RU2821823C1

RU2821823C1 - Method for augmentation of pulmonary valve cusps with pulmonary trunk autotissue

Info

Publication number: RU2821823C1
Application number: RU2023126712A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Ковалев; Михаил Рамазович Чиаурели; Виктор Борисович Самсонов; Тимур Юрьевич Данилов; Владимир Петрович Подзолков
Filing date: 2023-10-18
Publication date: 2024-06-26

Abstract

FIELD: medicine; cardiosurgery.

SUBSTANCE: median sternotomy approach to heart and great vessels is performed. Pulmonary artery trunk with branches is separated by cardiopulmonary bypass after clamping an ascending aorta and introducing a cardioplegic solution. Longitudinal opening of the pulmonary artery trunk is performed on the arrested heart, and a pulmonary artery valve is inspected. Further, using templates, intercommissural distances are measured, on the basis of which a flap of the pulmonary artery trunk is taken in the region of the anterior and lateral walls of the pulmonary artery, above the level of commissures, semilunar cusps and orifices of branches of the pulmonary artery. After commissurotomy of the valve of the pulmonary artery, the integrity of the native cusps making up one third of the cusps is restored from the cusps cut out according to the template with restoration of their cup-like shape. Commissures between the cusps are reinforced with interrupted sutures, and the valve competence is assessed. Pulmonary artery trunk is repaired with the help of an autopericardium tissue patch, and the operation is completed under conditions of artificial circulation.

EFFECT: method enables reducing the risk of thrombosis and calcification, reducing the frequency of repeated interventions by improving the biocompatible properties of the cardiovascular prosthesis and the tricuspid valve.

1 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии, и может быть использовано с целью выполнения реконструктивной клапаносохраняющей операции при врожденных пороках сердца (ВПС), сопровождающихся стенозом и/или недостаточностью клапана легочной артерии (ЛА).The invention relates to medicine, namely to cardiac surgery, and can be used to perform reconstructive valve-sparing surgery for congenital heart defects (CHD) accompanied by stenosis and/or insufficiency of the pulmonary artery valve (PA).

Непосредственные результаты радикальной коррекции пороков в сочетании со стенозом и/или недостаточностью клапана ЛА за последние десятилетия заметно улучшились и сопровождаются минимальной летальностью и снижением частоты осложнений. В то же время анализ отдаленных результатов свидетельствует о возникновении проблем, связанных с особенностями хирургической техники во время выполнения радикальной коррекции порока сердца. Одним из наиболее часто встречающихся осложнений после ранее выполненных вмешательств на выводном отделе правого желудочка сердца (ВОПЖ) и ЛА является развитие недостаточности клапана ЛА.The immediate results of radical correction of defects in combination with stenosis and/or insufficiency of the pulmonary valve have improved markedly over the past decades and are accompanied by minimal mortality and a decrease in the incidence of complications. At the same time, analysis of long-term results indicates the emergence of problems associated with the peculiarities of surgical technique during radical correction of heart disease. One of the most common complications after previously performed interventions on the outflow tract of the right ventricle (RVOT) and PA is the development of PA valve insufficiency.

С целью профилактики развития отдаленных осложнений изменились подходы к хирургическому лечению данных пороков сердца. Приоритетными направлениями стали уменьшение травмы ПЖ за счет использования минимального разреза на ВОПЖ при иссечении инфундибулярного стеноза ЛА, закрытие дефекта межжелудочковой перегородки доступом из правого предсердия, а также максимально возможное сохранение собственного клапана ЛА и избежание трансаннулярной пластики с использованием заплаты с моностворчатым клапаном. Тем не менее одной из нерешенных задач на сегодняшний день остается недостаточность клапана ЛА, оставшаяся или появившаяся после операции. Прогрессирование регургитации на клапане ЛА приводит к объемной перегрузке ПЖ сердца с последующей его дисфункцией, нарушениям ритма, сердечной недостаточности. Создание адекватного запирательного элемента на уровне клапана ЛА может улучшить результаты хирургического лечения у данной категории пациентов.In order to prevent the development of long-term complications, approaches to surgical treatment of these heart defects have changed. The priorities were to reduce RV injury by using a minimal incision on the RVOT when excising infundibular PA stenosis, closing the ventricular septal defect using access from the right atrium, as well as preserving the native PA valve as much as possible and avoiding transannular repair using a patch with a monocuspid valve. Nevertheless, one of the unsolved problems today remains insufficiency of the pulmonary valve, remaining or appearing after surgery. The progression of regurgitation on the pulmonary valve leads to volume overload of the right ventricle of the heart with subsequent dysfunction, rhythm disturbances, and heart failure. Creation of an adequate obturator element at the level of the pulmonary valve can improve the results of surgical treatment in this category of patients.

