Из чего делают клапана для сердца (4 видео)

В настоящее время имеется два основных типа искусственных клапанов сердца: механические и биологические, которые имеют свои особенности, преимущества и недостатки.

Механические клапаны сердца

Это протезы, которые служат для замены функции естественного клапана сердца человека. Сердце человека имеет четыре клапана: трехстворчатый, митральный, пульмональный и аортальный. Предназначение клапанов сердца — обеспечить беспрепятственный ток крови через сердце по малому и большому кругу кровообращения к органам и тканям. В результате различных заболеваний нарушается работа клапанов (одного или нескольких), что проявляется сужением отверстия клапана или его недостаточностью. Оба этих процесса могут привести к постепенному развитию сердечной недостаточности и ухудшению самочувствия. Механические клапаны сердца предназначены для замены пораженного клапана протезом, чтобы восстановить его функцию и тем самым восстановить адекватную работу сердца.

Типы механических клапанов сердца

Видео:Клапаны сердцаСкачать

Существует три типа механических клапанов сердца: шариковые, наклонный диск и двустворчатые — в различных модификациях.

Первый искусственный клапан сердца был шариковый, он состоит из металлического каркаса, в котором заключен шарик из силиконового эластомера. Когда давление крови в камере сердца превышает давление снаружи камеры, шарик выталкивается против каркаса и дает течь току крови. По завершении сокращения сердечной мышцы давление в камере снижается и становится ниже, чем за клапаном, поэтому шарик движется в обратную сторону, закрывая проход крови из одной камеры сердца в другую. В 1952 году Чарльз Хафнейджел имплоантировал шариковый клапан сердца десяти пациентам (шесть из них выжило после операции), что означало первый успешный опыт долгосрочного применения искусственных клапанов сердца. Подобный же клапан был изобретен Майлз «Лоуэлл» Эдвардсом и Альбертом Старром в 1960 году (в литературе он встречается под названием силастиковый шариковый клапан). Первый имплантат клапана сердца у человека был сделан 21 сентября 1960 года. Он состоял из силиконового шарика, заключенного в каркас, созданный из основания клапана. Шариковый клапан характеризуется высокой тенденцией к образованию тромбов, поэтому такие пациенты вынуждены постоянно принимать высокие дозы антикоагулянтов. Фирма «Edwards Lifesciences» прекратила производство этих клапанов в 2007 году.

Вскоре были созданы дисковые клапаны сердца. Первым доступным в клинике искусственным дисковым клапаном сердца был клапан Бйорк-Шили, который с момента изобретения в 1969 году претерпел различные значительные изменения. Дисковый клапан состоит из одного кругового обтуратора, который регулируется металлической распоркой. Они производятся из металлического кольца, покрытого пористым политетрафторэтиленом, Механические протезы значительно более долговечны, но требуют пожизненной антикоагулянтной терапии, менее физиологичны. В общем, проблема выбора протеза — действительно большая проблема как для хирурга, так и для пациента. Поэтому девиз «Каждому больному — свой протезочень актуален и вряд ли утратит актуальность в обозримом будущем.в котором подшиты нити для удерживания клапана на месте. Металлическое кольцо с помощью двух металлических опор, держит диск, который открывается и закрывается во время выполнения сердца своей насосной функции. Сам диск такого клапана обычно делается из чрезвычайно твердого углеродного материала (пиролитический углерод), для того, чтобы клапан мог работать без изнашивания в течение многих лет. В США наиболее популярной моделью дискового клапана сердца является модель Medtronic-Hall. В некоторых моделях механических клапанов сердца диск разделен на две части, которые открываются и закрываются как двери.

Читайте также: Когда закрыты клапана 1 цилиндра

St. Jude Medical является лидером в производстве двустворчатых клапанов, который состоит из двух полукружных клапанов, которые вращаются вокруг распорки, прикрепленной к основанию клапана. Этот дизайн был предложен в 1979 году и, хотя, они помогали справиться с некоторыми проблемами, которые отмечались с некоторыми клапанами, двустворчатые клапаны подвержены наличию обратного тока крови (регургитации) и поэтому они не могут считаться идеальными. Однако, двустворчатые клапаны обеспечивают более естественный ток крови, по сравнению с шариковыми или дисковыми клапанами. Одним из преимуществ этих клапанов является то, что они хорошо переносятся пациентом.

