Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 8 3.
Глава II. Техника приготовления и гидродинамические показатели ксеноперикардиальных протезов . 27
Глава III. Материалы и методы.
Клинические исследования 36
Глава IV .Результаты;
А. Непосредственные 47
Б. Среднеотдаленные и отдаленные результаты 53
Глава V.Обсуждения результатов 58
7. Заключение 72
8. Выводы 80
9. Практические рекомендации
10.Список литературы 83
- Техника приготовления и гидродинамические показатели ксеноперикардиальных протезов
- Клинические исследования
- Непосредственные
- Среднеотдаленные и отдаленные результаты
Техника приготовления и гидродинамические показатели ксеноперикардиальных протезов
Исследования биологической трансплантации клапанов сердца начались одновременно с разработкой механических протезов. [Clam с соав 1952.E.Brevin.l956. G.Murray с соав. 1956. Pollock, и V. Thomas 1959. V.Apakidze. 1959. A Rill.1959. R Lower с соав.1960. J. Ross. 1961. R. Heimbecker с соав . 1962. A. Senning 1966. Б.А. Фурсов с соав 1970].
Однако, в последующие годы в связи с успешным применением искусственных- механических протезов и неудовлетворительных отдаленных результатов трансплантации биологических клапанов, применение механических протезов заняло доминирующее положение в кардиохирургии.
По мере накопления опыта использования механических протезов, выявились определенные преимущества биопротезов. Близкий к физиологическому центральный кровоток через протез, относительно низкий трансклапанный градиент, минимальная турбулентность в зоне протеза и за ее пределами, сделали необходимым дальнейшее исследования в области трансплантации биологических клапанов сердца. [1,14,28,91,147]. В поисках наилучшего заменителя пораженных клапанов исследователи использовали все виды трансплантатов. При этом наряду с проблемами, общими для любой трансплантации (обеспечение стерильности и хранения, хирургической техники), возникали вопросы, связанные с биологической природой трансплантата. К ним, в первую очередь, относится проблема иммунологической совместимости трансплантата и реципиента, значение которой при различных видах трансплантатов различно. Так как при использовании клапанов из аутогенной ткани иммунологическая реакция организма отступает на задний план. Не случайно, что первоначальные исследования касались замены или создания клапанов сердца из аутогенной ткани. W.Silen с соав. 1956.Е Ragn с соав. 1957.С Bailey с соав.1965. пытались создать клапаны из стенки аорты хозяина. A. Bakst с соав. 1954-1956. Е Henry с соав. 1964. A.Sennig и A.Trakaris 1964. L Sauvage с соав. 1962-1966. С Dark с соав. из перикарда . A Semiing и Є. Bailey 1965-1967 из широкой- фасции бедра. Б.А.Фурсов с соав. 1971 из перикарда и твердой мозговой оболочки. Из всего этого многообразия наибольшее распространение получили биоклапаны из широкой фасции бедра [Марцинкявичус A.M., 1971; Jonescu M.,Ross J., 1969-1970] и твердой мозговой оболочки [Manothaya С, et al. 1980.Borzellino D.A. et al.1983.] Однако период увлечения данными биопротезами был весьма непродолжительным вследствие высокой частоты развития ранних дисфункций обусловленных дегенеративными изменениями и разрушениями биологической части протеза. Мультицентровые исследования позволили прийти к выводу о нецелесообразности использования клапанов.из широкой-фасции бедра. [Зубарев Р. П., 1974;Silver М. et а1.,Марцинкявичус А.М.,1981]. Учитывая сложности в консервации аутогенной ткани в кардиохирургии большое место в трансплантации занимает ксенотрансплантаты, а- сообщения о благоприятных результатах ксенотрансплантации аортального клапана способствовали еще более широкому применению и изучению этого вопроса, как в эксперименте, так и в клинике. [J.Binet. соав. 1965- 1970.C.Duran с соав. 1967. W.Holseth с соав. 1967. Lowel с соав. 966. P.Nelson с соав. 1966]. Фиксировать биоклапан на опорном каркасе (стенте), покрытым синтетической, тканью, в. первые в 1967 году предложил A Geno.