На сегодняшний день не существует идеального биологического или синтетического материала при протезировании створок клапана ЛА, поскольку все материалы подвергаются со временем дегенеративным изменениям с развитием дисфункции клапана, а также лишены возможности роста. Поэтому продолжается поиск оптимального материала для изготовления створок клапана ЛА. Предложенный нами способ аугментации створок клапана ЛА аутотканью легочного из ствола с сохранением собственного клапана является крайне актуальным и перспективным.To date, there is no ideal biological or synthetic material for prosthetic valve leaflets, since all materials undergo degenerative changes over time with the development of valve dysfunction, and are also deprived of the ability to grow. Therefore, the search for the optimal material for the manufacture of aircraft valve flaps continues. Our proposed method of augmentation of pulmonary valve leaflets with autologous pulmonary tissue from the trunk while preserving its own valve is extremely relevant and promising.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, -возможность успешной реконструкции клапана ЛА с помощью аутотканей с максимальным сохранением собственных створок клапана и улучшением отдаленных результатов операции в виде снижения частоты развития гемодинамически значимого стеноза и/или недостаточности ЛА.The technical problem to be solved by the invention is the possibility of successful reconstruction of the pulmonary valve using autologous tissues with maximum preservation of the valve's own leaflets and improvement of long-term results of the operation in the form of a reduction in the incidence of hemodynamically significant stenosis and/or pulmonary insufficiency.

Технический результат изобретения заключается в снижении риска тромбообразования и кальцификации, что позволяет уменьшить частоту повторных вмешательств за счет повышения биосовместимых свойств сердечнососудистого протеза и трехстворчатого клапана.The technical result of the invention is to reduce the risk of thrombosis and calcification, which makes it possible to reduce the frequency of re-interventions by increasing the biocompatible properties of the cardiovascular prosthesis and tricuspid valve.

Предлагаемый способ выполняют у пациентов со стенозом или недостаточностью клапана ЛА с целью профилактики легочной регургитации. Аналогом, наиболее близким к предлагаемому изобретению, является применение фрагмента ствола ЛА при реконструкции дуги аорты (Способ хирургического лечения врожденного перерыва дуги аорты у детей грудного возраста и новорожденных. RU 2784770 С1; 2022). Авторы в своем изобретении предлагали забор аутографта в области передней и боковых стенок ствола ЛА, выше уровня клапанного кольца и применение его при реконструкции аорты.The proposed method is performed in patients with stenosis or insufficiency of the pulmonary valve in order to prevent pulmonary regurgitation. The analogue closest to the proposed invention is the use of a fragment of the pulmonary artery trunk during reconstruction of the aortic arch (Method of surgical treatment of congenital rupture of the aortic arch in infants and newborns. RU 2784770 C1; 2022). The authors in their invention proposed taking an autograft in the area of the anterior and lateral walls of the PA trunk, above the level of the valve ring, and using it in aortic reconstruction.

В зарубежной и отечественной литературе отсутствуют данные о применении аутоткани ствола ЛА при реконструкции клапана ЛА.There is no data in the foreign and domestic literature on the use of autologous tissue of the pulmonary trunk in the reconstruction of the pulmonary valve.

На сегодняшний день с целью устранения или минимизации недостаточности клапана ЛА существует несколько хирургических стратегий, предусматривающих применение различных типов материалов для создания или аугментации створок. Создание запирательного элемента клапана ЛА возможно из биологических тканей (аутоперикарда, ксеноперикарда, ушка правого предсердия, глиссоновой капсулы печени, Cardiocel®) и синтетических (политетрафторэтилена).Today, in order to eliminate or minimize pulmonary valve insufficiency, there are several surgical strategies that involve the use of different types of materials to create or augment the leaflets. The creation of the obturator element of the pulmonary valve is possible from biological tissues (autopericardium, xenopericardium, right atrial appendage, Glissonian capsule of the liver, Cardiocel®) and synthetic (polytetrafluoroethylene).