Механические клапаны сердца сегодня являются наиболее надежными и заслуживающими доверия и позволяют пациенту жить нормальной жизнью. Большинство механических клапанов служат минимум в течение

Многие осложнения, связанные с механическими клапанами сердца могут быть объяснены гидравликой. Например, образование тромба является побочным эффектом врезающего воздействия, созданного формой клапанов. Идеальный искусственный клапан в перспективе должен быть с минимальным давлением на свои компоненты, характеризоваться минимальной регургитацией, минимальной турбулентностью и не разделять ток крови в области клапана.

Видео:Замена сердечного клапана: как продлить жизнь своего сердца?Скачать

Воздействие на кровь

Одним из главных недостатков механических клапанов сердца является то, что пациенты с такими клапанами вынуждены постоянно принимать препараты, разжижающие кровь (антикоагулянты). Тромбы, которые формируются в результате разрушения эритроцитов и тромбоцитов могут блокировать просвет сосудов, что ведет к серьезным последствиям.

Все модели механических клапанов сердца подвержены образованию тромбов ввиду высокой стрессовой активности, стагнации и разделения потока крови. Шариковый дизайн клапана приводит к воздействию на стенки, что повреждает клетки, а также разделению поток крови. Дисковый клапан также страдает разделением потока крови за распоркой клапана и диском в результате сочетания быстрого и медленного потоков. Двустворчатые клапаны характеризуются высокой стрессовой активностью, а также протечкой и замедлением тока крови рядом с клапаном.

В целом, повреждение клеток крови отмечается как в митральном, так и аортальном искусственных клапанах. Вальвулярный тромбоз характерен чаще всего для искусственного митрального клапана.

Так как механические клапаны сердца подвержены стрессовому воздействию, пациентам требуется постоянный прием антикоагулянтов. Биопротезы менее подвержены образованию тромбов, но учитывая их срок службы, они обычно наиболее применимы у людей старше 55 лет.

Механические клапаны сердца также могут вызывать гемолитическую анемию и гемолиз эритроцитов, когда они проходят через клапан.

Биологические клапаны

Видео:Протезирование аортального клапанаСкачать

Биологическое клапаны — это клапаны, которые создаются из животных тканей, например, из ткани клапанов сердца свиньи, при этом они проходят предварительно некоторую химическую обработку для того, чтобы они были пригодны для имплантации в сердце человека. Все дело в том, что свиное сердце больше других схоже с сердцем человека, и поэтому лучше всего подходит для использования в замене клапанов сердца. Имплантация свиных клапанов сердца — это тип т.н. ксенотрансплантации.

Читайте также: Клапаны пгву 291 80

В другом типе биологических клапанов применяется биологическая ткань, которая подшивается к металлическому каркасу. Ткань для таких клапанов берется из бычьего или лошадиного перикарда. Ткань перикарда очень подходит для клапанов ввиду своих чрезвычайных физических свойств. Этот тип биологических клапанов очень эффективен для замены. Ткань для таких клапанов стерилизуется, ввиду чего они перестают быть чужеродными для организма, и реакции отторжения не отмечается. Такие клапаны гибкие и прочные.

Механические протезы значительно более долговечны, но требуют пожизненной антикоагулянтной терапии, менее физиологичны. В общем, проблема выбора протеза — действительно большая проблема как для хирурга, так и для пациента. Поэтому девиз «Каждому больному — свой протез» очень актуален и вряд ли утратит актуальность в обозримом будущем.

Из чего делают клапана для сердца

а) Свиные клапанные протезы:

1. Принцип. Из биологических клапанных протезов наибольшую длительность применения имеют свиные, в частности клапанные протезы Hancock и Carpentier-Edwards. Это консервированные свиные аортальные клапаны, которые вмонтированы в проволочный каркас и обтянуты пришивным кольцом.

Видео:Клапаны сердцаСкачать

2. Преимущества и недостатки. Существенным преимуществом биологических протезов является их низкая тромбогенность и связанное с этим отсутствие необходимости в назначении антикоагулянтной терапии. Серьезный недостаток этих протезов — низкая износостойкость. Большую часть имплантированных биологических клапанных протезов приходится менять через 5-10 лет из-за развития в них дегенеративных изменений. Однако износостойкость существенно зависит от возраста больного и позиции, в которую имплантируют клапан. У пожилых больных биологические клапанные протезы служат значительно дольше, чем у больных молодого возраста и, кроме того, срок службы этих клапанных протезов при имплантации в аортальную позицию дольше, чем когда ими заменяют митральный клапан.