[10,33,55.] Благодаря этому техника имплантации упростилась, и использование ксенотрансплантатов-в клинике увеличилось. [Г.М.Соловьев 1968. Г.И. Цукерман с соав. 1968- 1971. M.Jonescu 1968.А .Watson с соав.1968. G. Woler с соав. 1968]. Многие последующие работы были направлены на усовершенствование конструкции и свойств опорных каркасов для фиксации биологической части протеза. Помимо важности способов обработки, консервации и стерилизации биоклапанов в обеспечении длительного функционирования биопротезов, следует отметить отчетливую зависимость от конструктивных особенностей различных видов опорных каркасов, предназначенных для крепления биопротезов. Изначально использовался жесткий каркас, который приводил к отрывам протеза по линии прикрепления комиссур к стойкам каркаса, а иногда и разрыву створок. Повышение нагрузки на створки биопротеза при фиксации на каркасах типичной конструкции способствуют развитию усталостных повреждений коллагеновых волокон в центре створок и в местах фиксации комиссур. Это случай, когда механические и биологические повреждающие факторы суммируются. [Цукерман F.H. и др. 1972 г. Малиновский Н.Н и др 1988] .
Создание цельного металлического каркаса требуемой гибкости практически невозможно в связи с ограниченной номенклатурой металлов. Возможным вариантом изготовления металлического каркаса требуемой жесткости с заданной пространственной конфигураций пришивной манжеты является использование проволоки различных марок, но это требует создания сварочных соединений, которые чувствительны к циклическим нагрузкам. Для изготовления гибких опорных каркасов оптимальным является материал с низким модулем упругости, например полимер. Выбор подобных материалов отвечающих по износоустойчивости и прочности, невелик. К, таким материалам относится лавсан, полиэтилен, полибутил-тетрафталат, полипропелен.
В целях уменьшения нагрузки на створки клапана W.Hancock предложил гибкий каркас, выполненный из полипропилена с жестким кольцом в основании. Напряжение в створках таких биопротезов уменьшилось в экспериментах in vitro на 90% по сравнению с жестким каркасом. Известны гибкие опорные каркасы, изготовленные из стали различных марок и титановых сплавов, а так же комбинированные каркасы, содержащие металлические и полимерные конструкции. [ Фурсов Б.А. 1982. г. Малиновский Н.Н . 1988. Liotta D. Et al. 1979]. Основное назначение гибкого опорного каркаса, по мнению большинства исследователей, заключается в снижении механической нагрузки на створки протеза [10,55,60,67], а также в снижении величины концентрации напряжений и деформаций в зоне прикрепления створок к стойкам [10, ,20, 48, 86, 133, 135].
Исследованиями Ries 1971г. и Carpentier А. 1974г. было доказано, что гибкие опорные каркасы могут обеспечить снижение нагрузок, приходящихся на створки, на 90% по сравнении с показателями жестких опорных каркасов. Это уменьшает усталость ткани и увеличивает долговечность клапана.
Одним из первых известных ксеноаортальных биопротезов, получивших широкое распространение, был биопротез, предложенный W.D. Hancock- Hancock Standart. Выпуск этого протеза начался в 1969 г.
Неудовлетворенность отдаленными результатами применения свиных ксеноаортальных биопротезов в 60-е гг. 20 века, а также высокие-трансклапанные градиенты в постоперационном периоде побудили исследователей разрабатывать перикардиальные каркасные биопротезы. Эти протезы изготавливались из стабилизированного глутаральдегидом бычьего и свиного перикарда. Каркас для этих протезов изготавливался из полиацитамина, он усиливался дополнительным кольцом.
Клинические исследования
Основными составными частями современных моделей биологических клапанов сердца являются каркас, на котором моделирован тот или иной вид биологической ткани, выполняющий функцию клапана. Для приготовления биологических протезов использовали ксеноперикард молодых телят. В качестве опоры использовали каркасы собственной конструкции, разработанные и изготовленные в сотрудничестве с учреждениями технического профиля.
