Мировой опыт протезирования клапанов сердца имеет уже более чем полувековую историю и исчисляется на сегодняшний день сотнями тысяч операций, выполненных хирургами нескольких поколений в различных странах [1, 2]. В настоящее время мировой рынок представлен широким выбором биопротезов клапанов сердца. Однако при всем разнообразии опорных каркасов, технологий моделирования и особенностей предимплантационной обработки, все эти протезы объединяет одно общее свойство - консервация глутаровым альдегидом. Известно, что воздействие глутарового альдегида на биоматериал приводит в отдаленном периоде к его кальцификации с развитием клинически выраженных дисфункций биопротезов [3].

В связи с этим одним из приоритетных направлений является поиск способов повышения резистентности биопротезов клапанов сердца к кальцификации [4-6].

В Кемеровском кардиологическом центре работы в этом направлении были начаты в конце 80-х годов XX века и завершились созданием нового поколения биологических клапанов сердца, консервированных диглицидиловым эфиром этиленгликоля [8]. Ранее в экспериментальных исследованиях установлена высокая резистентность эпоксиобработанного биологического материала к кальцификации [7, 8], а к настоящему времени в нашем центре уже накоплен уникальный 20-летний опыт клинического использования каркасных ксеноаортальных эпоксиобработанных биопротезов КемКор и ПериКор [9, 10]. Собственные результаты позволяют в полной мере оценить преимущества и недостатки функционирования эпоксиобработанных биопротезов в организме реципиентов в отдаленные сроки наблюдения.

Цель работы - клинико-морфологическое изучение причин дисфункций эпоксиобработанных каркасных биологических протезов клапанов сердца КемКор и ПериКор, имплантированных в митральную позицию пациентам с приобретенными пороками сердца.

Для мониторинга результатов клинического использования биопротезов в 2006 г. была разработана специализированная база данных реципиентов биопротезов КемКор и ПериКор, впоследствии интегрированная в систему МЕДПОРТАЛ в рамках создания единой электронной истории болезни НИИ КПССЗ СО РАМН.

Регистрация в базе данных начинается с момента первичного обращения в клинику и включает персональные данные пациента, основной и сопутствующие диагнозы, результаты инструментальных методов исследования, идентификационные данные имплантируемого протеза, осложнения госпитального периода. База данных позволяет также регистрировать информацию о формировании дисфункции с указанием ее причины и сроков развития, содержит макроскопическое описание удаленного протеза и результаты его гистологического исследования.

В период с 1991 г. по декабрь 2009 г. эпоксиобработанные биологические протезы КемКор и ПериКор были имплантированы в митральную позицию 368 больным (136 мужчин, 232 женщины) в возрасте от 13 до 73 лет (средний возраст 52,6±8,7 года). Средний функциональный класс по классификации NYHA составил 3,4.

Наиболее распространенным этиологическим фактором формирования пороков явилась ревматическая болезнь сердца, на долю которой приходилось до 70% от всех причин. Инфекционный эндокардит был диагностирован в 17% случаев. Другие причины поражений митрального клапана встречались существенно реже.

Всего исследовано 89 протезов, эксплантированных при повторных операциях, выполненных с 1997 г. по декабрь 2012 г. Эпоксиобработанные каркасные биологические протезы КемКор (n=67) и ПериКор (n=22) (ЗАО «НеоКор», Кемерово) были имплантированы в митральную позицию и удалены вследствие развития дисфункции. Каждый биопротез после удаления отмывали от крови и фиксировали в 10% нейтральном растворе формалина. По истечении суток протезы фотографировали, затем выполняли детальное макроскопическое описание удаленного протеза. Парафиновые срезы образцов створок биопротезов толщиной 7-10 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван-Гизону и дифференциальной окраской на бактерии по Граму-Вейгерту.

Средний срок наблюдения составил 9,3±3,5 года, общий объем наблюдения - 2432 пациенто-лет, актуарный показатель отсутствия повторных операций к 20 годам наблюдения, рассчитанный по методу Каплана-Мейера [11], - 43%.

Выполнено 89 повторных операций, связанных с возникновением дисфункций биопротезов в митральной позиции в сроки от 6 дней до 18 лет с момента его имплантации. Лидирующее место в структуре причин дисфункций занимала первичная тканевая дегенерация, связанная с кальцификацией биологической ткани протеза, - 44 (49,4%) случая.

Макроскопически кальциевые депозиты представляли собой белесовато-желтоватые отложения, расположенные на поверхности и/или в толще створчатого аппарата биопротеза. Кальцификаты частично или полностью замещали биологическую ткань протеза, что в большинстве случаев приводило к разрушению отдельных участков тела створки или тотальной ее деструкции.

В зависимости от локализации депозитов кальция разрывы и разрушения биологического материала наблюдали в области комиссур, свободного края или купола створки (рис. 1, а, б, на цв. вклейке).

