Способ протезирования митрального клапана аутоперикардом Российский патент 2023 года по МПК A61F2/24 A61B17/00 

Изобретение относится к медицине, в частности, к сердечно-сосудистой хирургии и может быть использовано для лечения пороков митрального клапана сердца, как стенозов, так и недостаточности.

Традиционным для лечения пороков митрального клапана является протезирование клапана. Существует два основных вида протезов: механические и биологические. Существенным недостатком механических протезов митрального клапана является необходимость пожизненного приема антикоагулянтных препаратов, который может осложниться как геморрагическими осложнениями при передозировке препаратов, так и тромботическими - при недостаточной дозе или отмене препарата. Особенно остро стоит данная проблема у женщин с пороком митрального клапана с перспективой беременности. В отличие от механических протезов, биологические не нуждаются в постоянном приёме пациентом антикоагулянтов, однако они также не лишены своих недостатков. Так существенным недостатками биологического протеза, изготавливаемого из бычьего или свиного перикарда или створок клапана свиньи, являются достаточно быстрая дегенерация и кальцификация клапана (David TE. Surgical treatment of aortic valve disease. Nat Rev Cardiol. 2013 Jul;10(7):375-86. doi: 10.1038/nrcardio.2013.72.). Такая группа осложнений требует проведения повторных вмешательств иногда уже через 5-10 лет после первичной операции. При этом несмотря на значительный прогресс последних десятилетий в разработке и производстве биологических клапанов, все же по гемодинамическим характеристикам такие протезы остаются несопоставимы с нативными клапанами, что также влияет на биодеградацию тканей.

Помимо этого, хирургическая коррекция патологии клапанного аппарата сердца с использованием протезов - как биологических, так и механических - является достаточно дорогостоящей процедурой, в том числе за счёт самих протезов клапанов сердца.

Исходя из обозначенных проблем современной кардиохирургии пороков клапанов сердца, все большее развитие получают методы реконструкции клапанов сердца тканями самого пациента вплоть до полного протезирования клапана.

С целью снижения частоты осложнений, связанных с дегенерацией протезов клапанов, с 1964 года известен способ изготовления створок клапанов из аутоперикарда пациента, взятого интраоперационно (Bjork V., Hultquist G. Teflon and pericardial aortic valve prostheses. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1964; 47: 693-701. Edwards W.S. Aortic valve replacement with autogenous tissue. Ann. Thorac. Surg. 1969; 8: 126-132). Данные методики начали проводиться на аортальном клапане, однако отдаленные результаты протезирования из необработанного аутоперикарда почти сразу показали высокую частоту деградации и кальцификации створок. Данная группа осложнений была решена в более поздних работах, где стал широко известен способ уменьшения степени дегенерации створок из аутоперикарда и улучшения манипуляционных свойств путем обработки аутоперикарда 0,6% раствором глутарового альдегида с последующей фиксацией выкроенных створок на твердый опорный каркас с имплантацией созданного таким образом протеза интраоперационно (Love J., Calvin J., Phelan R. et al. Rapid intraoperative fabrication of an autologous tissue heart valve: A new technique. In: Bodnar E., Yacoub M., eds. Proceeding Third Int. Symp. Card. Bioprotheses, New York: Yorke Medical Books, 1986: 691-698). Таким образом, в настоящее время для снижения деградации и кальцификации аутотканей применяются различные материалы и в первую очередь – специально обработанные 0,6% раствором глутарового альдегида ауто- и ксеноперикард. Большинство работ тех лет были посвящены аортальному клапану (Iung B, Baron G, Butchart EG, Delahaye F. et all. A prospective survey of patients with valvular heart disease in Europe: The Euro Heart Survey on Valvular Heart Disease. Eur Heart J. 2003 Jul;24(13):1231-43.).

Из патентных источников известен протез клапана сердца, содержащий опорное кольцо и запирающий элемент, представленный створками и хордами с папиллярными мышцами, отличающийся тем, что опорное кольцо состоит из фиброзного кольца ксеноклапана крупного рогатого скота или свиньи и подшитого к нему разомкнутого металлического кольца, обшитого синтетическим материалом, а запирающий элемент представлен в виде ксеноклапана крупного рогатого скота или свиньи, головки папиллярных мышц которого обшиты синтетическим материалом с оставлением свободных концов материала длиной не более 50 мм. по патенту RU 19360 U1, дата публикации 27.08.2001.

