Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 12
1.1. Эволюция механических протезов клапанов сердца 12
1.2. Эволюция биологических протезов клапанов сердца 17
1.3. Современные модели механических и биологических протезов клапанов сердца 22
1.4. Сравнительная оценка клинических результатов применения меха-нических и биологических протезов 25
1.5. Современные рекомендации и прогнозирование отдаленных ре-зультатов у пациентов с протезами клапанов сердца 31
Глава II. Материал и методы. 40
2.1. Характеристика групп «ранних» моделей протезов 43
2.2. Характеристика групп «современных» моделей протезов 55
2.3. Краткое описание оперативного вмешательства и раннего послеоперационного периода 66
2.4. Наблюдение и поиск пациентов. Конечные точки исследования 70
2.5.Особенности анализа эхокардиографических показателей .71
2.6. Статистический анализ .76
Глава III. Сравнительная оценка результатов применения механических и биологических протезов клапанов сердца 78
3.1.Ближайшие результаты протезирования в группах «МИКС» и «КемКор» .78
3.2. Отдаленные результаты протезирования в группах «МИКС» и «КемКор» .83
3.3. Ближайшие результаты протезирования в группах «МЕДИНЖ-2» и «ПериКор» 95
3.4. Отдаленные результаты протезирования в группах «МЕДИНЖ-2» и «ПериКор» 97
3.5. Анализ отдаленных результатов применения механических и биологических протезов 107
3.5.1. Сравнительная оценка 10-летних результатов применения «ранних» и «современных» моделей протезов клапанов сердца 107
3.5.2. Сравнение результатов применения механических
и биологических протезов у пациентов различных
возрастных категорий 111
Глава IV. Сравнительная оценка ближайших и отдаленных гемодинамических результатов применения протезов различных типов 119
4.1.Сравнительная оценка гемодинамических характеристик биологических и механических протезов в различные сроки после операции. 119
4.2. Сравнительная оценка динамики показателей левых отделов сердца при исходном митральном стенозе 133
4.3.Сравнительная оценка динамики показателей левых отделов сердца при исходной митральной недостаточности 141
4.4. Сравнительная оценка динамики показателей левых отделов сердца при исходном равновыраженном митральном пороке 146
Заключение .158
Выводы .177
Практические рекомендации .179
Список литературы .
- Эволюция биологических протезов клапанов сердца
- Характеристика групп «современных» моделей протезов
- Ближайшие результаты протезирования в группах «МЕДИНЖ-2» и «ПериКор»
- Сравнительная оценка динамики показателей левых отделов сердца при исходном митральном стенозе
Эволюция биологических протезов клапанов сердца
Сегодня сложно сделать однозначный вывод о том, что именно послужило толчком к разработке биологических протезов - неудовлетворенность результатами использования механических искусственных клапанов сердца или эволюция применения биоматериалов в медицине. Так, задолго до появления первого биологического протеза клапана сердца, в хирургии уже был накоплен достаточный опыт применения сосудистых аллографтов [70, 77, 105, 126, 127]. В 1955 г. G.Murrey впервые успешно имплантировал аортальный аллографт в восходящий отдел аорты [5]. Применение аллографта выглядело привлекательным в силу естественных габаритов и геометрии протеза, а также бесшумности его работы. Что может быть cовершеннее того, что создано самой природой? Однако всё возрастающие потребности в заменителях клапанов сердца не могли быть удовлетворены относительно ограниченным количеством аллографтов и стимулировали разработку протезов из ксеногенного материала.
Дальнейший путь биопротезирования был тернист и не лишен разочарований. Нерешенная в полной мере проблема гистосовместимости, отсутствие ясного представления о механизмах деградации биоматериала in vivo ограничивали широкое применение биопротезов. Свое второе рождение биологические клапаны получили значительно позже, в конце 60-х - начале 70-х годов прошлого столетия. Именно тогда были обозначены две основные концепции развития биопротезирования: во-первых, поиск наиболее эффективной технологии консервации биоматериала и, во-вторых, разработка конструкций биопротезов [4].
