Создание модели аортальной регургитации на изолированном свином сердце и клапаносохраняющее протезирование корня аорты с применением нового устройства для позиционирования створок аортального клапана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Клапаносохраняющие операции при аневризмах корня и восходящей аорты, сочетающихся с аортальной регургитацией (АР), являются актуальным и активно развивающимся направлением. Путями совершенствования данных операций является разработка новых устройств для упрощения и стандартизации клапаносохраняющей коррекции с использованием животных моделей и тестированием в эксперименте.

Цель. Обзор экспериментальных методов моделирования аневризмы корня аорты и АР, методов упрощения клапаносохраняющего протезирования данного отдела аорты, включая разработанное нами новое устройство для позиционирования створок аортального клапана (АК) в ходе клапаносохраняющего протезирования корня аорты с реимплантацией АК (операции Дэвида).

Материал и методы. Компоненты разработанного устройства изготовлены методом трехмерной печати с предварительным моделированием в параметрической среде автоматизированного проектирования с открытым исходным кодом FreeCAD 0.20.1. Оценена возможность проведения операции Дэвида на изолированном корне аорты свиньи в эксперименте с применением нового устройства.

Результаты. В ходе экспериментов выполнялось протезирование корня аорты с реимплантацией АК на изолированном корне аорты свиньи. Мы отметили, что разработанное устройство обеспечивает хорошую экспозицию зоны хирургической коррекции и снижает вероятность повреждения в процессе реимплантации структур корня аорты, в особенности створок АК. Применение устройства позволяет не прибегать к помощи ассистентов в ходе основного этапа вмешательства, что уменьшает вероятность оператор-ассоциированных осложнений.

Заключение. Стандартизация и упрощение реимплантации створок АК при протезировании корня аорты, с помощью разработанного нами устройства, достигается путем выполнения пробного позиционирования створок АК и гидравлических проб при различных позициях створок, что упрощает поиск оптимальной точки коаптации и позволяет сохранять найденную наилучшую позицию створок до момента их фиксации внутри протеза. Направлениями дальнейших исследований являются совершенствование конструкции разработанного устройства, экспериментальные исследования с оценкой результата клапаносохраняющей операции в условиях пульсирующего потока жидкости, тестирование технологии на крупных лабораторных животных.

Об авторах

В. Е. Успенский

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7929-0594

доктор медицинских наук

 

Россия, Санкт-Петербург

В. Л. Сапранков

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5148-4303
Россия, Санкт-Петербург

М. В. Гуськова

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9115-0230
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Гурщенков

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8494-0646
Россия, Санкт-Петербург

Я. Г. Торопова

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1629-7868

доктор биологических наук

Россия, Санкт-Петербург

М. С. Медведь

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2825-899X
Россия, Санкт-Петербург