Перикард получают от телят 12-18- месячного возраста сразу же после забоя и помещают в стерильный физиологический раствор с антибиотиками. В лаборатории вырезают полоски ткани из передней стенки перикардиального мешка, где ткань наиболее прочная. Острым и тупым методом перикард освобождают от жировой ткани, после чего укладывают в 0.625%-й раствор глутаральдегида на две недели.
Современный опорный каркас переменной жесткости, состоящий из рамы и основания, изготовлен из высокопрочного и биосовместимого кобальтохромоникелиевого сплава. Рама выполнена из проволоки и имеет три гибкие стойки. Механизм регулирования процесса открытия створок, за счет упругого радиального перемещения гибких стоек проволочной рамы, заметно улучшил гидродинамические характеристики клапана. Эластичность клапана уменьшила стрессовое воздействие на створки во время закрытия клапана, что позволило увеличить устойчивость к деформации, а следовательно, долговечность протеза, (рис.1).
Каркас содержит раму 1 с гибкими плавно закругленными стойками ,2.3.4. соединительное кольцо 5, обшивку из синтетической ткани 6 и манжетку 7. Причем соединительное кольцо снабжено расположенными внутри рамы 1 напротив гибких плавно закругленных стоек 2.3.4 зубчатыми жесткими ограничителями перемещений 8.9.10 с возможностью изгиба стоек каркаса в пределах упругой деформации материала рамы. Для пояснения работы каркаса условно изображены створки. Каркас представлен на рисунке №2.
Функция биопротеза, моделированного на полужестком каркасе представляется таким образом: при возникновении избыточного давления перед клапаном створки открываются, обеспечивая свободный ток крови. При избыточном давлении за клапаном створки смыкаются. При этом гибкие плавно закругленные стойки каркаса изгибаются до соприкосновения с зубчатыми жесткими ограничителями перемещений, что обеспечивает плавное нагружение и снижение напряжения в створках биопротеза клапана сердца, что невозможно было при использовании жестких и гибких каркасов. Рисунок № 2. Эскиз биопротеза на полужестком опорном кольце.
После доставки лоскутов перикарда телят в лабораторию производится их обработка по схеме; механическая очистка и троекратная отмывка в физиологическом растворе с гепарином на шейкере в течение 3 часов, стационарная обработка 0.625 %-м раствором глутарового альдегида в течение 7 суток, обработка 1%-м раствором додецил-сульфата натрия на шейкере в течении суток, отмывка в физ-растворе, стационарная обработка глутаровым альдегидом в течении 7 суток, наконец, консервация в 4% -м формальдегиде.
Замена фосфатного буфера в растворе глутарового альдегида на не содержащий фосфор буфер HEPES, как показал в начале эксперимент, а затем и клиническое использование, также стала способствовать некоторому уменьшению риска развития кальцификации биоткани. Для приготовления клапанов из ксеноперикарда специально изготовленным ножом выкраивают полоски ткани, размер которых зависит от диаметра каркаса. Непременным условием является заданная толщина и гибкость створок клапана. При изготовлении клапана из перикарда гладкая висцеральная поверхность перикарда является внутренней стороной для аортального клапана и наружной для атриовентрикулярных клапанов. После формирования цилиндра для определения границ каждой створки цилиндр одевают на конический обтуратор с тремя прорезями, расположенные под углом 120 по окружности и соответственно им накладывают узловые швы (рис № 3).После определения границ створок цилиндр из ткани располагают на каркасе соответствующего диаметра. Затем через отверстия в стойке каркаса, ткань клапана и полоску синтетической ткани проводят П-образные швы, которые формируют ткань клапана и полоски синтетической ткани к каркасу ( рис 3 г). Следующий шов накладывают так, как показано на рис З.д и после его завязывания стойка полностью покрывается биологической тканью. Это самый ответственный момент при моделировании тканевого клапана, так как на данном этапе формируется комиссура клапана и происходит сопоставление створок.