Технология консервации биопротезов имела задачу лишить биологическую ткань иммуногенных свойств, сохранив при этом исходную структуру и прочность материала. Для достижения этой цели пробовали применять различные препараты («Mercurial», «Cialit») и методики, вплоть до использования гамма-облучения. Однако ртуть-содержащий раствор «Mercurial» (применялся при создании первых моделей биопротезов Carpentier) и водный препарат алюмосиликатов щелочных металлов «Cialit» (использовался для обработки ксеноаортального протеза, предложенного J.Binet с соавторами в 1965 г.) обладали преимущественно дезинфицирующими свойствами, но не сшивающей активностью. Поэтому уже на первом году после протезирования практически все пациенты нуждались в реоперации [17, 25,42].
Принципиально новый подход был предложен M.O Brien и J.Сlarebrought в 1966 г. - использование 4% формальдегида. Впоследствии он был заменен на глутаральдегид, который впервые предложил А.Carpentier в сочетании с метапериодатом натрия. Впоследствии в лаборатории W.Hancock отказались от использования метапериодата, и уже в 1969 г. на рынке появились первые биопротезы, которые были обработаны только глу-таровым альдегидом под высоким давлением - Hancock Standart. Биопротез Hancock Standart –это первый каркасный биопротез, продержавшийся в кар-диохирургической практике около 10 лет. Изготавливали его из цельного аортального комплекса свиньи, основная особенность состояла в наличии мышечного валика у основания правой коронарной створки, которая выступала в просвет протеза и создавала стенотический эффект. Каркас протеза был выполнен из полипропилена, а дополнительную жесткость придавало металлическое кольцо у основания клапана.
Первый клинический опыт применения этого типа протезов показал хорошие результаты. Однако промежуточные и отдаленные показатели свидетельствовали о достаточно высоком уровне структурных дисфункций, которые, как правило, были обусловлены кальцификацией биопротеза, разрывом створок в местах крепления к комиссурам, образованием паннуса [76, 88, 121, 152,163, 179].
Совершенствование биологических протезов протекало далее в трех направлениях: оптимизация конструкции каркаса; методики моделирования биоматерила на этом каркасе; разработка новых технологий консервации биологической ткани.
Идея составной конструкции биологического клапана, принадлежащая M.O Brien и успешно реализованная в протезе «Hancock Porcine Modified Orifice» и Hancock II, заключалась в замене правой коронарной створки на некоронарную, взятую от другого ксеноаортального комплекса, за счет чего нивелировался стенотический эффект мышечного валика.
Впоследствии протезы «Hancock Standard», «Hancock Porcine Modified Orifice» и «Hancock II» были отнесены к первому поколению биологических клапанов, основными особенностями которого следует считать: применение аортального комплекса свиньи (цельного с мышечным валиком или составного, без валика), фиксированного на жестком или полужестком каркасе, консервированного раствором глутаральдегида различных концентраций при высоком (60-100 мм рт. ст.) давлении.
Однако промежуточные и отдаленные результаты применения биологических протезов первого поколения свидетельствовали о достаточно высоком уровне структурных дисфункций, которые, как правило, были обусловлены кальцификацией биопротеза, разрывом створок в местах крепления к комиссурам, образованием паннуса [76, 88,121, 152, 163, 179].
Таким образом, стало очевидным, что структурная дисфункция биологического клапана определяется не только способностью биоматериала сохранять упруго-прочностные свойства, но также распределением механической нагрузки и усталостными деформациями биоткани, что зависит всецело от пространственной конфигурации каркаса протеза и упругих свойств материала, из которого он изготовлен [4,167].
Характеристика групп «современных» моделей протезов
Средний функциональный класс по классификации Нью-Йоркской ассоциации сердца в исследуемых выборках не имел достоверных различий.
В обеих группах преобладали пациенты, имеющие IIА и IIБ стадию недостаточности кровообращения (по классификации Василенко-Стражеско). На их долю пришлось более 90% случаев. Доля больных с III ст. недостаточности кровообращения составила 1,2% в группе «МИКС» и 1,7% - в группе «КемКор» (р=0,880). В тоже время, количество больных с I стадией недостаточности кровообращения было значимо выше у реципиентов «МИКС» (р=0,05).
Пониженная фракция выброса была отмечена у 12,9% реципиентов «МИКС» и у 6,8% пациентов, получивших «КемКор» (р=0,08).
Группы «МИКС» и «КемКор» сопоставимы и по распространенности сопутствующих заболеваний - артериальной гипертензии (р=0,10), сахарного диабета (р=0,10), почечной недостаточности (р=0,06) и дыхательной недостаточности (р=0,10).
