Vještačke srčane valvule

Postoje dvije osnovne vrste vještačkih srčanih valvula. To se mehaničke i biološke vještačke valvule. Biološke proteze se životinjskog porjekla i prave se od goveđeg ili svinjskog perikarda. Mehaničke valvule se prave od različitog sintetskog materijala u zavisnosti od vrste proizvođaća.

Historijat razvoja

Otkrićem mašine za ekstrakorporalnu cirkulaciju (vantjelesni krvotok) i usavršavanjem tehnike njene primjene učinjen je ogroman korak naprijed u hirurškom liječenju i najkompleksnijih urođenih srčanih mana čime je došlo do razvoja valvularne hirurgije. Gibon je 1953. god., prvi, uspješno primjenio ekstrakorporalnu cirkulaciju za zatvaranje atrijalnog septalnog defekta. Primjenom mašine za vantjelesni krvotok (EKK), kardioplegije, umjerene i duboke hipotermije, uz egzaktnu dijagnozu, anesteziju, preoperativni, operativni i postoperativni tretman, pacijenti se sada mogu podvrgnuti složenim operativnim zahvatima na oboljelim srčanim valvulama.

Prva operacija zamjene valvule je izvedena 1960. godine, a za taj pionirski poduhvat, koji je znatno produžio očekivano vrijeme života pacijenta, možemo da zahvalimo hirurzima, Harken-u i Starr-u, koji su prvi primjenili vještačke valvule zasnovane na principu kugle.

U toku 70-ih i 80-ih hirurške tehnike su znatno poboljšane, kao i same hemodinamske osobine vještačkih valvula, čime su znatno smanjene komplikacije tokom ovih hirurških zahvata.

Godine 1995. samo u Njemačkoj je ugrađeno 18.285 vještačkih valvula, od čega 13.123 mehaničkih valvula (71,7%) i 5162 biološke valvule (28,3%).

U narednih nekoliko godina taj odnos se zadržao na 70:30, s tim da se uz iznalaženje i poboljšavanje načina obrade i fiksacije bioloških proteza očekuje i veći broj ugradnje istih, te promjena odnosa u korist bioloških proteza.

Mehaničke vještačke srčane valvule i indikacije za njihovu ugradnju

Za razliku od bioproteza, mehaničke valvule uopšte ne liče na prirodne. Svi dijelovi su tvrdi, neelastični, izrađeni od legura plemenitih metala, plastike impregnirane ugljenikom, silikonizirane gume i meka je jedino ogrlica obruča za provlačenje šavova. Kostur valvule je rigidan prsten sa produžecima u vidu kaveza ili prečki u kojima klackaju pločica ili loptica. Ventilnu funkciju obavlja loptica u tipu Starr-Edwardsove valvule^12-20, jedan diskus u tipu Bjork-Shiley ili dvije polukružne pločice po tipu leptiraste St.Jude valvule. Postoje valvule za mitralno i za aortno ušće. Konstrukcija pločica i ležišta u kojima one obavljaju svoju ventilnu funkciju je takva da se one pokreću minimalnom silom, da otpor prolasku krvi (zavisi od brzine proticanja) ima klinički značaj samo kod valvula malih dimenzija, da se ventil otvara i zatvara veoma brzo (što je važno u tahikardiji) u svim tipovima valvula. Razlike između njih postoje u strujanju krvi kroz njih: kroz neke je centralni, kroz druge periferni strujni tok, sa više ili manje vrtloženja itd., što sve nije presudno za dobru funkciju proteze. Savršene tehničke osobine mehaničke valvule, međutim, ne garantuju njenu idealnu funkciju. Glavni razlog tome je interakcija između vještačke valvule i krvi čiji neposredni rezultat je tromboza valvule u roku od nekoliko dana ukoliko se ona ne spriječava antikoagulantnim lijekovima. Zbog toga nosioci mehaničkih valvula moraju redovno (svakodnevno) i doživotno da uzimaju antikoagulantnu terapiju. Antiagregacioni lijekovi (aspirin) ne mogu da zamijene antikoagulantna sredstva (kumarinske preparate). Mehaničke valvule su značajno više podložne infekciji od oboljelih prirodnih valvula.

