Разработка устройства для измерения параметров корня аорты и позиционирования створок аортального клапана при клапаносохраняющем протезировании корня аорты

Актуальность. Перспективным методом хирургического лечения аневризмы корня и восходящей аорты (ВА) при неизмененных створках аортального клапана (АК) является протезирование корня и ВА с реимплантацией АК (операция Дэвида). До настоящего времени не сформулированы однозначные критерии, позволяющие сделать выбор в пользу клапаносберегающей либо клапаноуносящей операции. Главными критериями остаются результаты визуальной ревизии и выбор метода лечения на основании опыта хирурга. Цель. В эксперименте разработать прототип и методику применения устройства позиционирования створок АК, которое позволит упростить и cтандартизировать клапаносохраняющее протезирование корня аорты, улучшить результаты и повысить воспроизводимость данных операций. Материалы и методы. Трехмерное (3D) моделирование компонентов устройства выполнено в параметрической среде автоматизированного проектирования с открытым исходным кодом FreeCAD 0.20.1. Двумерные эскизы преобразовывались в трехмерные модели и экспортировались в виде файлов формата stl для 3D-печати. Твердые компоненты модели изготавливались из полимолочной кислоты (PLA-пластик), эластичные — из резиноподобного фотополимера (Dropstil F556 10 shore A) также методом 3D-печати по технологии SLA. Результаты. Устройство представляет собой 2 одинаковых кольца-измерителя переменного диаметра, соединенных между собой тремя стойками переменной длины. В верхней части каждого из креплений стоек к дистальному кольцу имеются T-образные вырезы для временного закрепления нитей-держалок, проведенных через комиссуры створок АК. Для проксимальной фиксации протеза аорты и проксимального кольца-измерителя используются 3 П-образных шва, проведенных изнутри кнаружи через фиброзное кольцо АК, проксимальную часть сосудистого протеза и взятых в турникеты. Диаметры колец-измерителей могут бесступенчато меняться в диапазоне 25–40 мм путем вращения червячного привода. С внутренней стороны устройства помещается сосудистый протез, швы-держалки, фиксированные к вершинам комиссур, фиксируются в Т-образных вырезах в верхних частях стоек. Устройство позволит менять положение точки коаптации створок, площадь коаптации и выполнять гидравлические пробы в условиях разных позиций створок, а также переменных диаметров на уровне фиброзного кольца АК и синотубулярного соединения (25–40 мм). При достижении целевой позиции точки коаптации, площади коаптации и удовлетворительного результата гидравлической пробы створки с комиссурами фиксируются внутри протеза, устройство удаляется. Заключение. Создано новое устройство для облегчения выполнения, воспроизводимости и стандартизации клапаносохраняющего протезирования АК. Полученные результаты позволят облегчить и ускорить выполнение клапаносохраняющего протезирования корня и ВА, повысить воспроизводимость методики, снизить риски осложнений.

1. Хубулава Г.Г., Марченко С.П., Старчик Д.А. и др. Геометрические и морфологические характеристики корня аорты в норме и при недостаточности аортального клапана. Хирургия. Журнал им. Н. И. Пирогова. 2018; 5:4–12. DOI: 10.17116/hirurgia201854-12.

2. Mazzolai L, Teixido-Tura G, Lanzi S, et al. 2024 ESC Guidelines for the management of peripheral arterial and aortic diseases. European heart journal. 2024; 45:36: 3538–3700. DOI: 10.1093/eurheartj/ehae179.

3. Le Polain de Waroux JB, Pouleur AC, Goffinet C, et al. Functional anatomy of aortic regurgitation: accuracy, prediction of surgical repairability, and outcome implications of transesophageal echocardiography. Circulation. 2007; 116(11 Suppl):I264–9. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.680074.

4. El Khoury G, de Kerchove L. Principles of aortic valve repair. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 2013; 145(3 Suppl): S26–9. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2012.11.071.

5. Bentall H, De Bono A. A technique for complete replacement of the ascending aorta. Thorax. 1968; 23:4:338– 9. DOI: 10.1136/thx.23.4.338.

6. De Paulis R, Scaffa R, Salica A, et al. Biological solutions to aortic root replacement: valve-sparing versus bioprosthetic conduit. Journal of visualized surgery. 2018; 4:94. DOI: 10.21037/jovs.2018.04.12.

7. David TE, Feindel CM. An aortic valve-sparing operation for patients with aortic incompetence and aneurysm of the ascending aorta. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 1992; 103:4:617–21; discussion 622. DOI: 10.1016/s0003-4975(02)04135-8.