Непосредственные
Биологические протезы, получившие широкое распространение в хирургии клапанных пороков сердца еще в начале 70-х годов, по-прежнему, остаются востребованными в кардиохирургических клиниках мира, в основном благодаря улучшенным гидродинамическим характеристикам (наличие эластичного каркаса, обеспечение центрального кровотока), низкой тромбогенностью и возможностью отмены у возрастных больных приема антикоагулянтов.
В тоже время известно, что самой большой проблемой биопротезирования является ограниченный срок их службы, прежде всего за счет развития первичной дегенерации биологической ткани протеза, обусловленной кальцификацией или спонтанной колагеновой дегенерацией. При всем многообразии моделей биологических клапанов сердца, используемых сегодня в кардиохирургии, их объединяет одна общая черта — консервация глутаровым альдегидом. На сегодняшний момент для продления срока службы биологические протезы, обработанные глутаровым альдегидом, обрабатываются различными антикальциевыми протекторами. Так, например каркасные биопротезы серии «БиоЛАБ» обрабатываются додецил сульфатом.
В настоящем исследовании проанализирован 5 —летний опыт применения каркасных биопротезов серии «БиоЛАБ» в аортальной позиции, обработанный глутаровым альдегидом, в отделении неотложной Хирургии ППС НЦССХ им А.Н Бакулева.
Клинико-функциональная оценка непосредственных и отдаленных результатов использования каркасных биопротезов серии «БиоЛАБ» в аортальной позиции представляет несомненный интерес, поскольку поражение АК имеет наибольшее распространение среди лиц старшего возраста среди других видов «клапанной болезни» сердца и сопровождается высоким риском смерти в связи с особенностями гемодинамики. Кроме того, жесткое функционирование АК предъявляет повышенные требования к механической надежности и долговечности протезов, используемых для данной позиции. [21,33] Для протезирования клапанов сердца основным предметом дискуссии на сегодняшний день является тактика выбора протеза для конкретного больного. Учитывая, общие положения концепции биопротезирования, и анализируя опыт применения различных моделей биопротезов зарубежными и отечественными кардиохирургами и, прежде всего, опыт биопротезирования в отделении НХППС НЦССХ им А.Н. Бакулева, основными условиями использования биопротезов при ПАК можно считать:
Повышенную вероятность развития специфических осложнений, обусловленных антикоагулянтной терапией, в частности, кровотечений различной локализации, при противопоказаниях приема антикоагулянтов.
В настоящем исследовании при биопротезировании АК предпочтение отдавалось пациентам старше 60 лет, однако были больные возраст которых колебался от 45 до 59 лет, поскольку мы считали допустимым расширить возрастные границы у крайне тяжелых больных с низкой ФВ ЛЖ, что подразумевало ограниченную продолжительность жизни, и у которых важен непосредственный результат после операции. Положение о возрастных границах-одно из самых важных и, пожалуй, самых спорных в проблеме биопротезирования. Анализ отдаленных результатов биопротезирования клапанов сердца в зависимости от возраста показывает, что у больных старше 60-70 лет риск развития первичной тканевой дегенерации крайне мал.[56.143.87.74. 81.82]
Кроме того, имплантация этим больным механических протезов несет высокий риск тромбоэмболических осложнений и медикаментозных кровотечений. [10] Это заставляет большинство авторов признать биоклапаны протезами выбора для пожилых больных [10 .108]
Однако при необходимости максимально возможного улучшения внутрисердечной гемодинамики у тяжелых больных, допустимо использования биопротезов в независимости от возраста. Конструктивные особенности биопротезов в сочетании с возможностью существенного улучшения, сократительной способности миокарда ЛЖ, позволили нам с успехом оперировать крайне тяжелых больных, для которых особенно важен удовлетворительный непосредственный результат, а не то, что будет с протезом через 15 лет. Практически не отмечено развития низкого выброса в раннем послеоперационном периоде, несмотря на исходную тяжесть пациентов (больше половина относилась к IV ФК, у более чем 60 % пациентов операции был расширенным).