Postoje tri tipa mehaničkih vještačkih srčanih valvula:

1. Loptasta valvula (Starr-Edwards): ova valvula se proizvodi u veličinama 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 i 34 mm. Lopta je načinjena od silikona i sadrži barijum sulfat. Hemodinamske karakteristike kroz ovu valvulu daju veliki dijastolni gradijent. Uočljiva je komplikacija tromboembolizma kod ovih valvula.
2. Disk valvule: imamo dvije vrste disk valvula:

• Medtronic-Hall valve sastavljena je iz jednog komada titanijuma i valvula ima teflonski rotacioni prsten. Hemodinamika je dobra, a komplikacije tromboembolizma se javljaju u manjem omjeru.¹⁷
• Bjork-Shiley valvule koje su napravljene od metalnog prstena, a sam disk se inače pravi od jakog karbon materijala.

3.      Dvolisne valvule

• St. Jude valve: postoje standarne veličine 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31 i 33mm. Prva implantacija St.Jude valvule urađena je 1977 godine. Ova dvozalisna valvula ima dva kuspisa koja su okružena prstenom napravljenim od piroličkog karbona. Hemodinamika ove valvule je dobra, a najčešća komplikacija je tromboembolizam.
• Carbomedics valve je dvozalisna valvula sastavljena od karbona.

Glavna prednost mehaničkih valvula jeste njihova visoka trajnost i izdržljivost. Glavni nedostatak je sklonost stvaranja ugruška na svim mehaničkim valvulama. Kada se to dogodi valvula ne može više normalno funkcionirati. Zbog toga su bolesnici s ovim valvulama prisiljeni uzimati antikoagulantnu terapiju tijekom cijelog života. Postoji mala ali i moguća opasnost od moždanog udara.

Takođe postoji rizik pojave kontinuirane hemoragije kod pacijenata sa antikoagulantnom terapijom. Mogućnost ovih komplikacija su 1,5% godišnje, a rizik manjeg krvarenja je također isti.

Indikacije za primjenu mehaničkih valvula: velika je skupina oboljenja koja mogu dovesti do oštećenja valvula i do njihovih indikacija:

• Mitralna stenoza: nedovoljno otvaranje valvule nazivamo stenozom. Stenoza je najčešće posljedica reumatskog endokarditisa, čija fibrozna rezolucija trajno i čvrsto spaja susjedne dijelove slobodnih ivica, od komisura prema središtu otvora. Proces fibroziranja zahvata takođe listove i horde. Retrakcija fibroznog tkiva ne prestaje, te se tokom godina stepen stenoze neprekidno uvećava. Javljaju se recidivi reumatske groznice, dok infekcije u vidu infektivnog endokarditisa i degenerativne promjene komplikuju tok bolesti. Od akutnog reumatskog endokarditisa do kliničkog ispoljavanja mitralne stenoze obično prođe 5–7 i više godina, rijetko manje. Uzrok stenoze može da bude i kongenitalna anomalija. Drugi uzroci su degenerativna oboljenja. Prema veličini otvora, operacija je indikovana ako je on manji od 1,2 cm. U odnosu na hemodinamsko opterećenje indikovana je ako je prekapilarni pritisak viši od 2,4–2,7 kPa (18-20 mm Hg), a pulmonalni viši od 5,3–6,0 kPa (40–45 mm Hg). Neuspjeh medikamentne terapije (diuretici, antiaritmici, digitalis) da značajno smanje tegobe bolesnika, pogoršanja bolesti u atakama, tromboembolije, hemoptizije i desnostrana srčana slabost čine neosporne indikacije za operaciju.