Более 60% пациентов в обеих группах до операции имели фибрилляцию предсердий.
Из осложнений порока до операции у пациентов группы «МИКС» чаще наблюдали системные тромбоэмболии (р=0,02), у реципиентов «КемКор» -тромбоз левого предсердия (р=0,05). Среди больных, которым имплантировали «МИКС», достоверно (р=0,02) чаще встречали сопутствующие стеноти-ческие поражения коронарных артерий и предшествующий вмешательству на клапанах инфаркт миокарда. При этом именно в группе «МИКС» было достоверно больше пациентов с однососудистым (р=0,001) и трехсосудистым (р=0,001) поражением коронарного русла, в то время как число пациентов с поражением двух венечных артерий было почти одинаковым (р=0,85).
Кроме того, в группе «МИКС» доля пациентов с многоклапанными пороками была почти в 3 раза больше (р=0,001).
Соответственно, в группе «МИКС» в 1,5 раза чаще (р=0,01) выполняли сочетанные операции: преимущественно - 23,0% - митрально-аортальное протезирование, в 12 случаях (6,7%) дополненное пластикой и в трёх случаях (1,7%) - протезированием трехстворчатого клапана (таблица 3, 4). Сопутствующее коронарное шунтирование также чаще выполняли одновременно с имплантацией протезов «МИКС» (таблица 3). Имплантацию двух биологических протезов чаще (р=0,001) выполняли при коррекции митрального-трикуспидального порока. По количеству выполненных протезирований митрального клапана в сочетании с пластикой трикуспидального группы не различались. У реципиентов «КемКор» чаще (р=0,01) выполняли радиочастотную аблацию предсердий.
По соотношению доли повторных вмешательств группы практически не различались: «МИКС» - 27 (15,2%); «КемКор» - 33(14,1%) (р=0,10). При этом более 70% выполненных ранее операций были представлены закрытой митральной комиссуротомией: «МИКС» - в 21 случае, «КемКор» - в 29 случаях. Остальные вмешательства пришлись либо на открытую митральную комиссуротомию, либо на реваскуляризацию миокарда (прямую или чрескожную) (таблица 3).
Для более детального анализа результатов протезирования, с целью исключения всех осложнений, которые могли бы быть обусловлены наличием протеза в другой позиции, из общих групп «МИКС» и «КемКор» были выделены подгруппы с изолированным протезированием митрального клапана (иПМК). Изолированное митральное протезирование клапаном «МИКС» было выполнено 95 пациентам, клапаном «КемКор» - 160.
Сроки наблюдения в подгруппах иПМК составили от 0,3 до 16,7 лет, в среднем - 8,5±4,6 лет у реципиентов «МИКС» и 8,3±3,1 лет (от 0,9 до 16,1 лет) – у реципиентов «КемКор». Объём наблюдения был достоверно больше в подгруппе иПМК «КемКор»: 1142 пациенто-лет против 667,8 пациенто-лет в подгруппе иПМК «МИКС» (р= 0,001).
Больные в этих подгруппах не различались по возрастному и гендер-ному составу, этиологии порока, а также по большинству параметров, характеризующих исходную тяжесть состояния (таблица 5). Более 85% вмеша тельств в обеих подгруппах иПМК были первичными. Однако в подгруппе реципиентов «КемКор» было достоверно больше больных с фибрилляцией предсердий – 132 (82,5%), тогда как среди реципиентов «МИКС» - только 55 (57,9%) (р=0,001). Таблица 3 Характеристика оперативных вмешательств
Причина порока,n, (%):- Ревматическая болезнь сердца-Инфекционный эндокардит первичный-Инфекционный эндокардит вторичный, из них: на фоне ревматической болезни сердца, на фоне врожденного порока сердца.-Врожденный порок сердца-Дегенеративный порок сердца-Синдром соединительно-тканной дисплазии-опухоли сердца-травма сердца 72 (75,7%) 9 (9,5%) 5 (5,3%) 5 (5,3%)3 (3,1%) 1 (1,1%) 3 (3,1%)1 (1,1%) 1 (1,1%) 132 (82,5%) 9 (5,6%) 4 (2,5%) 4 (2,5%)1 (0,6%) 1 (0,6%) 12(7,6%)1 (0,6%) 0,080 0,080 0,060 0,0600,060 0,120 0,090 0,100 0,100
Ближайшие результаты протезирования в группах «МЕДИНЖ-2» и «ПериКор»
Следует отметить, что для большинства пациентов с дисфункциями, развившимися вследствие первичной тканевой несостоятельности и протезного эндокардита, данное осложнение не приводило к летальному исходу, так как летальность при повторных операциях составляла 10-13%. При этом госпитальная летальность при реоперациях в общей группе «КемКор» в 2003-2004 гг. составляла 28,6%, в 2005-2008 гг. она снизилась до 11,1%, а в 2009-2011гг. не превышала 6,5% в общей группе и 5,5% - в группе иПМК «КемКор».