Не менее дискутабильным на сегодняшний день остается вопрос о выборе протеза при инфекционном эндокардите, поражающим естественные клапаны сердца или их протезы.
Традиционно существующее до недавнего времени мнение о том, что биологическая ткань, обработанная, глутаровым альдегидом, малоустойчива к инфекции, было основано на многочисленных публикациях. Вместе с тем, в настоящем исследовании мы использовали каркасный биопротез серии «БиоЛАБ» в 11 случаях. В отдаленном периоде только в двух случаях развился протезный эндокардит на Юмесяце и 3-м году после операции, пациенты были успешно реоперированы. Предпочтение мы отдали биопротезу серии «БиоЛАБ», и в. одном случае был реоперирован больной с протезным эндокардитом механического клапана, мы так же предпочли биологический протез серии «БиоЛАБ», рецидива в течение 5 лет не было. Сегодня вопрос о том, какой тип протеза ( биологический или механический) следует предпочесть при инфекционном эндокардите остается дискутабельным.
Некоторые хирурги считают, что в условиях ИЭ показаны исключительно механические протезы, поскольку риск инфекционного разрушения и развития дисфункции биопротеза за счет латентного течения инфекционного процесса в створках с последующей первичной дегенерации чрезвычайно велик а, следовательно, практически неизбежна повторная операция [144]. Другие отдают предпочтение биологическим протезам в связи с меньшей тромбогенностью [10], полагая возможной в случае рецедивирования процесса их медикаментозную стерилизацию с переводом ИЭ в неактивную фазу, в то время как консервативная терапия ИЭ механических протезов, как правило, не приводит к положительным результатам.
Нельзя не прислушаться к мнению тех [158], кто считает искусственные биологические протезы одинаково склонными к инфекционному поражению, поскольку и те, и другие имеют манжетку каркаса, обшитую синтетическим полотном. Именно эта часть протеза является местом локализации вегетирующей инфекции. При поражении АК ИЭ у пациентов старшей возрастной группы наш коллектив отдает предпочтение биопротезированию.
Как и в большинстве опубликованных работ, где приводимая цифра госпитальной летальности, по данным разных авторов, составляет от 8% до 10 %, [120] представленные результаты свидетельствуют о том, что в анализируемых группах пациентов госпитальная летальность при биопротезировании АК остается довольно высокой до настоящего времени, хотя за последние 10 лет и наметилась тенденция к снижению показателей с 10 % до 6% -7%. По данным некоторых авторов до 4 % что, прежде всего связано с накоплением клинического опыта за это время, улучшения анестезиологического пособия и перфузионного обеспечения операции. При этом, среди причин госпитальной летальности отсутствуют, осложнения связанные с непосредственно нарушением функции самого биопротеза. В структуре госпитальной летальности преобладали такие причины как острая сердечная недостаточность и полиорганная недостаточность.
Среднеотдаленные и отдаленные результаты
Через 6 лет после операции актуарная выживаемость с биопротезами серии «БиоЛАБ» составила 70%. Несомненно, актуарная выживаемость -это интегральный показатель, так как далеко не все случаи летального исхода связаны непосредственно с протезом или операцией. Однако, актуарная выживаемость косвенно отражает такие характеристики протеза, как долговечность, риск потенциальных осложнений и операции. Смертность в отдаленном периоде определяется различными причинами, но примерный их удельный вес у разных авторов имеет одинаковое значение. В, настоящем исследовании структура причин отдаленной смерти не отличается от данных зарубежной литературы.