• 

  Mitralna insuficijencija: Nepotpuno zatvaranje valvule u sistoli uz istovremeno vraćanje krvi iz komore u pretkomoru (regurgitacija) nazivamo mitralnom insuficijencijom. Može postojati kao izolovani poremećaj ili u kombinaciji sa stenozom mitralne valvule. Insuficijencija je najčešće posljedica reumatske bolesti srca. U akutnoj fazi reumatskog endokarditisa postoji mitralna regurgitacija zbog širenja mitralnog prstena. Kada bolest poprimi hronični tok, insuficijencija nestaje ukoliko endokarditis ne izmjeni strukturu valvule. U drugim slučajevima listovi zadebljaju, smanje se, horde se skrate, zadnji list se retrahuje ili se prednji opusti (prolaps), što stvara insuficijenciju. Drugi uzroci su degenerativna oboljenja vezivnog tkiva u kojima se kolagen zamenjuje kiselim mukopolisaharidima; horde i listovi se razvlače, dovodeći u 10% slučajeva do značajne regurgitacije uslijed izvrtanja (prolapsa) listova. Prekidanje pojedinih hordi takođe stvara insuficijenciju putem prolapsa slobodne ivice lista. U Marfanovom sindromu mitralna insuficijencija je rijeđe prisutna nego aortna (anuloektazma). Infektivni endokarditis razara valvulu, otkida horde i perforira listove. Proces obično prelazi sa već oboljele aortne valvule, ali može postojati i izolovano. Insuficijencija se pojavljuje naglo i može da ugrozi bolesnika. Insuficijencija mitralne valvule posle infarkta miokarda dijafragmalnog zida, papilarnih mišića i u sklopu dilatacione kardiomiopatije je blaga do umjerena. Traumatska insuficijencija zbog otkidanja hordi ili rupture papiparnog mišića neposredno ugrožava život. Indikovana je u bolesnika sa regurgitacijom 3+ i 4+, kada postoji smanjena ejekciona rakcija komore, proširenje sistolne i dijastolne dimenzije komore i plućna hipertenzija.

• Urođene bolesti srčanih valvula: ovdje ubrajamo urođeni poremećaj aortne valvule  tj. biskuspidne aortne valvule. Aortna valvula normalno se sastoji od  tri listića (kuspisa), a kod 1-2% populacije je biskuspidni, što može uzrokovati nepotpuno otvaranje ili zatvaranje.
• Bakterijske infekcije: neke bolesti kao što je reumatska groznica mogu djelovati na valvulu uzrokujući ožiljke ili potpuno oštećenje valvule.
• Proces starenja: može dovesti do slabljenja ili otvrdnuća srčanhih valvula, a to se događa zbog dugotrajnog rada (fino tkivo valvula se otvara i zatvara bezbroj puta tokom života).
• Kalcifikacija: ograničava pokretljivost valvula što dovodi do težeg otvaranja i  do nastanka stenoze (stenoza aortalnih ili mitralnih valvula.). Stenozu mogu uzrokovati razna oboljenja kao što smo ranije spomenuli reumatsku groznicu itd.

Biološke vještačke srčane valvule (bioproteze) i indikacije za njihovu ugradnju

Postoji više različitih bioloških valvula koje se koriste u kardijalnoj  hirurgiji.

• Ksenograft
• Homograft
• Autograft

Po obliku bioproteze imitiraju trolisnu semilunarnu valvulu aorte. Tri poluloptasta

listića su biološki materijal, prsten i potporni skelet su od metala presvučeni poroznim plastičnim materijalom. Biološki dijelovi su od aortne valvule svinje (tip Hancock, tip Carpentier Edwards), od perikarda teleta (tip Ionescu Shiley). Homografti pored aortne valvule u cijelini sadrže još i bulbus aorte bez koronarnih arterija. Dobijaju se aseptičkom preparacijom posebno gajenih životinja ili od davaoca organa, hermetizuju u konzervans ili fiziološki rastvor gde se čuvaju sa ograničenim rokom trajanja. Utvrđeni su znaci za nepodobnost konzervisane proteze. Sterilnost proteze prilikom ugrađivanja se ne provjerava, ali se istovremeno bakteriološki pregleda končić

potopljen u konzervans. Proteze čiji oblik listića nije prirodan (od perikarda, ranije od fascije) prilikom izrade se kalupe da bi dobile željeni sferični oblik. Homografti se uzimaju od ljudi na isti način kao i drugi organi. Dok su neki modeli identični za mitralnu i aortnu valvulu, drugi se razlikuju u detaljima. Bioproteze imaju ograničen radni vijek. Imunološki one nisu kompatibilne iako ne izazivaju reakciju odbacivanja. Sve su podložne degeneraciji u roku od 8 do 10 godina, u mlađih i dijece čak ubrzano. Posledica je smanjenje elastičnosti, smanjena mobilnost listića, ulaganje krečnih soli, rupture i tromboza sa deformacijom listića čija glavna posljedica je stenoza, odnosno insuficijencija viještačke valvule. Bioproteze su više podložne infektivnom endokarditisu nego oboljele prirodne valvule. U osnovi vidljivih promijena je ulaganje organskih materija i soli difuzijom iz plazme u listiće, degeneracija vezivnog tkiva listića sa bubrenjem kolagena, fragmentacijom elastičnih vlakana i infiltracijom ćelija. Proces degeneracije se može pratiti neinvazivnim metodama (ehokardiografija), a hemodinamske posljedice uobičajenim kliničkim i drugim metodama. Bioproteze imaju veliku prednost nad mehaničkim valvulama po tome što se na njima ne stvaraju trombi sve dok nisu degeneracijom teško izmjenjene. Zato u bolesnika sa sinusnim ritmom i dobrom funkcijom proteze antikoagulantna terapija nije potrebna. U onih sa apsolutnom aritmijom antikoagulantna terapija je usmjerena protiv tromboze u atrijumu, a ne na valvuli. Antiagregaciona terapija je opravdana i poželjna. Na progresivni tok degeneracije bioproteze ne može se ničim uticati.