Актуарные показатели отсутствия протезного эндокардита в общей группе «КемКор» к 5-му,10-му и 15-му годам составили 97,2%, 92,6% и 86,1%, соответственно; в подгруппе иПМК показатели были близки к таковым при многоклапанном протезировании (рисунок 12). У реципиентов «МИКС» показатель отсутствия протезного эндокардита, начиная с пятого года, сохранялся стабильно более высоким (р=0,010) - на уровне 98,7%, а при иПМК «МИКС» случаев протезного эндокардита не зафиксировано.
Годы после операции. Отсутствие различий в показателях протезного эндокардита в общей группе и группе иПМК «КемКор» свидетельствует о том, что количество клапанов, нуждающихся в замене и, следовательно, тяжесть исходного состояния пациента, объём и длительность хирургического вмешательства, продолжительность реабилитации на госпитальном этапе не оказывают влияния на частоту возникновения протезного эндокардита в отдаленном периоде.
Первичную тканевую недостаточность протеза наблюдали только у пациентов с протезом «КемКор». Актуарные показатели отсутствия ПТН че-рез 5, 10 и 15 лет после операции составили в общей группе 95%, 84,4% и 72,2% и были достоверно (р=0,040) ниже, чем при изолированном протезировании митрального клапана: 95,2%, 88,5% и 83,9% (рисунок 13). Это заставляет предполагать наличие неких взаимосвязей между исходной тяжестью состояния (многоклапанные пороки) и метаболическими факторами реципиента, ответственными за дегенерацию биологического протеза.
В подгруппе пациентов, перенесших иПМК протезом «МИКС», повторных операций не было. Среди неблагоприятных событий, приведших к 6 повторным операциям в общей группе «МИКС», помимо двух случаев протезного эндокардита, были отмечены 3 случая парапротезных фистул и один - тромбоза протеза. Все операции были выполнены в экстренном порядке, и госпитальная летальность составила 50%.
Актуарные показатели отсутствия реопераций в общей группе реципиентов «КемКор» составили 92,2%, 77% и 58,3%, в общей группе «МИКС» -98,5%, 97,7%, 96,2% к 5-му, 10-му и 15-му годам, соответственно (рисунок 14). Таким образом, к 15-му году наблюдения актуарный показатель отсутствия реопераций в общей группе «КемКор» был почти на 40% ниже, чем у
Время, годы после операции. реципиентов общей группы «МИКС». При иПМК протезом «МИКС» реопе-раций не было. У «КемКор» актуарные показатели отсутствия реоперации при иПМК были значительно выше, чем в общей группе: 92,4%, 78,7% и 71%, р=0,020.
Очевидно, что дисфункции биологических протезов «КемКор», как правило, имеют исход в реоперацию, однако развиваются медленно (на протяжении месяцев или даже лет), при этом есть время, необходимое для диагностики данного осложнения и проведения подготовки больного к операции. Реопе-рация у таких пациентов, как правило, носит плановый характер и, как было сказано выше, имеет более низкий риск госпитальной летальности. В то же время, дисфункции механических протезов протекают стремительно. Поэтому в данном исследовании в четырех случаях из десяти дисфункций протезов «МИКС» наблюдали внебольничный летальный исход и еще три случая госпитальной летальности при повторных операциях (таблица 14).
У реципиентов «МИКС» линеаризованные показатели тромбоэмболи-ческих осложнений были достоверно выше – 1,5 % на пациента в год против 0,6%/пац.-год. для больных с биопротезами. Следует отметить, что частота данного осложнения была одинаковой в общих группах и подгруппах иПМК (таблица 14).