Анализируя отдаленные результаты протезирования АК биопротезами Carpantier-Edwards W.R. Eric Jamieson et all отмечает что 15- летняя выживаемость составила 84.9 % . Отдаленная выживаемость при замене АК ксеноперикардиальным протезом по данным Michael К. Banbury, MDa составила через 5 лет 10 и 15 лет 99% 94 % и 70 % соответственно. Так по данным L Gonzalez-Lavin при замене аортального клапана ксеноперикардиальным протезом Ionescu-Shiley в течение 5 лет ни у одного больного не отмечалось первичной дегенерации ткани клапана и 5 летняя выживаемость составила 81 %. Анализируя опыт применения самого популярного ксеноприкардиального протеза в аортальной позиции, это Carpentier-Edwards Perimount, Dellgren G приводит свои данные, что свобода от клапанозависимой смерти составила 84,4% от сердечно-сосудистых причин составила 73,5 в срок наблюдения 61 ±31 месяц. Так же имеются сравнительные данные Le Tourneau Т. Где он сравнивает два протеза в течение 5 лет, это Carpentier-Edwards и Pericarbon. Актуарная выживаемость в течение 5 лет составила у биопротеза Pericarbon 63.2±5.7% и 63.5±5.6% у Carpentier-Edwards. Следует подчеркнуть что, по данным зарубежных авторов выживаемость больных к 7-10 годам после операции мало зависит от типа использования протеза-биологического или механического и составляет, по данным различным авторов, 70-83% при изолированной коррекции аортального клапана.
При сопоставлении клинических результатов, полученными зарубежными хирургами, следует учитывать немаловажный фактор, как предоперационный статус больного.
Из публикаций зарубежных коллег следует, что в течение ряда лет преобладают пациенты, относящие к III ФК по NYHA. Так по данным зарубежных хирургов число, больных относящихся к IV ФК всего 10-15% от общего числа оперированных, большинство пациентов относится к III ФК, а у части больных показания к операции устанавливают при отнесении их к ПФК.
В противоположность этому, практически все отечественные публикации свидетельствуют о том, что большинство пациентов направляемые на операцию протезирования клапанов сердца относятся к III- IV ФК не исключение и наше исследование, где больше половины пациентов (50%) имели выраженные нарушение гемодинамики (недостаточность кровообращения ПА-Ш стадии). Основная масса пациентов была отнесена к III - IV ФК что, безусловно, наложило определенный отпечаток на результаты ПАК, на показатели госпитальной и отдаленной летальности и осложнений.
Выживаемость после протезирования клапанов сердца во многом определяется исходным состоянием пациентов, возрастом, наличием сопутствующей патологии, прежде всего ИБС. Так по данным Dellgren G актуарная выживаемость за 60 месяцев, в его исследовании 80% пациентов находилось в III - IV ФК, была 73.3%, По данным Poirer N.C в его исследовании так же 30% пациентов находилось в III - IV ФК и около 25 % пациентам выполнены сочетанные операции, ПАК ПАК- ПМК и ПАК- АКШ, актуарная выживаемость за 10 лет составила 69%±3%, 58%±7%, и 38%±10% соответственно. Таким образом, учитывая полученные нами данные о выживаемости пациентов, составившие через 4 года после операции 62% для протезов сери «БиоЛАБ» можно говорить о хороших клинических результатах применения ксеноперикардиальных протезах серии «БиоЛАБ» при протезирование аортального порока.
С другой стороны, в отдаленные периоды функция биопротезов не остается неизменной. Различные осложнения, ухудшающие качество жизни больных после биопротезирования клапанов сердца, в большинстве случаев связаны именно с нарушением функции самого клапана и является по - настоящему специфическим.
В международной практике сегодня для оценки разнообразных осложнений после операций на клапанах сердца используют специфические критерии, позволяющие получить сопоставимые данные о результатах операции с применением различным типов протезов. В настоящем исследовании использовались следующие специфические критерии, которые наиболее часто встречаются при оценке результатов операций протезирования клапанов сердца.
Структурная дегенерация - любые дисфункции протезов, в своей основе существенные изменения ткани клапана: разрыв, кальцификация разрушение материала, которые приводят к стенозу и недостаточности. Тромбоэмболические осложнения - любые тромбозы и эмболии, не связанные с инфекционным эндокардитом. Протезный эндокардит- любая инфекция, поражающая протез, с клинической симптоматикой, гистологически подтвержденная. Кровоизлияние вследствие гипокоагуляции — все эпизоды наружных и внутренних кровотечений, которые приводят к операции или служат причиной смерти больного, либо поводом к госпитализации.