Использование жесткого опорного каркаса в подобных работах, нарушало биомеханику протеза как в позиции аортального, так и в позиции митрального клапана и способствовало повышению градиента давления на протезе в послеоперационном периоде.

Вопрос реконструкции и полного протезирования аутотканями митрального клапана в мировой практике до сих пор изучен гораздо меньше, чем аортального. Это связано с тем, что, относясь к атриовентрикулярным клапанам сердца, МК представляет собой ещё более сложную систему, чем аортальный клапан. В его работе важной составляющей является взаимоотношение между изначально анатомически несимметричными передней и задней створками и зоной их коаптации. Помимо этого, также задействовано и сложное функциональное взаимодействие клапанного аппарата с подклапанными структурами – хордами разного порядка, папиллярными мышцами, а также воссоздаваемой геометрией левого желудочка. Таким образом, методы реконструктивных хирургических вмешательств напрямую связаны с изучением нормальной анатомии митрального клапана, а также его физиологией.

Современный подход к лечению хирургической патологии митрального клапана при различной патологии с каждым годом всё больше направлен на его реконструкцию. Уже сейчас в лучших современных клиниках мира протезирование митрального клапана часто воспринимается как неудача, даже если это не влияет на выживаемость и количество осложнений, а больной возвращается к активной повседневной жизни [Schubert S.A. 2017].

Хорды митрального клапана являются важным структурным элементом клапана и непосредственно влияют на функцию и анатомию левого желудочка, поэтому исторически к ним было приковано большое внимание исследователей [Yun K.,1991]. Помимо этого, катализатором к изучению длины и взаимоотношения хорд митрального клапана явилось давнее желание реконструкции клапана при изолированной патологии хордального аппарата. Таким образом, использование искусственных хорд для реконструкции МК имеет давнюю историю. С 60-х годов XX столетия хирурги использовали различные материалы, включая шёлк и нейлон. Однако значительную роль в распространении техники протезирования хорд сыграли два материала: перикард и нити ePTFE [David T., 2004]. В современной литературе описано большое количество техник с использованием искусственных хорд из нитей ePTFE. Методы создания искусственных хорд, их применение, определение их длины и методов фиксации привлекают большое внимание хирургов во всем мире уже на протяжении десятилетий (Kasegawa H.,1994, David T., 2004, Chang J.P., 2011, Duran C. 2003, Bajona P., 2009 Seeburger J. 2012 Falk V., 2008; Seeburger J., 2009, Calafiore A. 2006, и другие). Известны способы формирования неохорд для реконструкции митрального клапана [Патент 2629613. Способ регулируемой безрезекционной реконструкции задней створки митрального клапана. Авторы: Сазоненков М.А., Скопин И.И., Тумаев Е.Н., Лавров С.И. Патент 2752340 Способ формирования неоход для реконструкции митрального клапана. Авторы: Скопин И.И., Цискаридзе И.М., Кахкцян П.В. Год издания 2017].

М. Reimink и его соавторы уже в 1996 году в своем исследовании применяли метод математического моделирования [Reimink M. 1996]. Авторы выяснили, что изменение длины хорд на 10% больше нормального, не приводят к недостаточности клапана. Однако увеличение данного расстояния в два раза увеличивают напряжение хорд, повышая напряжение на 1/3 от нормы.

Однако гораздо более частая патология митрального клапана связана с сочетанной дисфункцией: дилатацией фиброзного кольца и патологией створок и, подклапанного аппарата, а также c сопутствующим нарушением геометрии левого желудочка. Значительный прорыв и последующее широкое распространение, и развитие реконструктивной хирургии МК произошло с внедрением в практику опорных колец французским хирургом A. Carpertier. «Функциональный» подход, разработанный А. Carpentier и соавторами, определяет хирургическую тактику на уровне сегментов створок. Этот подход был опубликован в 1983 году [Carpentier A., 1983], и назван методом «French correction». Несколько позже Duran и его группа соавторов создали опорное кольцо по своей модификации. Если современная «Французская коррекция» восстанавливает нормальную анатомию с помощью обширной резекции створок, манипуляций с хордами и аннулопластики на жестком кольце, то «Американская коррекция», напротив, подразумевает восстановление нормальной функции клапана за счет минимальной резекции створок, аннулопластики на гибком кольце и использование искусственных хорд [Schubert S.A., 2017].