В. С. Кучеренко

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5493-5205

доктор медицинских наук

Россия, Санкт-Петербург

М. Л. Гордеев

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России

Email: v.e.uspenskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5362-3226

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Isselbacher E.M., Preventza O., Hamilton Black J. 3rd. et al. 2022 ACC/AHA Guideline for the Diagnosis and Management of Aortic Disease: A Report of the American Heart Association/American College of Cardiology Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 2022; 146 (24): e334–e482. doi: 10.1161/CIR.0000000000001106
  2. Gouveia E.M.R., Silva Duarte G., Lopes A. et al. Incidence and prevalence of thoracic aortic aneurysms: a systematic review and meta-analysis of population-based studies. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2022; 34 (1): 1–16. doi: 10.1053/j.semtcvs.2021.02.029
  3. McClure R.S., Brogly S.B., Lajkosz K. et al. Epidemiology and management of thoracic aortic dissections and thoracic aortic aneurysms in Ontario, Canada: A population-based study. J Thorac Cardiovasc Surg. 2018; 155 (6): 2254–64.e4. doi: 10.1016/j.jtcvs.2017.11.105
  4. Бокерия Л.А., Милиевская Е.Б., Прянишников В.В. и др. Сердечно-сосудистая хирургия – 2022. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева Минздрава России, 2023; 344 с. [Bokeria L.A., Milievskaya E.B., Pryanishnikov V.V. et al. Diseases and congenital anomalies of the circulatory system. Moscow: Bakoulev NMRC of CVS of the Ministry of Health of Russia, 2023; 344 p. (in Russ.)].
  5. Россейкин Е.В., Белов Ю.В., Комаров Р.Н. и др. Отдаленные результаты применения модифицированного клапансодержащего кондуита. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2014; 7 (2): 43–5 [Rosseikin E.V., Belov Yu.V., Komarov R.N. et al. Long-term results of modified valved conduit using. Russian Journal of Cardiology and Cardiovascular Surgery. 2014; 7 (2): 43–5 (in Russ.)].
  6. Белов Ю.В., Комаров Р.Н., Россейкин Е.В. и др. Является ли процедура Бенталла «золотым стандартом» хирургии аневризм восходящей аорты с аортальной недостаточностью? Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2013; 2: 135–9 [Belov Yu.V., Komarov R.N., Rosseikin E.V. et al. Is the Bentall operation “gold standart” surgical aneurysm of the ascending aorta with aortic insufficiency? Pirogov Russian Journal of Surgery. 2013; 2: 135–9 (in Russ.)].
  7. Чернявский А.М., Альсов С.А., Сирота Д.А. и др. Отдаленные результаты операции реимплантации аортального клапана у пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты и сопутствующей аортальной недостаточностью. Ангиология и сосудистая хирургия. 2015; 1: 141–7 [Chernyavskiy A.M., Al'sov S.A., Sirota D.A. et al. Remote results of reimplantation of the aortic valve in patients with ascending aortic aneurysm accompanied by aortic insufficiency. Angiology and Vascular Surgery. 2015; 1: 141–7 (in Russ.)].
  8. Гордеев М.Л., Успенский В.Е., Ибрагимов А.Н. и др. Хирургическое лечение аневризм восходящего отдела аорты. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2016; 9 (3): 42–50 [Gordeev M.L., Uspenskii V.E., Ibragimov A.N. et al. Surgical treatment of ascending aortic aneurysms. Russian Journal of Cardiology and Cardiovascular Surgery. 2016; 9 (3): 42–50 (in Russ.)]. doi: 10.17116/kardio20169342-50
  9. Maddalo S., Beller J., DeAnda A. A Bentall is not a Bentall is not a Bentall: the evolution of aortic root surgery. Aorta (Stamford). 2014; 2 (5): 169–78. doi: 10.12945/j.aorta.2014.14-021
  10. Ohtsubo S., Itoh T., Furukawa K. et al. Geometrical difference between an ascending aneurysm and a root aneurysm in valve-sparing operations. Jpn J Thorac Cardiovasc Surg. 2002; 50 (2): 59–65. doi: 10.1007/BF02919666
  11. Lipiski M., Eberhard M., Fleischmann T. et al. Computed Tomography-based evaluation of porcine cardiac dimensions to assist in pre-study planning and optimized model selection for pre-clinical research. Sci Rep. 2020; 10 (1): 6020. doi: 10.1038/s41598-020-63044-1
  12. Martin C., Pham T., Sun W. Significant differences in the material properties between aged human and porcine aortic tissues. Eur J Cardiothorac Surg. 2011; 40 (1): 28–34. doi: 10.1016/j.ejcts.2010.08.056
  13. Erasmi A., Sievers H.H., Scharfschwerdt M. et al. In vitro hydrodynamics, cusp-bending deformation, and root distensibility for different types of aortic valve-sparing operations: remodeling, sinus prosthesis, and reimplantation. J Thorac Cardiovasc Surg. 2005; 130 (4): 1044–9. doi: 10.1016/j.jtcvs.2005.06.005