Актуарные показатели отсутствия тромбоэмболических событий у реципиентов «МИКС» были ниже, чем у реципиентов «КемКор» и составили 93,9%, 90,2%, 84,9% на 5-м, 10-м и 15-х годах (рисунок 15). Необходимо отметить, что частота тромбоэмболий не зависела от количества протезированных клапанов в обеих группах (рисунок 16).
Сравнительная оценка динамики показателей левых отделов сердца при исходном митральном стенозе
Дооперационные значения конечного диастолического размера левого желудочка «Биопротезов», «МИКС» и «МЕДИНЖ-2» находились в пределах нормальных значений, что соответствует гемодинамической картине митрального стеноза (таблица 18). В ранние сроки после вмешательства были отмечены незначительные изменения данного показателя: в группах «Биопротезов» и «МЕДИНЖ-2» - уменьшение, «МИКС» - увеличение (таблица 18).
В отдаленном периоде КДР ЛЖ у реципиентов биопротезов почти при всех контрольных исследованиях имел нормальные значения. В группе «МИКС» уже на первом году КДР ЛЖ превышал нормальную величину и достигал 6,09см, затем этот показатель находился у верхней границы нормы. В группе «МЕДИНЖ-2» в отдаленном периоде КДР ЛЖ неуклонно увеличивался и к пятому году уже превышал нормальные значения, составляя 6,15 см (таблица 18).
При сравнении трех групп было отмечено только одно отличие: достоверно более высокое значение КДР ЛЖ в группе «МИКС» по отношению к биопротезам на первом году после имплантации клапана.
Исходные значения конечного систолического размера ЛЖ во всех исследуемых группах соответствовали нормальным и составили у реципиентов «Биопротезов» 3,45см, «МИКС» - 3,36см и «МЕДИНЖ-2» - 3,47 см. В ранние сроки после операции КСР ЛЖ имел тенденцию к незначительному снижению в группе «Биопротезов» и к небольшому увеличению - в группах механических клапанов.
В отдаленном периоде КСР ЛЖ у биологических протезов и у реципиентов «МИКС» почти во всех контрольных точках имел нормальные значения, в группе «МЕДИНЖ-2» КСР ЛЖ имел тенденцию к постепенному увеличению, превышая нормальные значения уже к 4-му году после операции (таблица 18).
Достоверных межгрупповых различий в значениях КСР ЛЖ за весь период наблюдения выявлено не было. Таким образом, можно сделать за 138 ключение, что тип имплантированного протеза при митральном стенозе не оказывает значимого влияния на линейные размеры левого желудочка как в ранние, так и в отдаленные сроки после операции.
Конечный диастолический и конечный систолический объём ЛЖ в раннем послеоперационном периоде у пациентов с «Биопротезами» незначительно уменьшался, у реципиентов механических протезов - незначительно увеличивался (таблица 19).
В отдаленном периоде объёмные показатели левого желудочка у реципиентов «Биопротезов», оставаясь в пределах нормы, имели тенденцию к плавному постепенному увеличению. В группе «МИКС» КДО и КСО ЛЖ также имели нормальные или близкие к верхней границе нормы значения. Ни у реципиентов «Биопротезов», ни у реципиентов «МИКС» объёмные показатели левого желудочка достоверно не отличались от данных, полученных при выписке, на протяжении всего срока наблюдения (таблица 19).
Иначе сложилась ситуация в группе «МЕДИНЖ-2». На протяжении первых пяти лет КДО и КСО ЛЖ у реципиентов «МЕДИНЖ-2» имели тенденцию к неуклонному росту, превышая показатели при выписке уже с первого года и достоверно превышая нормальные значения и значения, полученные в группах «Биопротезы» и «МИКС» уже с третьего года (таблица 19).
Фракция выброса левого желудочка во всех трех группах незначительно снижалась сразу после операции, далее без достоверных отличий внутри и между группами имела нормальные значения (таблица 20).
Ударный объём в группе «Биопротезы» в течение десяти лет и в группе «МЕДИНЖ-2» на протяжении пяти лет в основном соответствовал нормальным значениям, лишь изредка незначительно превышая их (таблица 21). Показатели УО у реципиентов «МИКС» практически во всех контрольных точках превысили верхнюю границу нормы почти на 20%.