При этом достаточно часто возникает потребность в полной замене всех тканей клапана. Из радикальных вариантов реконструкции митрального клапан известен метод Gasparyanа V.C. и его соавторов (Gasparyan V.C. Total Autologous Mitral Valve reconstruction: an experimental study 2015), которые предложили способ формирования новых створок митрального клапана вместе с подклапанным аппаратом из собственного перикарда пациента [Gasparyan V.C. 2015]. Однако к недостаткам данного метода относится то, что данный метод не всегда воспроизводим в клинике. А также изготовление измерителей и шаблонов из пластика обусловливает их недолговечность.

Наиболее близким аналогом является биологический атриовентрикулярный клапан сердца, содержащий каркас с опорным кольцом, соответствующим естественной форме фиброзного кольца клапана человека и включающий створки, прикрепленные к каркасу, отличающийся тем, что опорное кольцо разделено по периметру на отдельные участки, а основания стоек выполнены V-образными и сопряжены с концами указанных участков опорного кольца, при этом стойки снабжены площадками для фиксации верхушек папиллярных мышц по патенту RU 2355360 дата публикации 20.05.2009.

Недостатком данного технического решения является выполнение его с использованием опорного кольца, выполненного из полипропилена, а также выполнение биологической части клапана из сердец млекопитающих, например свиней, что влечет за собой низкую эффективность лечения, вследствие возникновения регургитации на клапане, из-за отсутствия адаптации размеров соприкосновения створок клапана, возникновения трансвальвулярного градиента давления, а также повышения возможности деградации и кальцификации неостворок, что влечет за собой необходимость пожизненного приема антикоагулянтных препаратов.

Проблема, на решение которой направлено изобретение, это повышение эффективности лечения патологии митрального клапана.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение срока службы неостворки митрального клапана с одновременным снижением побочных эффектов, например, таких как регуртизация, а также деградацию и кальцификацию неостворок.

Способ протезирования митрального клапана аутоперикардом включает измерение межкомиссурального расстояния, иссечение измененных створок митрального клапана и выкраивание двух несимметричных створок с хордами – переднюю неостворку митрального клапана и заднюю неостворку митрального клапана из собственного перикарда пациента, обработанного 0,6% раствором глутарового альдегида и фиксацию створок к фиброзному кольцу митрального клапана пациента, причем переднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащую сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край, и дополнительно содержащую две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края передней створки, для фиксации к передней сосочковой мышце, причем свободный край равен 1,36D, дополнительно увеличенный на 0,82 см; длина передней створки равна 0,36D, дополнительно увеличенный на 3,32 см, при этом упомянутые хорды передней неостворки митрального клапана равны 0,06D, дополнительно увеличенные на 1,52 см; заднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащую сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край, и дополнительно содержащей две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края задней створки, для фиксации к задней сосочковой мышце, причем свободный край равен 2,27D, дополнительно уменьшенный на 1,02 см, где длина задней створки равна 2,29D, дополнительно уменьшенную на 1,55 см, при этом упомянутые хорды задней неостворки митрального клапана равны -0,12D, дополнительно увеличенные на 2,24 см, где D - диаметра митрального клапана.

Изобретение поясняется иллюстрациями, где на Фиг.1 представлена схема митрального клапана. На Фиг. 2 представлена схема лоскутов неостворок, где L1 - длина свободного края передней створки; L2 - длина линии прикрепления передней створки; А - высота передней створки; L3 – длина свободного края задней створки; L4 - длина линии прикрепления задней створки; B - высота задней створки.