  14. Ayaon-Albarran A., Fernandez-Jimenez R., Silva-Guisasola J. et al. Systolic flow displacement using 3D magnetic resonance imaging in an experimental model of ascending aorta aneurysm: impact of rheological factors. Eur J Cardiothorac Surg. 2016; 50 (4): 685–92. doi: 10.1093/ejcts/ezw132
  15. Magalhaes M.A., Lipinski M.J., Minha S. et al. Aortic valve ChromaFlo®: a feasibility study of aortic regurgitation and effective annular aortic area assessment in a porcine model. Cardiovasc Revasc Med. 2014; 15 (3): 156–9. doi: 10.1016/j.carrev.2014.02.006
  16. Zhu Y., Imbrie-Moore A.M., Paulsen M.J. et al. A novel aortic regurgitation model from cusp prolapse with hemodynamic validation using an ex vivo left heart simulator. J Cardiovasc Transl Res. 2021; 14 (2): 283–9. doi: 10.1007/s12265-020-10038-z
  17. Paulsen M.J., Imbrie-Moore A.M., Baiocchi M. et al. Comprehensive ex vivo comparison of 5 clinically used conduit configurations for valve-sparing aortic root replacement using a 3-dimensional-printed heart simulator. Circulation. 2020; 142 (14): 1361–73. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046612
  18. Krüger T., Grigoraviciute A., Veseli K. et al. Elastic properties of the young aorta: ex vivo perfusion experiments in a porcine model. Eur J Cardiothorac Surg. 2015; 48 (2): 221–7. doi: 10.1093/ejcts/ezu438
  19. Maselli D., Weltert L., Scaffa R. et al. Differences in aortic cusp coaptation between the reimplantation and the remodeling techniques of aortic valve-sparing surgery: an in vitro porcine model study. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014; 147 (2): 615–8. doi: 10.1016/j.jtcvs.2013.01.029
  20. Leontyev S., Schamberger L., Davierwala P.M. et al. Early and late results after David vs Bentall procedure: a propensity matched analysis. Ann Thorac Surg. 2020; 110 (1): 120–6. doi: 10.1016/j.athoracsur.2019.10.020
  21. Schafers H.J. Aortic valve repair: easy and reproducible? J Thorac Cardiovasc Surg. 2015; 149 (1): 129–30. doi: 10.1016/j.jtcvs.2014.09.022
  22. David T.E. Current readings: Aortic valve-sparing operations. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2014; 26 (3): 231–8. doi: 10.1053/j.semtcvs.2014.10.002
  23. David T.E. Aortic valve-sparing operations. Ann Thorac Surg. 2024; 117 (1): 45–53. doi: 10.1016/j.athoracsur.2023.09.027
  24. Akimoto H., Tsuru Y., Yokoyama H. et al. Commissure holder: an innovative device for aortic valve-sparing technique. Ann Thorac Surg. 2001; 71 (4): 1380–1. doi: 10.1016/s0003-4975(00)02451-6
  25. Jelenc M., Jelenc B., Kneževic I. et al. New graft sizing rings for aortic valve reimplantation procedures. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2018; 26 (1): 1–3. doi: 10.1093/icvts/ivx257
  26. Успенский В.Е., Сапранков В.Л., Мазин В.И. и др. Устройство для интраоперационного позиционирования створок аортального клапана при клапаносохраняющем протезировании корня аорты. Патент RU 2822548 C1. Дата регистрации: 11.01.2024 [Uspenskiy V.E., Saprankov V.L., Mazin V.I. et al. A device for intraoperative positioning of aortic valve cusps during valve-sparing aortic root replacement. Patent RU 2822548 C1. Date of registration: 11.01.2024 (in Russ.)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Общий вид устройства для позиционирования аортальных створок при клапаносохраняющем протезировании корня аорты с реимплантацией АК

Скачать (294KB)
3. Рис. 2. Этапы экспериментального клапаносохраняющего протезирования корня аорты: а – синусы Вальсальвы вместе с устьями коронарных артерий иссечены, створки АК мобилизованы и выделены на комиссурах; б – швы проведены через ВТЛЖ и протез корня аорты, створки на комиссурах помещены внутрь протеза; в – вокруг протеза корня аорты позиционировано проксимальное кольцо устройства; г – позиционированы проксимальное и дистальное кольца устройства, створки АК пробно фиксированы внутри протеза с достижением оптимального положения для реимплантации

Скачать (687KB)
4. Рис. 3. Изолированные корни аорты свиней, использованные в качестве моделей при экспериментальной операции Дэвида

Скачать (397KB)
5. Рис. 4. Клапаносохраняющее протезирование корня аорты: а, б – корректное позиционирование створок АК после реимплантации с формированием высоко расположенной широкой зоны коаптации; в – оценка реимплантации корня аорты после рассечения протеза в зоне одной из комиссур

Скачать (687KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».