Каждый из этих материалов имеет существенные недостатки, включая вероятность развития стенозов, образование неоинтимы, тромбозов, дегенеративных изменений с отложением кальция и риск инфекции.Each of these materials has significant disadvantages, including the potential for stenosis, neointimal formation, thrombosis, degenerative changes with calcium deposition, and the risk of infection.

К существенным недостаткам использования применяемых заплат относят отсутствие у них способности к росту и возникновение клапанной дисфункции. В связи с чем реконструкция нативного клапана ЛА, сопровождающаяся увеличением его створок, при которой создаются условия сохранения естественного «шарнирного» механизма (сохраняется место крепления створок у фиброзного кольца ЛА) и увеличивается площадь коаптации, может устранить недостаточность клапана. При этом сохраняется потенциал к росту клапана по мере роста ребенка, что важно при коррекции ВПС. Таким образом, при реконструкции клапана используют три основных принципа: обеспечение полной подвижности створок, обеспечение большой поверхности коаптации, формирование адекватного фиброзного кольца. Эти принципы были соблюдены при коррекции клапана ЛА у нашего пациента.Significant disadvantages of using the patches used include their lack of ability to grow and the occurrence of valvular dysfunction. In this connection, reconstruction of the native PA valve, accompanied by an increase in its leaflets, which creates conditions for preserving the natural “hinge” mechanism (the attachment point of the leaflets at the fibrous ring of the PA is preserved) and increases the area of coaptation, can eliminate valve insufficiency. At the same time, the potential for valve growth remains as the child grows, which is important when correcting congenital heart disease. Thus, when reconstructing the valve, three main principles are used: ensuring full mobility of the leaflets, ensuring a large coaptation surface, and forming an adequate fibrous ring. These principles were followed during the correction of the pulmonary valve in our patient.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is carried out as follows.

Выполняют срединный стернотомный доступ к сердцу и магистральным сосудам. Выделяют ствол ЛА с ветвями. Операцию проводят в условиях искусственного кровообращения. После пережатия восходящего отдела аорты вводят кардиоплегический раствор и на остановленном сердце продольно вскрывают ствол ЛА и проводят ревизию клапана ЛА. При помощи шаблонов измеряют межкомиссуральные расстояния и на их основании, по методике аналогичной Ozaki, выкраивают створки из лоскута ствола ЛА в области передней и боковых его стенок, несколько выше уровня клапанного кольца и на безопасном удалении от полулунных створок, комиссур и устьев ветвей ЛА. После комиссуротомии клапана ЛА из выкроенных по шаблону створок формируют недостающие части створок - это 1/3 створки. Указанными частями створок выполняют аугментацию каждой из поврежденных нативных створок с восстановлением их чашеобразной формы. Комиссуры между створками укрепляются узловыми швами. После реконструкции клапана ЛА и оценки его компетентности выполняют пластику ствола ЛА при помощи заплаты из тканей аутоперикарда. По завершении реконструкции клапана и ствола ЛА проводят профилактику воздушной эмболии, далее снимают зажим с восходящего отдела аорты, восстанавливают сердечную деятельность и остальные действия выполняют соответственно протоколу завершения операции в условиях искусственного кровообращения.A median sternotomy access to the heart and great vessels is performed. The trunk of the aircraft with its branches is identified. The operation is performed under artificial circulation. After clamping the ascending aorta, a cardioplegic solution is administered and, with the heart stopped, the PA trunk is longitudinally opened and the PA valve is inspected. Using templates, intercommissural distances are measured and on their basis, using a method similar to Ozaki, leaflets are cut out from the flap of the pulmonary artery trunk in the area of the anterior and lateral walls, slightly above the level of the valve ring and at a safe distance from the semilunar leaflets, commissures and the mouths of the branches of the pulmonary artery. After commissurotomy of the PA valve, the missing parts of the leaflets are formed from the leaflets cut out according to the template - this is 1/3 of the leaflet. The specified parts of the valves are used to augment each of the damaged native valves with restoration of their cup-shaped shape. The commissures between the valves are strengthened with interrupted sutures. After reconstruction of the PA valve and assessment of its competence, plastic surgery of the PA trunk is performed using a patch from autopericardium tissue. Upon completion of the reconstruction of the valve and trunk of the pulmonary artery, air embolism is prevented, then the clamp is removed from the ascending aorta, cardiac activity is restored, and other actions are performed in accordance with the protocol for completing the operation under artificial circulation.