В ходе работы для определения параметров неостворок проводилось морфометрическое исследование нормальных митральных клапанов сердца у 21 трупа из патологоанатомического отделения НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ. Измерялись и анализировались основные размерные характеристики МК в целом с подсчётом взаиморасположения клапанного аппарата и подклапанных структур, а также передняя и задняя створки в отдельности (межкомиссуральное расстояние по передней створке, длина свободного края, длина линии прикрепления створки и высота створки) с помощью прямого измерения во время патологоанатомических вскрытий с помощью измерительной ленты, линейки и шаблонных измерителей.

Основным критерием отбора являлось отсутствие каких-либо патологических изменений структур сердца, в первую очередь – атриовентрикулярных клапанов. Также учитывались данные ЭХО-КГ из историй болезней, выполненной пациентам в больнице незадолго до смерти, функция МК при жизни у всех не страдала. Таким образом, исследование включало 21 трупных сердец людей, умерших в возрасте от 25 до 68 лет от некардиальных причин. Критерием невключения в исследование являлась смерть от кардиальных причин, анамнез заболевания сердца, проведённое ранее кардиохирургическое вмешательство, детский возраст. Для исходных характеристик респондентов использовалась описательная статистика, включая данные градации по полу, индексу массы тела и возрасту. Полученные результаты морфометрии послужили для формирования базы данных, которая была подвергнута статистическому анализу. Полученная информация была проанализирована с использованием статистического пакета IBM SPSS STATISTICS 23.0. При анализе данных были использованы методы: критерий Краскала – Уоллиса, расчёт коэффициента корреляции Пирсона и построение линейной регрессии. После чего была определена формула для передней и задней створок МК, а также для первичных хорд методами математического моделирования.

Результаты морфометрии сердец были проанализированы статистическим пакетом IBM SPSS STATISTICS 23.0 с помощью однофакторного дисперсионного анализа с использованием критерия NPar Краскала — Уоллиса, были определены статистически значимые межгрупповые различия между размерами передней и задней створок: в высоте и длине створок, в длине свободного края между передними и задними створками митрального клапана. Для всех размеров створок p-value составило <0,05 (длина створки p = 0,003; высота створки p = 0,0001; свободный край створки p = 0,012). При исследовании показателей длины первичных хорд передней и задней створок не было выявлено статистически значимых различий, p-value = 0,136. В связи с наличием межгрупповых различий данных по передним и задним створкам, в дальнейшем мы рассматривали их размерные показатели по отдельности, как принципиально разные характеристики.

С целью получения универсального уравнения зависимости, подходящего для определения параметров, был проведён корреляционно-регрессионный анализ с помощью расчёта коэффициента корреляции Пирсона на основании полученных размеров передней и задней створок митрального клапана и значений диаметра митрального клапана. Сила корреляционной связи между диаметром митрального клапана и показателями свободных краёв передней и задней створок были средними и составили r=0,544 и r=0,622 при p<0,05. Корреляция между диаметром митрального клапана и длиной передней створки была значима и составила r=0,17 при p>0,05, при этом корреляция с длиной задней створки составила r=0,673 при p=0,001. Корреляция диаметра митрального клапана с высотами передней и задней створок составила: r= -0,84, p>0,05 для передней створки и r=0,013, p>0,05 для задней створки. Слабая связь наблюдалась у первичных хорд передней и задней створки: r=0,071, p>0,05 и r=-0,091, p>0,05. Методом линейной регрессии в ходе исследования получены ключевые универсальные уравнения для выявления размеров створок и первичных хорд при известной длине митрального клапана.

Таким образом, были получены универсальные формулы для вычисления размеров створок МК (в см) и их первичных хорд при известном диаметре митрального клапана (D):

Длина передней створки = 0,36 * D + 3,32

Длина задней створки = 2,29 * D - 1,55

Высота передней створки = -0,12 * D + 2,86

Высота задней створки = 0,02 * D + 1,50

Свободный край передней створки = 1,36 * D + 0,82

Свободный край задней створки = 2,27 * D - 1,02

Хорды передней сосочковой мышцы = 0,06 * D + 1,52

Хорды задней сосочковой мышцы = -0,12 * D + 2,24

После статистической обработки материала и моделирования экспериментальной части - были получены простые универсальные формулы для вычисления размеров створок клапана и их первичных хорд при известном (измеренном) диаметре митрального клапана (D).

