Анализ причин дисфункций биопротезов клапанов сердца на примере дисфункции биопротеза «ЮниЛайн»

Цель. Оценить вклад первичной тканевой несостоятельности, кальцификации, бактериальной контаминации и паннуса в структуру дисфункций биопротезов клапанов сердца.

Материал и методы. Оценку дегенеративных изменений биопротеза «ЮниЛайн», эксплантированного из митральной позиции, осуществляли на основании макроскопического описания, метода световой и электронной сканирующей микроскопии, а также метода микрокомпьютерной томографии (микро-КТ). Метод световой микроскопии использовали для анализа клеточного состава, присутствия бактерий, солокализации кальцификатов и клеток реципиента. Сканирующую электронную микроскопию применяли с целью подтверждения наличия бактерий. Оценку деформации элементов биопротеза, распределения кальцификатов и количественного объема кальцификата в структуре биоматериала проводили по данным микро-КТ.

Результаты. При изучении биопротеза в числе причин дисфункций было отмечено присутствие паннуса, кальцификации, первичной тканевой несостоятельности и бактериальной контаминации. Со стороны приточного отдела паннус отмечен с заходом на створки, со стороны выводного отдела паннус представлен массивным образованием, расположенным по контуру каркаса. Основное расположение кальцификатов отмечено в комиссуральной зоне и в куполе створок, общий объем кальцината составил 1/3 часть от биологической составляющей биопротеза. По результатам исследования обозначена взаимосвязь кальцификации и напряженно-деформативного состояния элементов биопротеза. Выявлена несимметричная деформация каркаса и створок биопротеза с утолщением створок в 1,5 раза. В участках с разрыхлением и фрагментацией коллагеновых и эластических волокон отмечено наличие форменных элементов крови, в основном эритроцитов и нейтрофилов. В поверхностных слоях присутствовали эндотелиальные клетки и клетки фибробластического типа. В местах скопления клеток и бактерий признаков начала кальцификации не выявлено.

Заключение. По результатам исследования можно предположить, что первичная тканевая несостоятельность, кальцификация, бактериальная контаминация и паннус вносят независимый вклад в процесс формирования дисфункции биопротезов клапанов сердца.

1. Бокерия ЛА, Гудкова РГ. Сердечно-сосудистая хирургия - 2015. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева, 2016: 208.

2. 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.

3. Butany JW, Kesarwani R, Yau TM, Singh G, Thangaroopan M, Nair V et al. The role of pannus in the longevity of an Ionescu-Shiley pericardial bioprosthesis. J CardSurg. 2006; 21 (5): 505-507. doi: 10.1111/j.1540-8191.2006.00286.x.

4. Halevi R, Hamdan A, Marom G, Mega M, Raanani E, Haj-Ali R. Progressive aortic valve calcification: Threedimensional visualization and biomechanical analysis. Journal of Biomechanics. 2015; 48 (3):489-497. doi: 10.1016/jjbiomech.2014.12.004.

5. Lepidi H, Casalta JP, Gouriet F, Collart F, Habib G, Raoult D. Infective endocarditis incidentally discovered by pathological examination. J Clin Pathol. 2008; 612: 233-234. doi: 10.1136/jcp.2006.043836.

6. Мухамадияров РА, Рутковская НВ, Сидорова ОД, Барбараш ЛС. Исследование клеточного состава кальцинированных биопротезов клапанов сердца. Вестник РАМН. 2015; 20 (6): 662-668.

7. Mazzarella G, Bianco A, Lucariello A, Savarese L, Fi-umarella A, Cerasuolo F et al. Cardiovascular prosthetic surgery: an analysis of cellular and molecular patterns underlying valve implantation failure. In Vivo. 2012; 26 (2): 271-275.

8. Anderson JM. Biological Responses to Materials. Annual Review of Materials Research. 2001; 31: 81-110. doi.org/10.1146/annurev.matsci.31.1.81.

9. Karakoyun SL, Gu Rsoy OM, Kalgik M., Coban Kok-ten S, Ozkan M. Alternative causes of bioreaction to prosthetic heart valves: three cases with pannus formation. Turk Kardiyol Dern Ars. 2014; 42 (1): 64-67. doi: 10.5543/tkda.2014.22737.

10. Oda T, Kato S, Tayama E, Fukunaga S, Akashi H, Aoyagi S. Pannus overgrowth after mitral valve replacement with a Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis. J Artif Organs. 2009; 12 (1): 55-57. doi: 10.1007/s10047-008-0445-0.

11. Miura T, Hazama S, Iwasaki K, Izumi K, Matsukuma S, Eishi K. A rapid structural degeneration of a porcine mitral valve. Ann Thorac Surg. 2012; 93 (5): e113-114. doi: 10.1016/j.athoracsur.2011.11.022.

12. Martin C, Sun W. Fatigue damage of collagenous tissues: experiment, modeling and simulation studies. J Long Term EffMed Implants. 2015; 25 (1-2): 55-73.

13. Pettenazzo E, Deiwick M, Thiene G, Molin G, Glasmacher B, Martignago F et al. Dynamic in vitro calcification of bioprosthetic porcine valves evidence of apatite crystallization. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 2001; 121 (3): 500-509. doi: 10.1067/mtc.2001.112464.

14. Пухов ДЭ, Васильев СВ, Зотов АС, Ильин МВ, Рудый АС. Микроморфология, состав, особенности локализации минеральных отложений створок аортальных клапанов по данным сканирующей электронной микроскопии и рентгенодифракционного анализа. Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. 2014; 9 (1): 23-30.

15. Honge JL, Funder JA, Pedersen TB, Kronborg MB, Ha-senkam JM. Degenerative processes in bioprosthetic mitral valves in juvenile pigs. J Cardiothorac Surg. 2011; 6: 72. doi: 10.1186/1749-8090-6-72.