Протезування клапанів серця: види штучних клапанів і

6 грудня 1913 року народився відомий торакальний хірург Микола Амосов, який вніс істотний внесок в розвиток кардіохірургії. Зокрема, саме він в 1963 році провів першу в СРСР операцію з протезування мітрального клапана. За минулі роки трансплантація клапанів серця істотно удосконалилася, зараз такі операції проводяться в усьому світі і в багатьох країнах вважаються рядовими в кардіохірургії. Якими имплантами має сучасна медицина і як вони встановлюються, розбирався MedAboutMe.

Функції клапанів серця

Серце можна порівняти з насосом, який безперервно постачає організм кров'ю — артеріальна, що надходить до тканин, забезпечує їх киснем і живильними речовинами, а венозна, навпаки, забирає вуглекислий газ і продукти метаболізму. Ефективність роботи серця залежить від того, наскільки добре воно здатне перекачувати кров і розділяти ці два потоки.

Серце складається з чотирьох камер, які, послідовно наповнюючись і стискаючись, виштовхують кров в судинне русло. Камери розділені клапанами — аортальним, мітральним, тристулковим і легеневим. І саме вони відповідають за потік крові в правильному напрямку.

Дефекти клапанів (провисання і руйнування стулок) призводять до того, що закриваються вони недостатньо щільно, на тлі чого виникає регургітація — зворотний потік крові. Це призводить до серцевої недостатності і в тяжких випадках становить загрозу життю. Такі патології завжди вимагають оперативного лікування, але тільки в крайніх випадках мова йде про трансплантацію.

Пороки серця бувають вродженими і набутими. В операціях часто потребують діти та люди похилого віку. Наприклад, за статистикою у 10% пацієнтів старше 75 років розвивається порок мітрального клапана. Такі категорії пацієнтів вимагають особливого підходу в проведенні операцій на серці і подальшої реабілітації. І це, безумовно, позначилося на розвитку методик протезування.

Механічні серцеві клапани

Першими в кардіохірургії стали застосовуватися механічні клапани, які повністю складаються з штучних матеріалів. Спочатку були розроблені пелюсткові протези, які імітували будова натурального клапана зі стулками. Однак досить швидко виявилося, що конструкція ненадійна, протези зношувалися і в деяких випадках руйнувалися вже за рік. Крім цього, повторити природний рух стулок за допомогою штучних матеріалів не виходило — при закритті клапан створював гідравлічний удар, який приводив до руйнувань формених елементів крові і тромбоутворення. Ця проблема до кінця не вирішена і сьогодні, тому при установці механічних клапанів людина змушена довічно приймати антикоагулянти, що розріджують кров.

Пелюсткові клапани були на деякий час майже забуті, але сьогодні з появою еластичних полімерів, інтерес до них відродився. Нові матеріали дозволяють створювати довговічні протези з мінімальним ризиком утворення тромбів, але поки такі моделі знаходяться на стадії розробки.

Незважаючи на всі недоліки механічних клапанів, вони використовуються в 45% операцій. У сучасній кардіохірургії популярною стала більш прогресивна конструкція — вентильні клапани, в яких перекриття потоку крові забезпечується різними замикаючими елементами, наприклад, невеликим кулькою. Одним з варіантів є двостулковий штучний клапан серця, який використовується частіше інших протезів.

Біологічні серцеві клапани

Вирішити проблеми жорстких механічних клапанів дозволили біологічні протези. Ці конструкції частково складаються із спеціально оброблених тканин тваринного (свині, бика) або людини. Розробки в цьому напрямку з'явилися в 60-х роках ХХ століття, практично одночасно з першими моделями механічних клапанів. Спочатку натуральні елементи фіксувалися на жорсткому штучному кільці. Сучасні ж конструкції відрізняються гнучкими каркасами.

За рахунок використання натуральних еластичних тканин біологічні протези забезпечують більш м'який потік крові і не призводять до утворення тромбів. Крім цього, не дивлячись на те що їх термін служби менше, ніж у механічних, виходять з ладу вони поступово, тому операцію по заміні клапана можна проводити планово.