Сущность изобретения поясняется фигурами. На фиг. 1А показан оторванный свободный край передней створки клапана ЛА 1; на фиг. 1Б -свободный край передней створки 2, фиксированный к стенке ЛА с подворачиванием края внутрь синуса 3; на фиг. 1В - треугольные заплаты 4 из аутоткани легочного ствола, которые вшиты в разрез между створками (правой и задней, левой и задней створками клапана ЛА) с восстановлением чашеобразной конфигурации и полноценных размеров створок.The essence of the invention is illustrated by figures. In fig. 1A shows the torn free edge of the front flap of the valve of LA 1; in fig. 1B - free edge of the anterior leaflet 2, fixed to the wall of the pulmonary artery with the edge tucked inside sinus 3; in fig. 1B - triangular patches 4 made of autologous tissue of the pulmonary trunk, which are sewn into the incision between the leaflets (right and posterior, left and posterior leaflets of the pulmonary valve) with the restoration of the cup-shaped configuration and full dimensions of the leaflets.

Клинический пример. Больной В., 10 лет, поступил в профильный хирургический стационар для повторного планового хирургического лечения по поводу ВПС. Выставлен диагноз: комбинированный стеноз ЛА (клапанный и подклапанный). Состояние после транслюминальной баллонной вальвулопластики стеноза ЛА, в 2010 г. Принято решение о выполнении радикальной коррекции порока в условиях искусственного кровообращения, нормотермии и фармакохолодовой кардиоплегии. После кардиоплегической остановки сердца было вскрыто правое предсердие, ВОПЖ в бессосудистой зоне и ствол ЛА. Было ушито открытое овальное окно, иссечен фиброзно-мышечный инфундибулярный стеноз, после чего через фиброзное кольцо с трудом прошел буж Гегара №18. При ревизии ЛА - клапан трехстворчатый, створки клапана спаяны по комиссурам, передняя створка в области одной из комиссур частично оторвана от фиброзного кольца на протяжении 8 мм (указано звездочками), возможно вследствие ранее выполненной баллонной вальвулопластики клапана ЛА. Свободный край передней створки фиксирован проленовым швом 6.0 к стенке ЛА с подворачиванием края внутрь синуса. Выполнена комиссуротомия клапана ЛА до фиброзного кольца клапана, в области сращенных комиссур, после чего через фиброзное кольцо свободно прошел буж Гегара №20. Для устранения недостаточности клапана ЛА за счет пролабирования створок после комиссуротомии, принято решение о выполнении реконструктивного вмешательства на клапане. Из тканей постстенотически расширенного собственного ствола ЛА, согласно размерам межкомиссурального расстояния по шаблону Ozaki, сформированы две треугольные заплаты, которые вшиты в разрез между створками (правой и задней, левой и задней створками клапана ЛА) с восстановлением чашеобразной конфигурации и полноценных размеров створок. Комиссуры между вышеуказанными створками укреплены узловыми швами. Выполнена пластика ствола ЛА ксеноперикардиальной заплатой. Отдельной заплатой из ксеноперикарда выполнена пластика ВОПЖ, ушито правое предсердие. Общее время искусственного кровообращения составило 118 мин, время пережатия аорты - 100 мин. После коррекции давление в ПЖ составило 36 мм рт.ст., в ЛА 25 мм рт.ст., при артериальном давлении 95 мм рт.ст. Ранний послеоперационный период протекал без осложнений с минимальной кардиотонической поддержкой добутамином. Общее время ИВЛ -2 ч. Общее время нахождения в отделении интенсивной терапии - 16 ч. Впоследствии пациент выписан из стационара на 10-е сутки после операции. По данным контрольного эхокардиографического исследования перед выпиской: фракция выброса левого желудочка 60%; недостаточность клапана ЛА до 1 ст., градиент на клапане ЛА 15 мм рт.ст.Clinical example. Patient V., 10 years old, was admitted to a specialized surgical hospital for repeated planned surgical treatment for congenital heart disease. A diagnosis was made: combined PA stenosis (valvular and subvalvular). Condition after transluminal balloon valvuloplasty of PA stenosis, in 2010. A decision was made to perform radical correction of the defect under conditions of artificial circulation, normothermia and pharmacocold cardioplegia. After cardioplegic cardiac arrest, the right atrium, the RVOT in the avascular zone, and the pulmonary trunk were opened. The open foramen ovale was sutured, the fibromuscular infundibular stenosis was excised, after which the Hegar bougie No. 18 passed through the fibrous ring with difficulty. During revision of the PA, the valve is tricuspid, the valve leaflets are fused along the commissures, the anterior leaflet in the area of one of the commissures is partially torn from the fibrous ring for 8 mm (indicated by asterisks), possibly due to a previously performed balloon valvuloplasty of the PA valve. The free edge of the anterior leaflet is fixed with a 6.0 prolene suture to the wall of the PA with the edge tucked inside the sinus. A commissurotomy of the PA valve was performed to the fibrous annulus of the valve, in the area of fused commissures, after which the Hegar bougie No. 20 freely passed through the fibrous annulus. To eliminate the insufficiency of the pulmonary valve due to prolapse of the leaflets after commissurotomy, a decision was made to perform reconstructive intervention on the valve. From the tissues of the poststenotically dilated native trunk of the PA, according to the dimensions of the intercommissural distance according to the Ozaki template, two triangular patches are formed, which are sewn into the incision between the leaflets (right and posterior, left and posterior leaflets of the PA valve) with restoration of the cup-shaped configuration and full dimensions of the leaflets. The commissures between the above-mentioned valves are reinforced with interrupted sutures. Plastic surgery of the PA trunk was performed using a xenopericardial patch. A separate patch of xenopericardium was used to repair the RVOT, and the right atrium was sutured. The total time of artificial circulation was 118 minutes, the time of aortic clamping was 100 minutes. After correction, the pressure in the RV was 36 mm Hg, in the PA 25 mm Hg, and the blood pressure was 95 mm Hg. The early postoperative period was uneventful with minimal cardiotonic support with dobutamine. The total time of mechanical ventilation was 2 hours. The total time spent in the intensive care unit was 16 hours. Subsequently, the patient was discharged from the hospital on the 10th day after surgery. According to a control echocardiographic study before discharge: left ventricular ejection fraction 60%; PA valve insufficiency up to 1 degree, gradient on the PA valve 15 mm Hg.