Indikacije za primjenu bioloških valvula: Zamjena degenerisane valvule drugom viještačkom valvulom je jedini način liječenja. Izričite indikacije za implantaciju bioproteza su rijetki slučajevi zamjena valvule kod trudnica i bolesnika sa teško kontrolisanim, hroničnim ili recidivirajućim krvarenjima (dijateze, krvareći ulkus). Preporučuju se osobama starijim od 60 do 65 godina. Indikacije za zamjenu su stenoza zbog teško izmenjene valvule, stenoze sa insuficijencijom, insuficijencijom sa defektom tkiva valvule i infektivni endokarditis sa destrukcijom valvule. Pod teškim promijenama podrazumjevamo fibrozu koja je jako zadebljala listove, učinivši ih čvrstim, neelastičnim i nepokretnim, fibrozu koja je retrakcijom smanjila površinu lista, skratila i međusobno srasla horde do njihovog iščezavanja, egzulceracije, masivne  kalcifikate; prekid hordi, rupture i perforacije listova, mlitavost i krajnju istanjenost sa gubitkom elastičnosti tkiva i drugo sl. Zamijena se izvodi u istom operativnom aktu, kada se odustane od započete rekonstruktivne operacije ili ona očigledno nije uspijela zbog akutne postoperativne jastogene mitralne insuficijencije, kao reoperacija posle ranije izvedene reparatorne ili operacije zamijene iste valvule i rijetko kao konkomitantna procedura pri operaciji zbog ekstravalvularne bolesti (miksom, infarkt miokarda, kardiomiopatija).

Biološka ili mehanička proteza

• U prisutnosti dugotrajne atrijalne fibrilacije i odsutnosti bilo koje kontraindikacije za antikoagulacijom preporučuje se mehanička proteza^29,30.
• Pacijent koji preferira da ne uzima antikoagulantnu terapiju indicira se biološka proteza
• Indikacija biološke proteze kod starijih pacijenata
• Ukoliko postoji kontraindikacja za primjenu antikoagulantne terapije, pribjegava se bioprotezama
• Mnogi pacijenti sa bioprotezom u mitralnoj poziciji zahtjevaju antikoagulantnu terapiju neodređenog trajanja. Korištenje bioproteze sa antikoagulantnom terapijim negira prednosti ove proteze nad mehaničkom.
• Kod žena u reproduktivnoj dobi koje žele rađati se stavljaju biološke proteze

Komplikacije pri primjeni vještačkih valvula

1.Tromboembolizam

• Učestalost tromboembolizma  je oko 2% godišnje kod pacijenata koji se drže na trajnoj antikoagulantnoj terapiji
• Učestalost tromboembolizma kod bioproteza je oko 1% a pacijenti nisu pod antikoagulansima
• Polovina tromboemboličkih epizoda su minorne bez rezidualnog neurološkog deficita, perifernih ili koronarnih komplikacija

2.Morbiditet i mortalitet kao poslijedica antikoagulanasa

Pacijenti na trajnoj antikoagulantnoj terapiji imaju trajni rizik od hemoragičnih komplikacija:

• mala krvarenja (1,5%)
• velika krvarenja (1,5%)
• fatalne hemoragije (0,1%)

3.Strukturalna oštećenja

• Mehaničke valvule: ne zapažaju se oštećenja valvula.
• Svinjska  bioproteza: svinjske valvule u toku 10 godina imaju ispod 15% oštećenje valvule. A pacijenti stariji od 70 godina sa implantiranom svinjskom protezom imaju rijetka oštećenja.