Данная методика была применена в экспериментальной работе на лабораторных животных (свиньях). Клапан был реконструирован 2 лабораторным животным и получены удовлетворительные интраоперационные результаты во время гидравлической пробы. Послеоперационное обследование показало хорошие ЭХО-кардиографические результаты проведённой реконструкции.

Данный метод позволяет повысить эффективность операции за счет:

1. адекватной длины коаптации створок для каждого пациента с отсутствием регургитации на клапане, поскольку достигнута большая площадь соприкосновения створок (чем в аналогах), что снижает риск обратного тока крови, потому что на всем протяжении соприкосновения всех створок обеспечивается полный и плотный контакт (коаптация);

2. низкого трансвальвулярного градиента давления при отсутствии жёсткого кольца;

3. отсутствие деградации и кальцификации неостворок, и, как следствие, отсутствие необходимости пожизненного приема антикоагулянтных препаратов. Данный положительных эффект связан с тем, что неостворки формируются из собственного перикарда пациента, обработанного 0,6% раствором глутарового альдегида, что дополнительно обеспечивает также и упрощение процесса формирования неостворок, а также снижает время проведения операции.

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии. Выполняют измерение межкомиссурального расстояния, иссекают измененные створки митрального клапана и выкраивают две несимметричные створки с хордами – переднюю неостворку митрального клапана и заднюю неостворку митрального клапана из собственного перикарда пациента, обработанного 0,6% раствором глутарового альдегида. После чего осуществляют фиксацию створок к фиброзному кольцу митрального клапана пациента. При этом переднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащего сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край. Передняя сворка дополнительно содержит две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края передней створки, для фиксации к передней сосочковой мышце. При этом свободный край равен 1,36D, дополнительно увеличенный на 0,82 см. Длина передней створки равна 0,36D, дополнительно увеличенная на 3,32 см. Хорды передней неостворки митрального клапана равны 0,06D, дополнительно увеличенные на 1,52 см. Заднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащего сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край. Задняя створка дополнительно содержит две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края задней створки, для фиксации к задней сосочковой мышце. Причем свободный край равен 2,27D, дополнительно уменьшенный на 1,02 см, где длина задней створки равна 2,29D, дополнительно уменьшенная на 1,55 см. Хорды задней неостворки митрального клапана равны -0,12D, дополнительно увеличенные на 2,24 см. При этом D - это диаметр митрального клапана. Способ позволяет увеличить срок службы неостворки митрального клапана с одновременным снижением побочных эффектов, таких как регуртизация, а также деградация и кальцификация неостворок. 2 ил.

Способ протезирования митрального клапана аутоперикардом, включающий измерение межкомиссурального расстояния, иссечение измененных створок митрального клапана и выкраивание двух несимметричных створок с хордами – передней неостворки митрального клапана и задней неостворки митрального клапана из собственного перикарда пациента, обработанного 0,6% раствором глутарового альдегида, и фиксацию створок к фиброзному кольцу митрального клапана пациента, причем переднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащего сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край и дополнительно содержащего две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края передней створки, для фиксации к передней сосочковой мышце, причем свободный край равен 1,36D, дополнительно увеличенный на 0,82 см; длина передней створки равна 0,36D, дополнительно увеличенная на 3,32 см, при этом упомянутые хорды передней неостворки митрального клапана равны 0,06D, дополнительно увеличенные на 1,52 см; при этом заднюю неостворку митрального клапана выполняют в виде полулуния, содержащего сторону прикрепления неостворки к фиброзному кольцу и свободный край и дополнительно содержащего две хорды, выполненные по обеим сторонам свободного края задней створки, для фиксации к задней сосочковой мышце, причем свободный край равен 2,27D, дополнительно уменьшенный на 1,02 см, где длина задней створки равна 2,29D, дополнительно уменьшенная на 1,55 см, при этом упомянутые хорды задней неостворки митрального клапана равны -0,12D, дополнительно увеличенные на 2,24 см, где D – диаметр митрального клапана.