8. Fagan A, Pillai R, Radleysmith R, et al. Results of new valve conserving operation for treatment of aneurysms or acute dissection of aortic root. Br Heart J. 1983;49:302.

9. Hess PJ, Jr., Klodell CT, Beaver TM, et al. The Florida sleeve: a new technique for aortic root remodeling with preservation of the aortic valve and sinuses. The Annals of thoracic surgery. 2005; 80:2:748–50. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2004.02.092.

10. Ross DN. Replacement of aortic and mitral valves with a pulmonary autograft. Lancet (London, England). 1967; 2:7523:956–8. DOI: 10.1016/s0140-6736(67)90794-5.

11. Чернявский А.М., Хван Д.С., Альсов С.А. и др. Качество жизни пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты после клапансохраняющих операций. Кардиология. 2017; 57:9:47–52. DOI: 10.18087/cardio.2017.9.10017.

12. Arabkhani B, Klautz RJM, de Heer F, et al. A multicentre, propensity score matched analysis comparing a valve-sparing approach to valve replacement in aortic root aneurysm: Insight from the AVIATOR database. European journal of cardio-thoracic surgery : official journal of the European Association for Cardio-thoracic Surgery. 2023; 63:2:ezac514. DOI: 10.1093/ejcts/ezac514.

13. Чарчян Э.Р., Белов Ю.В., Степаненко А.Б. и др. Клапансберегающие операции при расслоении аорты А типа с аортальной недостаточностью. Кардиология. 2014; 6:91–6. DOI: 10.18565/cardio.2014.6.91-96.

14. Mastrobuoni S, Govers PJ, Veen KM, et al. Valve-sparing aortic root replacement using the reimplantation (David) technique: a systematic review and meta-analysis on survival and clinical outcome. Annals of cardiothoracic surgery. 2023; 12:3: 149–58. DOI: 10.21037/acs-2023-avs1-0038.

15. Хван Д.С., Сирота Д.А., Жульков М.О. и др. Отдаленные результаты методики Florida sleeve у пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты и аортальной недостаточностью. Ангиология и сосудистая хирургия. 2020; 26:4:108–118. DOI: 10.33529/ANGIO2020411.

16. 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.

17. Schafers HJ. Aortic valve repair: easy and reproducible? The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 2015; 149:1:129–30. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2014.09.022.

18. Schafers HJ, Schmied W, Marom G, et al. Cusp height in aortic valves. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 2013; 146:2:269–74. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2012.06.053.

19. 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. DOI: 10.17116/kardio20169342-50.

20. Болдырев С.Ю., Маньков Д.Р., Россоха О.А. и др. Новое устройство для формирования проксимальной части сосудистого протеза для реконструкции корня аорты у больных с аневризмой и расслоением восходящей аорты. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2014; 7:1:41–43.

21. David TE. Aortic valve-sparing operations. Ann Thorac Surg. 2024; 117:1:45–53. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2023.09.027.

22. Elibol A. A novel device for technical standardization of valve-sparing aortic root reimplantation. Turk Gogus Kalp Damar Cerrahisi Derg. 2020; 28:1:43–52. DOI: 10.5606/tgkdc.dergisi.2020.19182.

23. Love JW, Hanlon JG. Device and method for assessing the geometry of a heart valve. Patent #US 6598307 B2, 29.06.2003.

24. Paolitto A, Paquette J, Valentini V. Surgical tool for measurement of valve annulus and cusp geometry. Patent #US 8317696 B2, 27.11.2012.

25. Dobrilovich N. Heart valve sizing ring for valvesparing aortic root remodeling procedures. Patent #US 10182913 B2, 22.01.2019.

26. Tyler B, Gullotti D, Mangraviti A, et al. Polylactic acid (PLA) controlled delivery carriers for biomedical applications. Advanced drug delivery reviews. 2016; 107:163–75. DOI: 10.1016/j.addr.2016.06.018.

27. Yu C, Schimelman J, Wang P, et al. Photopolymerizable biomaterials and light-based 3D printing strategies for biomedical applications. Chemical reviews. 2020; 120:19:10695–10743. DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00810.

28. Akimoto H, Tsuru Y, Yokoyama H, et al. Commissure holder: an innovative device for aortic valvesparing technique. The Annals of thoracic surgery. 2001; 71:4:1380–1. DOI: 10.1016/s0003-4975(00)02451-6.

29. Jelenc M, Jelenc B, Kneževic I, et al. New graft sizing rings for aortic valve reimplantation procedures. Interactive cardiovascular and thoracic surgery. 2018; 26:1:1–3. DOI: 10.1093/icvts/ivx257.