Актуальность

Использование искусственных биологических клапанных протезов при протезировании клапанов сердца рекомендуется пациентам с определенными факторами и клиническими особенностями как альтернатива механическим искусственным протезам. Показания к использованию биологических протезов клапанов сердца регламентированы в отечественных и зарубежных клинических рекомендациях [1, 2].

Недостатками биопротезов являются быстрая кальцификация, фиброз и дальнейшая деструкция биологических тканей протеза в организме человека, что сопровождается относительной недолговечностью биопротеза [3]. Как постулировал A. Carpantier, после нескольких неудач применения первых глютаральдегид-обработанных биопротезов понимание химических свойств биологической ткани привело к постоянным и интенсивным исследованиям по созданию биопротеза, который обеспечил бы более длительное отсутствие структурного разрушения и кальцификации [4]. В процессе поиска наиболее оптимального материала для биопротеза был пройден путь от использования свиного аортального комплекса до перикарда крупного рогатого скота, который был идентифицирован как перспективный альтернативный источник тканей для производства искусственных створок из-за его гистологических и физических характеристик с точки зрения толщины, податливости и стойкости к эндогенным факторам [5]. Постоянное совершенствование конструкции протеза и изменения способов обработки биоматериала с применением различных концентраций глютарового альдегида, сочетания его с другими химическими соединениями при обработке и консервации биоткани, собственно консервация под высоким, а в последствии под нулевым давлением привели к увеличению срока службы протезов [6].

Замена жесткого каркаса протеза на полужесткий асимметричный, а в последствии на гибкий симметричный каркас оказала демпфирующий эффект на створчатый аппарат, снизив усталостные изменения в местах наибольшего напряжения створок.

В России наравне с зарубежными странами с конца 60-х годов прошлого столетия идет процесс создания, усовершенствования технологии и производства биопротезов.

Развитие биопротезирования в РФ связано с разработками 3 учреждений: Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. акад. А.Н. Бакулева (первый БП «Бионикс»), Российского научного центра хирургии им. акад. Б.В. Петровского (БП «БАКС») и Кемеровского кардиологического центра (первый БП «Биопакс»).

С 2008 г. Российское предприятие ЗАО «Неокор» (Кемерово) представило на рынок медицинских изделий новый ксеноперикардиальный эпоксиобработанный клапан ЮниЛайн, который применяется для коррекции аортального и атриовентрикулярных пороков по сей день.

Критериями оценки результатов применения протезов клапанов сердца являются степень простоты или сложности имплантации изделия, непосредственные и отдаленные результаты применения, включая госпитальную летальность, выживаемость и нелетальные события (структурные и неструктурные дисфункции, эмболические и геморрагические осложнения), а также гемодинамические характеристики протезов.

Цель исследования — оценка клинических и гемодинамических результатов применения ксеноперикардиального эпоксиобработанного биологического протеза ЮниЛайн при коррекции изолированного порока митрального (МК), аортального (АК) и трикуспидального (ТК) клапанов.

Материал и методы

Описание протеза ЮниЛайн. Биологический протез ЮниЛайн на сегодняшний день является единственным клапаном, который обрабатывается не глютаровым альдегидом и его производными, а диглициловым эфиром этиленгликоля, который в отличие от глютарового альдегида образует двойную ковалентную связь коллагеновых волокон, что увеличивает прочность биоткани, и в то же время свободные химические группы молекулы данного эпоксисоединения дают возможность дополнительной фиксации на поверхности биоткани антикоагулянта, дифосфонатов, антисептиков. Протез состоит из ксеноперикарда, прошедшего оценку толщины и выкроенного при помощи лазерного раскроя, монтированного на гибком полипропиленовом каркасе. Выпускается 4 типоразмера протеза ЮниЛайн для атриовентрикулярных (Ø 26, 28, 30, 32) клапанов и 3 типоразмера (Ø 21, 23, 25) для аортальной позиции.

Клинико-демографическая характеристика групп. В настоящее одноцентровое сплошное когортное ретроспективное исследование были включены 74 пациента, оперированные на базе МКДЦ г. Казани в период с июня 2017 г. по сентябрь 2019 г. с применением биопротеза ЮниЛайн: МК (n=26), АК (n=41) и ТК (n=7). Критерием включения было изолированное протезирование клапана.