В представленном случае для аугментации створок использовалась избыточная ткань ствола ЛА, что наряду с сохранением створок устраняет один из главных недостатков применения инородных тканей - рост клапана. Этот факт позволяет сохранить функцию вновь созданного клапана ЛА в отдаленные сроки. Применение стандартных шаблонов Ozaki позволяет легко сформировать недостающую часть поврежденной нативной створки, а также способствует оптимизации высоты коаптации, что, в свою очередь, предопределяет компетентность клапана. Кроме того, снижается риск тромбообразования и кальцификации.In the presented case, excess tissue from the pulmonary artery trunk was used to augment the leaflets, which, along with preserving the leaflets, eliminates one of the main disadvantages of using foreign tissue - valve growth. This fact makes it possible to preserve the function of the newly created pulmonary valve in the long term. The use of standard Ozaki templates makes it possible to easily form the missing part of the damaged native leaflet, and also helps to optimize the height of coaptation, which, in turn, determines the competence of the valve. In addition, the risk of blood clots and calcification is reduced.

Claims

A method of augmentation of valve leaflets with autologous tissue of the pulmonary trunk, including performing a median sternotomy access to the heart and great vessels, isolating the trunk of the pulmonary artery with its branches under conditions of artificial circulation after clamping the ascending aorta and administering a cardioplegic solution, performing a longitudinal opening of the trunk of the pulmonary artery in a stopped heart and revision pulmonary valve, then, using templates, measure the intercommissural distances, on the basis of which a flap of the pulmonary artery trunk is taken in the area of the anterior and lateral walls of the pulmonary artery trunk, above the level of the commissures, semilunar leaflets and the mouths of the branches of the pulmonary artery, after commissurotomy of the pulmonary artery valve from the cut out using the template of the leaflets, the integrity of the native leaflets is restored, constituting a third of the leaflet with restoration of their cup-shaped shape, the commissures between the leaflets are strengthened with interrupted sutures, the competence of the valve is assessed, plastic surgery of the pulmonary artery trunk is performed using a patch from autopericardium tissue, and the operation is completed under conditions of artificial circulation.