Основна проблема таких клапанів — кальцифікація, відкладення кальцію на еластичних натуральних елементах. Саме вона і є головною причиною зносу протеза. Тому сучасні дослідження пов'язані з поліпшенням обробки використовуваних в імплантаті тканин, яка допомагає зменшити відкладення кальцію. Одну з перспективних розробок недавно представив Новосибірський Національний медичний дослідний центр ім. академіка О. М. Мешалкина. Лікарям вдалося створити протез з особливим розрізом і відсутністю швів, крім цього, біотканини оброблялася за новою технологією із застосуванням препаратів бісфосфонатів. Це дозволило істотно зменшити кальцифікацію. Такі клапани планується застосовувати в дитячій кардіохірургії — довговічність допоможе скоротити число операцій по заміні клапанів протягом життя пацієнта.

Клапанний гомографт і нові розробки

Операції на серцевих клапанах стають все більш поширеними, головним завданням кардіохірургії в цьому напрямку є створення таких протезів, які викликали б мінімум ускладнень і не зношувалися. Одним з варіантів є клапанний гомографт — варіант біологічних протезів, в якому в якості натуральних елементів використовуються тканини людини, включаючи і серцеві клапани. Від аналогів такі імпланти відрізняються кращими показниками приживлюваності і часто використовуються для операцій у дітей, в тому числі в разі вроджених вад у немовлят. При установці такого протеза рідше спостерігаються запальні ускладнення, тому він рекомендований пацієнтам з ризиком розвитку інфекційного ендокардиту.

Головний недолік клапанного гомографта — рідкість і невеликий термін зберігання. Крім цього, кожен штучний клапан унікальний і в виробництві вимагає досить складних технологічних умов. Ціна протеза набагато вище, ніж у аналогів.

Знизити ризик ускладнень при трансплантації можна за рахунок встановлення індивідуальних протезів, які враховують анатомічні особливості серця конкретного пацієнта. Перспективним напрямком тут є 3D-друк. У 2017 році тривимірні моделі транскрипційного аортального клапана створили фахівці з Stewart School of Industrial and Systems Engineering at Georgia Institute of Technology в Атланті. За допомогою нових технологій друку вченим вдалося створити протези, які знижують ризик розвитку паравалюлярной витоку — струму крові навколо клапана, а не через нього.

Операції на серці з протезування клапанів

Крім вибору типу штучного клапана, проблему становило і проведення самої операції. Досить довгий час протезування робилося на відкритому серці, для чого проводилася торакотомія — розтин грудної клітини. При заміні клапана лікарі зупиняли серце і підключали пацієнта до системи штучного кровообігу. Саме ця особливість операції і приводила до цілого ряду небезпечних ускладнень. Більш того, літнім людям такі маніпуляції часто взагалі протипоказані, а вони — одна з головних категорій пацієнтів на протезування.

Рішення дала ендоваскулярна хірургія — малоінвазивна операція, яка проводиться через кровоносні судини. За ним за допомогою катетера до серця доставляється і встановлюється протез. Метод не вимагає загального наркозу і, головне, зупинки серця і підключення пацієнта до системи штучного кровообігу. Стандартом для заміни аортального клапана стала методика TAVI (транскатетерна імплантація аортального клапана), при якій протез вводиться пацієнтові через прокол в стегнової вені. Такі операції не протипоказані пацієнтам літнього віку і проводяться в два етапи — спочатку робиться стентування коронарних судин, яке допомагає знизити ризик інфаркту, а після через кілька днів встановлюється клапан. При цьому методики постійно удосконалюються, наприклад, сьогодні російський Науково-практичний центр інтервенційної кардіоангіологіі проводить обидві процедури за одне втручання, що робить операцію ще більш безпечною.

У 2018 року лікарі Новосибірського Національного медичного дослідницького центру ім. академіка О. М. Мешалкина створили біологічний мітральний клапан, який теж можна встановити ендоваскулярних методом.

пройдіть тест

Тест на виявлення ризику гіпертонії Чи знаєте ви про те, яке у вас артеріальний тиск? Але ж воно є одним з головних показників стану здоров'я. Ми пропонуємо пройти маленький тест, який дозволить вам визначитися з цим питанням і розібратися з тим, що слід зробити для підтримки АТ в нормі.

Використано фотоматеріали Shutterstock