Клиническая характеристика пациентов представлена в табл. 1. Оценка результатов применения протеза ЮниЛайн проведена изолированно в группах имплантации в митральную, аортальную и трикуспидальную позиции.

Таблица 1. Клинико-инструментальные данные пациентов до операции

Table 1. Preoperative clinical and instrumental data of patients

Примечание. ИБС — ишемическая болезнь сердца, ВПС — врожденный порок сердца, ХРБС — хроническая ревматическая болезнь сердца, ФК ХСН — функциональный класс хронической сердечной недостаточности, ФВ ЛЖ — фракция выброса левого желудочка, СДЛА — систолическое давление в легочной артерии, ОНМК — острое нарушение мозгового кровообращения.

Наибольшее количество пациентов было в группе с биопротезированием АК. Количество мужчин было больше в группах изолированного протезирования АК и ТК, в то время как в митральной группе преобладали женщины. Если средний возраст пациентов при пороке АК и МК составил около 64—68 лет, то реципиенты протеза ЮниЛайн при протезировании ТК были гораздо моложе, что закономерно обусловлено этиологией порока. Этиологией митрального порока в подавляющем количестве случае был ревматизм (84%), в аортальной группе — атеросклероз клапана (53,7%), сопровождающийся преимущественно его стенозом. В трикуспидальной группе патология была обусловлена либо инфекционным эндокардитом, либо врожденным пороком сердца (аномалией Эбштейна), которые привели к недостаточности ТК в 100% случаев.

Во всех группах более чем 70% пациентов имели высокий функциональный класс сердечной недостаточности. Сопутствующие заболевания в митральной группе встречались в 77% случаев (20 пациентов), в аортальной группе — в 71% (30 пациентов). Лидирующим сопутствующим заболеванием была гипертоническая болезнь (69—78%), на порядок реже встречались хроническая обструктивная болезнь легких (14,6—19%), хроническая почечная недостаточность (7,6—12%) и сахарный диабет 2-го типа (7—11,5%). Следует отметить, что около 20% пациентов имели значимые стенозы коронарных артерий в группе АК и МК.

Хирургическая техника имплантации биопротезов ЮниЛайн. Оперативное лечение выполнялось по стандартной методике. Доступ к сердцу через срединную стернотомию, подключение аппарата искусственного кровообращения, фармакохолодовая кардиоплегия раствором Кустодиол. Доступ к МК через левое предсердие, к АК через восходящую аорту, к ТК через правое предсердие. Протезирование МК и ТК выполняли биопротезом ЮниЛайн атриовентрикулярный, протезирование АК — протезом ЮниЛайн аортальный.

Подготовка биопротезов ЮниЛайн перед имплантацией выполнялась согласно инструкции производителя. Имплантация в аортальную позицию: после иссечения створок аортального клапана и необходимой декальцификации накладывали П-образные швы на тефлоновых прокладках по всему периметру фиброзного кольца АК, вкол иглы выполняли с желудочковой стороны, тефлоновая прокладка находилась снизу фиброзного кольца АК. Затем поочередно прошивали манжету биопротеза и завязывали нити. Ни в одном случае имплантация биоклапана в аортальную позицию не привела к перекрытию устьев коронарных артерий. При имплантации в митральную позицию во всех случаях иссекали переднюю створку МК с или без сохранения нативной хорды на площадке. Заднюю створку иссекали полностью или частично в зависимости от выраженности патологического процесса. При отсутствии возможности сохранить подклапанный аппарат в 4 случаях с помощью политетрафторэтиленовых нитей были созданы искусственные хорды, идущие от задней группы папиллярных мышц к фиброзному кольцу МК в проекции А2—А3 [7]. Обязательное сохранение подклапанных структур обусловливает концепцию сохранения фиброзно-папиллярной непрерывности для поддержания систолической функции левого желудочка в послеоперационном периоде [8]. Фиброзное кольцо МК прошивали П-образными матрасными швами нитями с тефлоновыми прокладками, вкол производили с левопредсердной стороны, выкол — с желудочковой стороны. Затем прошивали манжету биопротеза. Имплантация в трикуспидальную позицию проводилась с индивидуальной оценкой возможности сохранения створок и подклапанного аппарата ТК. Учитывали площадь створок ТК. Прошивание фиброзного кольца ТК выполняли через предсердную сторону П-образными матрасными швами нитями с двойной иглой и тефлоновыми прокладками.