Первичную тканевую дегенерацию без кальцификации наблюдали в 11 (12,4%) случаях, что проявлялось отрывами створок от опорного каркаса в области комиссур, разрывами по свободному краю, наличием перфораций различных размеров и форм в куполе и теле створок или их комбинацией (рис. 2, а, б, на цв. вклейке).

В данной категории дисфункций также встречались разрывы по свободному краю и перфорации в куполе створок вследствие как локальных истончений, так и усталостных деформаций биологической ткани в процессе функционирования. Микроскопически в интактных участках створок наблюдали сохранность деления на слои, извитость и компактное расположение волокон коллагена (см. рис. 2, в, на цв. вклейке).

В 2 (2,3%) случаях причиной возникновения дисфункции явился тромбоз, что макроскопически выражалось наличием белесоватых рыхлых по консистенции наложений со стороны выводного отдела протеза, свободно отделяющихся от биологической ткани (рис. 3, а, на цв. вклейке).

Неструктурные дисфункции биопротезов также встречались в 2 (2,3%) случаях и были связаны с наличием гемодинамически значимых паравальвулярных фистул при неизмененной запирательной функции биопротеза. При гистологическом исследовании выявляли сохранность деления створки на слои, извитость и компактное расположение коллагеновых волокон, что в целом характеризовало состояние биологической ткани протеза как удовлетворительное.

Наиболее интересную группу представляли дисфункции биопротезов, формирование которых было связано с наличием воспалительного процесса (n=30). Признаки классического протезного эндокардита с визуально дифференцируемыми вегетациями или тромбовегетациями выявлены в 22 (24,7%) случаях. Макроскопически створки протезов выглядели уплотненными, с наличием рыхлых серовато-коричневатых наложений на поверхности, частично или полностью обтурирующих просвет протеза (рис. 4, а, б, на цв. вклейке).

Кроме того, в 8 (9%) случаях дисфункций биопротезов наряду с кальцификатами, визуализируемыми макроскопически (рис. 5, а, на цв. вклейке), при проведении гистологического исследования дополнительно дифференцировали лейко-, лимфоцитарные инфильтраты и/или колонии бактерий (см. рис. 5, б, на цв. вклейке), что также указывало на наличие воспаления.

Можно дискутировать о том, что протезный эндокардит в ряде случаев является вторичным по отношению к дисфункции, обусловленной первичной тканевой дегенерацией. Предшествующие дегенеративные изменения створок биологического клапана и возникающие в связи с этим нарушения внутрисердечной гемодинамики существенно увеличивают риск возникновения протезного эндокардита.

Необходимо акцентировать внимание на том, что в России в силу ряда причин существует проблема недостаточной диагностики протезного эндокардита. Данный диагноз, как правило, устанавливают лишь при наличии характерной клинической картины и выявлении тромбовегетаций либо «изъеденности» створок биопротеза, удаленного при повторной операции. Однако при латентном течении заболевания и использовании антибактериальной терапии до поступления в клинику по поводу дисфункции биопротеза в ряде случаев интраоперационно в клапане обнаруживают лишь кальциевые отложения и диагноз звучит как «первичная дисфункция». В настоящем исследовании данная ситуация имела место в 2% случаев - при наличии у пациентов клинического диагноза протезного эндокардита гистологическое исследование биоматериала позволило выявить лишь признаки кальциноза. Однако диагноз протезного эндокардита, вне зависимости от того, первичен или вторичен инфекционный процесс, должен быть основным, так как именно он определяет агрессивность дальнейшего лечения пациента.

Таким образом, опираясь лишь на клиническую картину, описание макропрепарата и результаты гистологического исследования, невозможно однозначно идентифицировать тот или иной вид дисфункции биопротеза. Установить истинные причины формирования дисфункций биопротезов поможет дополнительное использование современных ультраструктурных методов исследования, одним из которых является сканирующая электронная микроскопия. Применение метода энергодисперсионного элементного микроанализа позволит идентифицировать структуру и химический состав различных включений в створчатом аппарате биопротезов.

Таким образом, внедрение комплексного подхода с использованием углубленного анализа клинико-анамнестических данных, современных инструментальных и лабораторных методов исследования, а также методов световой и электронной микроскопии позволит максимально объективизировать истинные причины формирования дисфункций биопротезов клапанов сердца в ряде спорных случаев.

В целом 20-летний опыт клинического применения эпоксиобработанных биопротезов демонстрирует удовлетворительные результаты, а продолжающиеся в нашем центре научные исследования, направленные на совершенствование конструкций протезов, поиски альтернативных биологических материалов, методов их консервации и дополнительной химической модификации приведут к созданию более совершенных моделей биопротезов и, как следствие, улучшению отдаленных результатов хирургической коррекции клапанных пороков сердца.