vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2020-2-117-124vtio-1192Research ArticleТрансплантация сердца и вспомогательное кровообращениеHeart Transplantation and Assisted CirculationГидродинамическая эффективность бесшовного протеза клапана сердцаHydrodynamic performance of a novel suturelessprosthetic aortic valveКлышниковК. Ю.KlyshnikovK. Yu.

Клышников Кирилл Юрьевич

Адрес: 650002, Кемерово, Сосновый б-р., д. 6. Тел. (923) 516-68-66.

Kirill Klyshnikov

Address: 6, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002, Russian Federation. Tel. (923) 516-68-66

KlyshnikovK@gmail.comОвчаренкоЕ. А.OvcharenkoE. A.КудрявцеваЮ. А.KudryavtsevaYu. A.БарбарашЛ. С.BarbarashL. S.ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»РоссияResearch Institute for Complex Issues of Cardiovascular DiseasesRussian Federation202012072020222117124Copyright © Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Кудрявцева Ю.А., Барбараш Л.С., 20202020Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А., Кудрявцева Ю.А., Барбараш Л.С.Klyshnikov K.Y., Ovcharenko E.A., Kudryavtseva Y.A., Barbarash L.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/1192

Целью исследования стало гидродинамическое in vitro исследование разрабатываемого протеза клапана сердца II генерации, предназначенного для проведения вмешательства по типу «протез в протез». Материал и методы. Опытные образцы разрабатываемого изделия исследовали в условиях имитации физиологического режима работы сердца на установке пульсирующего потока Vivitro Labs (Канада) в сравнительном аспекте с клиническими коммерческими биопротезами клапана аорты «ЮниЛайн» (Россия). Образцы испытывали при имитации процедуры повторного бесшовного репротезирования. Результаты. Разрабатываемая конструкция продемонстрировала удовлетворительные характеристики – для всех случаев «имплантации» с позиции среднего транспротезного градиента (6,1–11,1 мм рт. ст.) и эффективно площади отверстия (1,60–1,81 см2 ). Анализ показателя фракции регургитации позволил определить оптимальные типоразмеры для имплантации по типу «протез в протез», которые впоследствии лягут в основу сайзинга при подборе необходимого типоразмера для реимплантации. Качественный анализ работы створчатого аппарата продемонстрировал наличие незначительной асимметрии для ряда протезов – как «ЮниЛайн», так и экспериментального протеза, в случае несоответствия типоразмеров при имитации процедуры «протез в протез». Заключение. Проведенные испытания демонстрируют состоятельность разрабатываемой конструкции с позиции гидродинамической эффективности и определяют основные закономерности подбора протеза для реимплантации относительно первичного клапана.

The aim of the study was an in vitro hydrodynamic study of the developed prosthetic heart valve of the second generation, designed to carry out an implantation using «valve-in-valve» method. Material and methods. Prototypes of the developed prosthesis were studied under simulated physiological conditions of the heart using a Vivitro Labs pulse duplicator (Canada) in a comparative aspect with «UniLine» clinical commercial aortic valve bioprosthesis (Russia). Samples were tested by simulating sutureless implantation procedure. Results. The developed valves showed satisfactory hydrodynamic characteristics – for all cases of «implantation» from the position of the average trans-prosthetic gradient (6.1–11.1 mm Hg) and the effective orifice area (1.60–1.81 cm2 ). The analysis of the regurgitation fraction allowed us to determine the optimal sizes for implantation using «valvein-valve» method, which subsequently will form the basis of sizing guidelines for size selection. A qualitative analysis of the leaflet’s work demonstrated the presence of slight asymmetry for a number of prostheses – in case of mismatch of sizes when simulating «valve-in-valve» procedure. Conclusion. The tests demonstrate the viability of the developed design from the standpoint of hydrodynamic efficiency and determines the basic rules of selecting a prosthesis for reimplantation relative to the primary valve.