После снятия зажима с аорты осложнений восстановления сердечной деятельности и гемодинамики, связанных с биопротезом, не было. Ни в одном случае не было перфорации задней стенки левого желудочка или правого желудочка стойками биопротеза ЮниЛайн атриовентрикулярный.

Используемые посадочные размеры биопротезов представлены на рисунке.

Количественное распределение используемых посадочных размеров биопротеза ЮниЛайн.

Quantitative distribution of types and dimensions of UniLine bioprostheses.

При протезировании МК 12 пациентам были выполнены сопутствующие процедуры: радиочастотная абляция левого предсердия (ЛП) и легочных вен (ЛВ) (n=7), аортокоронарное шунтирование (n=5). У 24 пациентов в группе митрального порока было выполнено лигирование ушка ЛП путем перевязывания лигатурой или его эпикардиальное ушивание на фетровых прокладках. При протезировании АК 7 пациентам также было выполнено аортокоронарное шунтирование.

Антикоагулянтная терапия. Через 12 ч после операции назначали нефракционированный гепарин с контролем АЧТВ, на 2-е сутки — варфарин под контролем целевых значений МНО. При выписке из стационара всем пациентам рекомендовали прием варфарина в течение 3 мес, при сохранении фибрилляции предсердий — пожизненно. После 3 мес рекомендовали пожизненный прием ацетилсалициловой кислоты.

Эхокардиографическое исследование. До и через 10 сут после операции выполняли трансторакальную эхокардиографию для оценки функционирования биопротеза и ремоделирования миокарда соответствующих отделов сердца. После выписки из стационара контрольная эхокардио-графия была выполнена через 12—24 мес.

Статистический анализ. Статистическую обработку проводили с использованием статистического программного обеспечения Statistica 10.0 («StatSoft, Inc»). Для составления представления о выборке применяли описательную статистику, вычисляли среднее значение со стандартным отклонением. Сравнительный анализ полученных результатов для выявления статистической разницы проводили с помощью непараметрических ранговых тестов Уилкоксона. Статистическая достоверность определена значением p<0,05.

Результаты

Периоперационных технических сложностей и осложнений, связанных с имплантацией биопротеза, не было.

Клапан-ассоциированных осложнений в периоперационном и среднеотдаленном послеоперационном периодах не было. Не встречались цереброваскулярные и тромбоэмболические события. Также не было повторных операций и кровотечений, связанных с приемом антикоагулянтов, отсутствовали инфекционные осложнения. В 2 (2,7%) случаях в 1-е сутки после операции были стернотомные кровотечения, которые разрешились при рестернотомии и лигировании источников кровотечения. Это осложнение не повлияло на сроки госпитализации и клиническое течение послеоперационного периода.

Тридцатидневная летальность составила 2,7% (n=2). Оба пациента имели высокий риск операционной летальности по шкале Euroscore II [9]. Один пациент, умерший на 7-е сутки после протезирования МК, исходно имел почечную недостаточность, низкую ФВ ЛЖ (35%), Euroscore II 3,8%. Второй пациент с предоперационным риском летальности по Euroscore II 4,4% умер на 4-е сутки после протезирования АК и коронарного шунтирования. Летальность была обусловлена периоперационным инфарктом миокарда и левожелудочковой недостаточностью.

Отдаленный период. Охват наблюдения в среднеотдаленные сроки во всех группах составил 81% (n=60). Средние сроки и объем наблюдения составили 2,7±1,2 года и 112,1 пациенто-лет в группе АК, 2,8±0,9 года и 72,5 пациенто-лет в группе МК, 3,2±0,8 года и 22,1 пациенто-лет в группе ТК соответственно. Общее время наблюдения пациентов с биопротезами ЮниЛайн составило не менее 3 лет.