Условия консервации биологических клапанных протезов нового поколения, в частности применение более низкого давления при динамической обработке и иных консервантов (раньше использовали глутаральдегид), возможно, позволят повысить износостойкость. Еще один недостаток этих протезов состоит в том, что каркас у них занимает относительно много места и в связи с этим соотношение пришивного кольца и площади отверстия клапана оказывается неоптимальным. Поэтому, особенно при неблагоприятных местных условиях, например при небольшом размере аортального клапанного кольца, даже если клапанный протез функционирует нормально, на нем возникает высокий градиент давления. Для преодоления данной проблемы был предложен целый ряд технических решений. Так, используя особое пришивное кольцо, можно добиться его стояния над клапанным кольцом и тем самым увеличить эффективную площадь отверстия клапана. Другое решение состоит в хирургическом расширении клапанного кольца.

3. Бескаркасные биологические клапанные протезы. В последнее время стали применять также бескаркасные биологические клапанные протезы. Их имплантируют подобно свиному аортальному клапану в виде гомотрансплантата (см. далее). Такой биологический протез можно имплантировать либо с созданием своеобразной ниши для устьев коронарных артерий, т.е. субкоронарно, либо частично или полностью вместе с корнем аорты, вшивая в трансплантат устья коронарных артерий.

Читайте также: Трехходовой клапан для твердотопливного принцип работы

б) Клапанные протезы из перикарда:

1. Использование бычьего перикарда. Несколько менее надежными биологическими клапанными протезами являются искусственные клапаны из бычьего перикарда. Речь идет о каркасных биологических клапанных протезах, которые по форме напоминают аортальный клапан. Соотношение размера пришивного кольца и площади отверстия у них более благоприятное, и имеется возможность более гибкого подбора размера клапана. Недостатком клапанов из бычьего перикарда является высокая частота развития в них дегенеративных изменений и, кроме того, возможность разрыва створок клапана.

Видео:Пролапс митрального клапана. Что это и как быть.Скачать

2. Клапанные протезы из аутоперикарда. Клапанные протезы данного типа готовят путем взятия у больного во время операции кусочка перикарда и фиксации его к заранее приготовленному каркасу. По морфологическим особенностям клапанные протезы из аутоперикарда схожи с клапанами из бычьего перикарда.

Техника протезирования клапанов с помощью гомотрансплантата:
а — Выделенный гомотрансплантат, в который имплантируют устья коронарных артерий.
б — Субкоронарная имплантация (края протеза проходят ниже устьев коронарных артерий).
в — Имплантация протеза. Устья коронарных артерий вырезаны.
г — Протезирование корня аорты (корень аорты вводят в восходящую аорту; наружный слой образован аортой больного).

1. Принцип работы. Клапанные гомотрансплантаты представляют собой аортальный клапан или клапан легочной артерии, взятые у трупа как можно раньше, когда еще не погиб эндотелий. Существуют два варианта взятия гомотрансплантата. При первом варианте аортальную часть, которая несет на себе комиссуры створок клапана, оставляют, отделяя ее от остальной части стенки аорты, и при имплантации больному вшивают аортальное кольцо и стенку аорты субкоронарно. При втором — в гомотрансплантат включают корень аорты или часть его и при имплантации больному в него вшивают устья коронарных артерий.

2. Преимущества и недостатки. Преимуществом клапанных гомотрансплантатов являются превосходные гемодинамические характеристики, которые по существу соответствуют таковым нормального клапана, а также отсутствие необходимости в назначении антикоагулянтной терапии. Недостаток их состоит в повышении риска развития дегенеративных изменений в гомотрансплантате в связи с увеличением ожидаемой продолжительности жизни. Криоконсервация, которую в последнее время стали применять при изготовлении биологических клапанных протезов сердца, по-видимому, позволит существенно продлить срок службы клапанных гомотрансплантатов.

В последние годы изучается возможность применения человеческого митрального клапана для замены пораженного митрального клапана у больных. Имплантация консервированного митрального клапана — трудоемкая операция, которая в настоящее время пока находится на стадии эксперимента.

1. Принцип. При применении аутотрансплантатов (операция Росса) собственный клапан легочной артерии имплантируют в аортальную позицию, а клапан легочной артерии замещают гомотрансплантатом.

Видео:Борис Тодуров: чем опасны пороки клапанов сердца и как их распознать? ► О пороках сердца #5Скачать

2. Преимущества и недостатки. Операция технически сложная и трудоемкая, однако ее преимущество в том, что в легочную артерию, которая несет меньшую гемодинамическую нагрузку, имплантируют клапанный гомотрансплантат, а в случае необходимости повторной операции по замене пришедшего в негодность клапана ее легче выполнить, чем операцию на аорте; кроме того, операция Росса особенно оправданна у детей, учитывая их рост, а также отсутствие иммунологических осложнений. Операция превосходно восстанавливает гемодинамику и не требует назначения больным антикоагулянтной терапии.

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 6.1.2020