гидродинамическая эффективностьпротез клапана аортытранспротезный градиентэффективная площадь отверстияhydrodynamic efficiencyaortic valve prosthesistrans-prosthetic gradienteffective orifice areaРабота выполнена в рамках фундаментальной темы НИИ КПССЗ № 0546-2015-0011 «Патогенетическое обоснование разработки имплантатов для сердечно-сосудистой хирургии на основе биосовместимых материалов, с реализацией пациенториентированного подхода с использованием математического моделирования, тканевой инженерии и геномных предикторов».ReferencesБокерия ЛА, Гудкова РГ. Сердечно-сосудистая хирургия – 2015. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения [Текст]; Секция по сердечнососудистой хирургии ученого совета Министерства здравоохранения Российской Федерации [и др.]. М.: Изд-во НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2002–2015. 225 с.Bokeriya LA, Gudkova RG. Serdechno-sosudistaya khirurgiya – 2015. Bolezni i vrozhdennye anomalii sistemy krovoobrashcheniya [Tekst]; Sektsiya po serdechno-sosudistoy khirurgii uchenogo soveta Ministerstva zdravookhraneniya Rossiyskoy Federatsii [i dr.]. M.: Izd-vo NTsSSKh im. A.N. Bakuleva RAMN, 2002– 2015. 225.Рогулина НВ, Одаренко ЮН, Кокорин СГ, Барбараш ЛС. Механические и биологические протезы в хирургии изолированного порока аортального клапана. Евразийский кардиологический журнал. 2016; 3: 42–43.Rogulina NV, Odarenko YuN, Kokorin SG, Barbarash LS. Mekhanicheskie i biologicheskie protezy v khirurgii izolirovannogo poroka aortal’nogo klapana. Evraziyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2016; 3: 42–43.Одаренко ЮН, Кокорин СГ, Стасев АН, Рогулина НВ, Бураго АЮ, Барбараш ЛС. 25-летний опыт применения ксеноаортальных эпоксиобработанных биопротезов в хирургии митральных пороков. Евразийский кардиологический журнал. 2016; 3: 45–46.Odarenko YuN, Kokorin SG, Stasev AN, Rogulina NV, Burago AYu, Barbarash LS. 25-letniy opyt primeneniya ksenoaortal’nykh epoksiobrabotannykh bioprotezov v khirurgii mitral’nykh porokov. Evraziyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2016; 3: 45–46.Кудрявцева ЮА, Насонова МВ, Акентьева ТН, Бураго АЮ, Журавлева ИЮ. Роль шовного материала в кальцификации кардиоваскулярных биопротезов. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2013; 4: 22–27.Kudryavtseva YuA, Nasonova MV, Akent’eva TN, Burago AYu, Zhuravleva IYu. Rol’ shovnogo materiala v kal’tsifikatsii kardiovaskulyarnykh bioprotezov. Kompleksnye problemy serdechnososudistykh zabolevaniy. 2013; 4: 22–27.Nishimura RA, Otto CM, Bonow RO, Carabello BA, Erwin JP 3rd, Guyton RA et al. ACC/AHA Task Force Members. 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: executive summary: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. Circulation. 2014; 129 (23): 2440–2492. doi: 10.1161/CIR.0000000000000029.Nishimura RA, Otto CM, Bonow RO, Carabello BA, Erwin JP 3rd, Guyton RA et al. ACC/AHA Task Force Members. 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: executive summary: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. Circulation. 2014; 129 (23): 2440–2492. doi: 10.1161/CIR.0000000000000029.Клышников КЮ, Овчаренко ЕА, Кудрявцева ЮА, Барбараш ЛС. Репротезирование клапанов сердца по методике «протез-в-протез». Российский кардиологический журнал. 2016; 11 (139): 73–80.Klyshnikov KYu, Ovcharenko EA, Kudryavtseva YuA, Barbarash LS. Reprotezirovanie klapanov serdtsa po metodike «protez-vprotez». Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2016; 11 (139): 73–80. doi: 10.15829/1560-4071-2016-11-73-80.Balsam LB, Grossi EA, Greenhouse DG, Ursomanno P, Deanda A, Ribakove GH et al. Reoperative valve surgery in the elderly: predictors of risk and long-term survival. Ann Thorac Surg. 2010; 90 (4): 1195–1200. doi: 10.1016/j.athoracsur.2010.04.057.Balsam LB, Grossi EA, Greenhouse DG, Ursomanno P, Deanda A, Ribakove GH et al. Reoperative valve surgery in the elderly: predictors of risk and long-term survival. Ann Thorac Surg. 2010; 90 (4): 1195–1200. doi: 10.1016/j.athoracsur.2010.04.057.Maganti M, Rao V, Armstrong S, Feindel CM, Scully HE, David TE. Redo valvular surgery in elderly patients. Ann Thorac Surg. 2009; 87 (2): 521–525. doi: 10.1016/j.athoracsur.2008.09.030.Maganti M, Rao V, Armstrong S, Feindel CM, Scully HE, David TE. Redo valvular surgery in elderly patients. Ann Thorac Surg. 2009; 87 (2): 521–525. doi: 10.1016/j.athoracsur.2008.09.030.Имаев ТЭ, Комлев АЕ, Колегаев АС и др. Современное состояние проблемы транскатетерного репротезирования клапанов сердца по методике «клапанв-клапан». Consilium Medicum. 2016; 18 (5): 89–92.Imaev TE, Komlev AE, Kolegaev AS i dr. Sovremennoe sostoyanie problemy transkateternogo reprotezirovaniya klapanov serdtsa po metodike «klapan-v-klapan». Consilium Medicum. 2016; 18 (5): 89–92.Regeer M, Merkestein L, de Weger A, Kamperidis V, van der Kley F, van Rosendael P et al. Left bundle branch block after sutureless, transcatheter, and stented biological aortic valve replacement for aortic stenosis. EuroIntervention. 2017; 12 (13): 1660–1666.Regeer M, Merkestein L, de Weger A, Kamperidis V, van der Kley F, van Rosendael P et al. Left bundle branch block after sutureless, transcatheter, and stented biological aortic valve replacement for aortic stenosis. EuroIntervention. 2017; 12 (13): 1660–1666.Алекян БГ, Григорьян АМ, Стаферов АВ, Карапетян НГ. Рентгенэндоваскулярная диагностика и лечение заболеваний сердца и сосудов в Российской Федерации – 2017 год. Эндоваскулярная хирургия. 2018. 5 (2): 93–240.Alekyan BG, Grigor’yan AM, Staferov AV, Karapetyan NG. Rentgenendovaskulyarnaya diagnostika i lechenie zabolevaniy serdtsa i sosudov v Rossiyskoy Federatsii – 2017 god. Endovaskulyarnaya khirurgiya. 2018. 5 (2): 93–240. doi: 10.24183/2409- 4080-2018-5-2-93-240.Барбараш ЛС, Клышников КЮ, Овчаренко ЕА, Стасев АН, Кокорин СГ. Патент на ПМ «Биологический протез для репротезирования клапанов сердца» № 156774. Опубл. 20.11.2015. Бюл. № 32: 11–13.Barbarash LS, Klyshnikov KYu, Ovcharenko EA, Stasev AN, Kokorin SG. Patent na PM «Biologicheskiy protez dlya reprotezirovaniya klapanov serdtsa» № 156774. Opubl. 20.11.2015. Byul. № 32: 11–13.Овчаренко ЕА, Клышников КЮ, Саврасов ГВ, Глушкова ТВ, Барбараш ЛС. Исследование гидродинамической функции малоинвазивного биопротеза клапана аорты. Комплексные проблемы сердечнососудистых заболеваний. 2016; 5 (2): 39–45.Ovcharenko EA, Klyshnikov KYu, Savrasov GV, Glushkova TV, Barbarash LS. Issledovanie gidrodinamicheskoy funktsii maloinvazivnogo bioproteza klapana aorty. Kompleksnye problemy serdechno-sosudistykh zabolevaniy. 2016; 5 (2): 39–45.Jeewandara TM, Wise SG, Ng MKC. Biocompatibility of Coronary Stents. Materials. 2014; 7 (2): 769–786. doi: 10.3390/ma7020769.Jeewandara TM, Wise SG, Ng MKC. Biocompatibility of Coronary Stents. Materials. 2014; 7 (2): 769–786. doi: 10.3390/ma7020769.Butany J, Collins MJ. Analysis of prosthetic cardiac devices: a guide for the practising pathologist. J Clin Pathol. 2005 Feb; 58 (2): 113–124. Review.Butany J, Collins MJ. Analysis of prosthetic cardiac devices: a guide for the practising pathologist. J Clin Pathol. 