Актуарный показатель выживаемости в каждой из исследуемых групп составил 100% к концу 3-го года наблюдения.

Актуарный показатель кумулятивной свободы от протез-ассоциированных, больших кардиальных и цереброваскулярных событий в каждой группе составил 100% к концу 3-го года наблюдения.

Геморрагических и тромбоэмболических событий не наблюдали.

Показатели гемодинамики и ремоделирования сердца. Данные функциональных параметров сердца у пациентов по видам оперативного вмешательства представлены в табл. 2—4.

Таблица 2. Данные трансторакальной эхокардиографии при коррекции порока митрального клапана

Table 2. Transthoracic echocardiography data in mitral valve replacement group

Примечание. Здесь и в табл. 3, 4: * — сравнение дооперационных и отдаленных послеоперационных значений, КДР — конечно-диастолический размер, КСР — конечно-систолический размер, ЛП — левое предсердие, КДО — конечно-диастолический объем, КСО — конечно-систолический объем, ФВ ЛЖ — фракция выброса левого желудочка, СДЛА — систолическое давление в легочной артерии.

Таблица 3. Данные трансторакальной эхокардиографии при коррекции порока аортального клапана

Table 3. Transthoracic echocardiography data in aortic valve replacement group

Таблица 4. Данные трансторакальной эхокардиографии при протезировании трикуспидального клапана

Table 4. Transthoracic echocardiography data in tricuspid valve replacement group

Примечание.ПП — правое предсердие, ПЖ — правый желудочек, TAPSE — tricuspid annular plane systolic excursion (систолическая экскурсия плоскости трикуспидального кольца).

По результатам эхокардиографии, после изолированного протезирования МК статистически значимо снижались объемные параметры левого желудочка, линейные и объемные параметры ЛП и систолическое давление в легочной артерии (p<0,005). Транспротезный градиент давления не имел существенных изменений к 3-му году наблюдения (см. табл. 2).

У пациентов с пороком АК после оперативного вмешательства статистически значимо уменьшались размеры левого желудочка. Также отмечено уменьшение объема ЛП и снижение давления в легочной артерии.

К 10-м суткам и концу 2-го года после коррекции порока АК максимальный транспротезный градиент давления на биопротезе ЮниЛайн аортальный составил 21,4±6,4 и 21,9±10,9 мм рт.ст. соответственно (см. табл. 3).

В зависимости от типоразмера протеза максимальный транспротезный градиент давления на клапане 21, 23 и 25 типоразмеров был 20,7±7,3, 18,9±4,5 и 16,1±3,2 мм рт.ст. к 2 годам наблюдения соответственно.

После протезирования трикуспидального клапана и устранения выраженной регургитации отмечались снижение давления в легочной артерии и нормализация давления в правом предсердии. Размер ПЖ и сократительная способность (TAPSE) остались практически неизменными, сохранив нормальные значения. Изменились линейные и объемные параметры ЛЖ, а также их соотношение, что отразилось на ударном объеме, который увеличился.

Обсуждение

Выбор между механическим и биологическим искусственным клапаном сердца, несмотря на предлагаемые критерии в клинических рекомендациях, остается обсуждаемым, с одной стороны, в профессиональном сообществе и среди пациентов, а с другой — фирмами-производителями, которые находятся в поиске лучших технологических и конструктивных решений [2, 10, 11]. В настоящем исследовании выбор биологического протеза определялся балансом рисков антикоагулянтной терапии, повторной операции, возрастом пациента и данными об улучшении долговечности биологических протезов [10]. Конечно, наиболее важным фактором в пользу биопротеза был возраст пациента (64,4±11,8 года в группе МК, 67,9±9,2 года в группе АК). Возраст <65 лет был у 8 (31%) и 10 (24%) пациентов соответственно. У этих больных выбор в пользу биопротеза в основном был связан с рисками антикоагулянтной терапии и будущим деторождением.

