kardiovaskulära systemet fortsätter huvudsakligen i två riktningar: den första är utvecklingen av designen av rambioproteser, den andra är förbättringen av teknologier för strukturell stabilisering av biologisk vävnad.

Strukturell stabilisering av biologisk vävnad

Stabiliteten av kollagenstrukturen hos biologiska proteser över tid (grunden för deras långsiktiga drift) uppnås genom att bevara den naturliga arkitekturen hos biologisk vävnad under dess kemiska bearbetning och konservering. Samtidigt löses uppgifterna att öka kollagenets motståndskraft mot enzymatisk och mekanisk förstörelse, förhindra cellulära och immuneffekter från mottagarens kropp , minska stresskoncentrationszoner under fixering av den biologiska delen av protesen på ramen . [3] .

Stabilisering av biologisk vävnad utförs genom dess kemiska behandling med ämnen som bildar intramolekylära och intermolekylära tvärbindningar med aminosyror i kollagenmolekyler [ 4] [5] . Kemiska medel förhindrar också förkalkning och bevarar de elastiska egenskaperna hos den biologiska vävnaden, och olika metoder för sterilisering och konservering säkerställer bevarandet av biomaterialets morfologiska integritet och funktionella användbarhet som uppnås under dess stabilisering [4] .

Inramade bioklaffar i hjärtat

Skelettbiologiska hjärtklaffar är en protes där icke-levande, speciellt biologiskt behandlade vävnader fixeras på en stödram (stent) täckt med syntetiskt tyg.

De föreslogs först 1967 [6] , och senare, förutom att förbättra metoderna för att stabilisera biologisk vävnad, förbättrade de designen och egenskaperna hos stödramar för att fixera deras biologiska del.

Inledningsvis användes en styv stödram, vilket ledde till att protesen lossnade längs linjen för infästning av kommissurerna till dess stolpar, och i ett antal fall till brott på själva broschyrerna. Det visade sig att belastningar på bioprotesens broschyrer under fixering i ramen bidrar till utvecklingen av utmattningsskador på kollagenfibrer i mitten av broschyrerna och på platserna för fixering av kommissurerna - det vill säga mekaniska och biologiska skadliga faktorer summeras upp [4] .

För att minska belastningen på bioklaffbladen används för närvarande flexibla ramar i stor utsträckning som håller en styv ring vid basen. Spänningen i deras ventiler jämfört med en stel ram minskade i in vitro-experiment med 90 %. Kända flexibla ramar gjorda av stål av olika kvaliteter, titanlegeringar, samt kombinerade metall- och polymerkonstruktionselement [4] [7] .

Ramlösa hjärtbioklaffar

Valvulär homograft

Vascular valvular homograft ("homograft" från lat.  homo - en person, eller lat.  homogeneus - homogen, och lat.  graft  - transplantation , protes ) - en implanterbar protes, som helt eller delvis består av icke-levande, speciellt bearbetade mänskliga vävnader inklusive hjärtklaffar .

Tissue engineering bioventiler

Anteckningar

  1. ↑ Schoen FJ Patologi av hjärtklaffsubstitution med mekaniska proteser och vävnadsproteser // I: Silver MD, Gotlieb AL, Schoen FJ redaktörer. kardiovaskulär patologi. Philadelphia (PA): Churchill Livingstone. - 2001. - S. 629-677.
  2. ↑ Orlovsky, 2007 , sid. 40.
  3. ↑ Dzemeshkevich S. L., Stevenson L. W. Sjukdomar i mitralisklaffen. Funktion, diagnos, behandling. - M . : Geotar Medicin, 2000. - 287 sid. - 2000 exemplar.  - ISBN 978-5-9231-0029-7 .
  4. ↑ 1 2 3 4 Malinovsky N. N., Konstantinov B. A., Dzemeshkevich S. L. Biologiska hjärtklaffproteser. - M. : Medicin, 1988. - 256 sid.
  5. ↑ Carpentier A., ​​Lemaigre G., Robert L. et al. Biologiska faktorer som påverkar långtidsresultat av valvulära heterotransplantat // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 1969. - Vol. 58, nr 4. - S. 467-483.
  6. ↑ Geha A. Utvärdering av nyare hjärtklaffproteser // I: Roberts AG, Conti CR: Current Surgery of the Heart. — London. Lippincott Comp., 1987, sid. 79-87.
  7. ↑ Fursov B. A. Bioprotetik av hjärtklaffar: Sammanfattning av avhandlingen. dis. … Dr. med. Sciences - M., 1982. 

Litteratur

  • Verbovaya T. A., Gritsenko V. V., Glyantsev S. P., Davydenko V. V., Belevitin A. B., Svistov A. S., Evdokimov S. V., Nikiforov V. S. Inhemska mekaniska proteser hjärtklaffar (tidigare och nuvarande skapelse och kliniska tillämpningar). - St Petersburg. : Nauka, 2011. - 195 sid. - 1000 exemplar.  — ISBN 978-5-02-025450-3 .
  • Orlovsky P. I., Gritsenko V. V., Yukhnev A. D., Evdokimov S. V., Gavrilenkov V. I. Konstgjorda hjärtklaffar. - St Petersburg. : OLMA Media Group, 2007. - 448 sid. - 1500 exemplar.  - ISBN 978-5-373-00314-8 .