2005 Feb; 58 (2): 113–124. Review.Soares SJ, Feaver KR, Zhang W, Kamensky D, Aggarwal A, Sacks MS. Biomechanical Behavior of Bioprosthetic Heart Valve Heterograft Tissues: Characterization, Simulation, and Performance. Cardiovasc Eng Technol. 2016; 7 (4): 309–351. doi: 10.1007/s13239-016-0276-8.Soares SJ, Feaver KR, Zhang W, Kamensky D, Aggarwal A, Sacks MS. Biomechanical Behavior of Bioprosthetic Heart Valve Heterograft Tissues: Characterization, Simulation, and Performance. Cardiovasc Eng Technol. 2016; 7 (4): 309–351. doi: 10.1007/s13239-016-0276-8.Avanzini A, Battini D. Structural analysis of a stented pericardial heart valve with leaflets mounted externally. Proc Inst Mech Eng H. 2014 Oct; 228 (10): 985–995. doi: 10.1177/0954411914552309. Epub 2014 Sep 23. PubMed PMID: 25252695.Avanzini A, Battini D. Structural analysis of a stented pericardial heart valve with leaflets mounted externally. Proc Inst Mech Eng H. 2014 Oct; 228 (10): 985–995. doi: 10.1177/0954411914552309. Epub 2014 Sep 23. PubMed PMID: 25252695.Martin C, Sun W. Simulation of long-term fatigue damage in bioprosthetic heart valves: effects of leaflet and stent elastic properties. Biomech Model Mechanobiol. 2014 Aug; 13 (4): 759–770. doi: 10.1007/s10237-013- 0532-x.Martin C, Sun W. Simulation of long-term fatigue damage in bioprosthetic heart valves: effects of leaflet and stent elastic properties. Biomech Model Mechanobiol. 2014 Aug; 13 (4): 759–770. doi: 10.1007/s10237-013- 0532-x.Marquez S, Hon RT, Yoganathan AP. Comparative hydrodynamic evaluation of bioprosthetic heart valves. J Heart Valve Dis. 2001; 10 (6): 802–811.Marquez S, Hon RT, Yoganathan AP. Comparative hydrodynamic evaluation of bioprosthetic heart valves. J Heart Valve Dis. 2001; 10 (6): 802–811.Базылев ВВ, Воеводин АБ, Россейкин ЕВ. Двухлетний опыт использования отечественного транскатетерного протеза аортального клапана «МЕДЛАБ». Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания». 2017; 18 (S6): 131.Bazylev VV, Voevodin AB, Rosseykin EV. Dvukhletniy opyt ispol’zovaniya otechestvennogo transkateternogo proteza aortal’nogo klapana «MEDLAB». Byulleten’ NTsSSKh im. A.N. Bakuleva RAMN «Serdechno-sosudistye zabolevaniya». 2017; 18 (S6): 131.Bapat V. Technical pitfalls and tips for the valve-in-valve procedure. Ann Cardiothorac Surg. 2017; 6 (5): 541– 552. doi: 10.21037/acs.2017.09.13.Bapat V. Technical pitfalls and tips for the valve-in-valve procedure. Ann Cardiothorac Surg. 2017; 6 (5): 541– 552. doi: 10.21037/acs.2017.09.13.Reul RM, Ramchandani MK, Reardon MJ. Transcatheter Aortic Valve-in-Valve Procedure in Patients with Bioprosthetic Structural Valve Deterioration. Methodist Debakey Cardiovasc J. 2017; 13 (3): 132–141. doi: 10.14797/mdcj-13-3-132.Reul RM, Ramchandani MK, Reardon MJ. Transcatheter Aortic Valve-in-Valve Procedure in Patients with Bioprosthetic Structural Valve Deterioration. Methodist Debakey Cardiovasc J. 2017; 13 (3): 132–141. doi: 10.14797/mdcj-13-3-132.Dvir D, Webb JG, Bleiziffer S, Pasic M, Waksman R, Kodali S et al. Valve-in-Valve International Data Registry Investigators. Transcatheter aortic valve implantation in failed bioprosthetic surgical valves. JAMA. 2014 Jul; 312 (2): 162–170. doi: 10.1001/jama.2014.7246.Dvir D, Webb JG, Bleiziffer S, Pasic M, Waksman R, Kodali S et al. Valve-in-Valve International Data Registry Investigators. Transcatheter aortic valve implantation in failed bioprosthetic surgical valves. JAMA. 2014 Jul; 312 (2): 162–170. doi: 10.1001/jama.2014.7246.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.