Проведенные ранее сравнительные исследования механических и биологических протезов остаются противоречивыми. В 3 ретроспективных исследованиях сообщалось о лучшей выживаемости пациентов моложе 60 лет с механическими протезами в митральной позиции [12]. Однако преимущество выживаемости может быть связано с уклоном отбора, так как биопротезы обычно используются у пациентов с более короткой ожидаемой продолжительностью жизни, основанной на клинических характеристиках, которые трудно количественно оценить и скорректировать ретроспективно. Кроме того, контролировали не все основные факторы выживаемости, такие как заболевания периферических сосудов, цереброваскулярные заболевания, хронические заболевания легких и противопоказания к варфарину. Наиболее важными факторами выживаемости после протезирования клапана являются возраст и исходная сопутствующая патология [13—15]. В результате у пациентов с одинаковым уровнем исходной сопутствующей патологии выбор вида протеза в митральной или аортальной позиции не связан с какой-либо разницей в выживаемости [6, 15, 16]. В нашем исследовании пациенты с пороком митрального и аортального клапанов имели схожий набор сопутствующих заболеваний, за исключением группы с пороком трикуспидального клапана, учитывая причину порока ТК. В течение среднего периода наблюдения (3 года) возраст и сопутствующая патология не повлияли на функцию биопротеза. Также за этот период не встречали цереброваскулярных или тромбоэмболических событий, несмотря на то, что, по данным ретроспективных исследований, уже в 30-дневный период частота ОНМК составляет 1,8—2,0%, а частота летальных исходов/повторных операций/кровотечений — >5% [15, 16]. Прием варфарина, несмотря на рекомендации при выписке, в дальнейшем регулировался врачами по месту жительства, и некоторые пациенты принимали его пожизненно даже при отсутствии фибрилляции предсердий.

По данным эхокардиографии, при устранении морфологического субстрата клапанной болезни отмечаются улучшение объемных и линейных показателей ЛЖ, нормализация гемодинамики в малом круге кровообращения. Важными показателями однозначно являются параметры транспротезной гемодинамики, отображающие отсутствие/наличие и степень выраженности протез—пациент несоответствия в ранние сроки после операции и в отдаленном периоде. В течение всего периода наблюдения ни в одной из трех исследуемых групп не произошло изменений данных параметров, что свидетельствует о нормальной функции биопротеза ЮниЛайн.

Одним из необходимых моментов при обсуждении долговечности и функциональности биопротеза является способ подготовки биоматериала и его конструкция. Конструкция биопротеза ЮниЛайн, состоящего из полулунных створок из бычьего перикарда, и метод обработки соответствуют основным факторам, влияющим на долговечность биопротеза, к которым относятся общая высота биопротеза, гемодинамическая нагрузка на свободные створки, тип и метод подготовки биоматериала [17, 18].

Конструкция биопротеза должна позволять хирургу технически легко имплантировать его в клапанную позицию и не влиять на внутрисердечные структуры, что особенно важно при протезировании МК для сохранения хордо-папиллярной непрерывности. Конечно, специализированного опроса хирургов о качестве и технике имплантации не проводилось, но для лучшего понимания эргономичности биопротезов ЮниЛайн возможно сделать это в будущем. Учитывая данные эхокардиографии и послеоперационного клинического течения, можно сказать, что конструкция биопротезов ЮниЛайн анатомически верно вписывается в анатомию сердца.

Первые результаты применения биологического протеза ЮниЛайн продемонстрировали хорошие функциональные параметры данной модели искусственных клапанов сердца с удовлетворительными показателями в дальнейшей перспективе, однако для оценки индивидуальных характеристик протеза в полной мере необходимо более продолжительное наблюдение.

Вывод

Настоящее исследование продемонстрировало отсутствие клапан-ассоциированных осложнений при применении биологического протеза ЮниЛайн в атриовентрикулярных и аортальной позициях. Имплантация биопротезов ЮниЛайн в сроки программной антикоагулянтной терапии сопровождалась отсутствием тромбоэмболических и геморрагических осложнений. Конструкция биопротеза ЮниЛайн является эргономичной, простой для имплантации, а гемодинамические характеристики соответствуют заявленным техническим свойствам.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.