Модель устройства для транскатетерной замены митрального биопротеза при его дисфункции

И.Ю. Журавлева, Д.В. Нуштаев, Т.В. Тимченко, Д.В. Требушат, А.П. Майоров, С.И. Железнев, Д.П. Демидов, А.В. Богачев-Прокофьев

Ключевые слова: транскатетерная имплантация клапанов; биопротез; митральный клапан; технология «клапан-в-клапан».

2017, том 9, номер 3, стр. 7.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2017.9.3.01

Полный текст статьи

html pdf

2637

5652

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — разработка клапана и системы его транскатетерной доставки для замещения митрального биопротеза при его дисфункции.

Материалы и методы. Расчеты и построение трехмерных моделей и чертежей выполнены в среде автоматизированного проектирования CATIA V5 (Dassault Systèmes, Франция). Процесс придания формы изделию моделировали методом конечных элементов в комплексе Abaqus (Dassault Systèmes, Франция). Прототипирование каркасов выполнено компанией ООО «Ангиолайн интервеншионал девайс» (Новосибирск, Россия) методом лазерной резки из нитиноловой трубы с внешним диаметром 7,0 мм и толщиной стенки 0,5 мм (Vascotube GmbH, Германия). Створчатый аппарат клапана выкроен на лазерном аппаратном комплексе «Мелаз-Кардио» (Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирск). Сборка клапана выполнена вручную с использованием хирургических нитей 8/0.

Результаты. В дизайне самораскрывающегося биопротеза учтены как анатомия левых камер сердца, так и наличие в митральной позиции ранее имплантированного биопротеза. Каркас ячеистой конструкции состоит из манжеты, корпуса и выводной части и имеет округлую форму, соответствующую форме стандартных шовных биопротезов. Одна треть манжеты, примыкающая к зоне митрально-аортального контакта, направлена под углом 70^ок плоскости митрального кольца. В выводной части находятся три фиксатора створок ранее имплантированного биопротеза. Для репозиционирования протеза во время имплантации предусмотрены двухсторонние (на манжете каркаса и на фиксаторах створок) зацепы и комплементарные им защелки в центральном катетере системы доставки, обеспечивающие связь клапана с системой как при трансапикальном, так и при трансатриальном доступе. Для облегчения позиционирования предусмотрены рентгеноконтрастные маркеры. Створчатый аппарат и облицовка выполнены из свиного перикарда, консервированного эпоксидным соединением. Облицовка покрывает внутреннюю поверхность манжеты и часть корпуса.

Заключение. Получена технически воспроизводимая модель устройства для транскатетерной замены имплантированного ранее митрального биопротеза. Для оценки возможности его использования в качестве медицинского изделия необходимы дальнейшие доклинические испытания.

Cribier A., Durand E., Eltchaninoff H. Patient selection for TAVI in 2014: is it justified to treat low- or intermediate-risk patients? The cardiologist’s view. EuroIntervention 2014; 10(U): U16–U21, https://doi.org/10.4244/eijv10sua3.
Preston-Maher G.L., Torii R., Burriesci G. A technical review of minimally invasive mitral valve replacements. Cardiovasc Eng Technol 2015; 6(2): 174–184, https://doi.org/10.1007/s13239-014-0203-9.
Dolgov V.Y., Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Y., Sizova I.N., Kudryavtseva Y.A., Barbarash L.S. Automated method to analyze geometry and topology of mitral valve fibrous ring. Sovremennye tehnologii v medicine 2016; 8(2): 22–30, https://doi.org/10.17691/stm2016.8.2.03.
Young M., Erdemir A., Stucke S., Klatte R., Davis B., Navia J.L. Simulation based design and evaluation of a transcatheter mitral heart valve frame. J Med Device 2012; 6(3): 031005, https://doi.org/10.1115/1.4007182.
Zamorano J.L., González-Gómez A., Lancellotti P. Mitral valve anatomy: implications for transcatheter mitral valve interventions. EuroIntervention 2014; 10(U): U106–U111, https://doi.org/10.4244/eijv10sua15.
Gallo M., Dvir D., Demertzis S., Pedrazzini G., Berdajs D., Ferrari E. Transcatheter valve-in-valve implantation for degenerated bioprosthetic aortic and mitral valves. Expert Rev Med Devices 2016; 13(8): 749–758, https://doi.org/10.1080/17434440.2016.1207521.
Auricchio F., Taylor R.L. Shape-memory alloys: modelling and numerical simulations of the finite-strain superelastic behavior. Comput Methods Appl Mech Eng 1997; 143(1–2): 175–194, https://doi.org/10.1016/s0045-7825(96)01147-4.
Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.U., Yuzhalin A.E., Savrasov G.V., Kokov A.N., Batranin A.V., Ganyukov V.I., Kudryavtseva Y.A. Modeling of transcatheter aortic valve replacement: patient specific vs general approaches based on finite element analysis. Comput Biol Med 2016; 69: 29–36, https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2015.12.001.
Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Y., Nushtaev D.V., Savrasov G.V., Barbarash L.S. Investigation of the tubular leaflet geometry of an aortic heart valve prosthesis by finite-element analysis. Biophysics 2015; 60(5): 827–834, https://doi.org/10.1134/s0006350915050152.
Ovcharenko E.A., Klyshnikov K.Y., Glushkova T.V., Nyshtaev D.V., Kudryavtseva Y.A., Savrasov G.V. Xenopericardial graft selection for valve apparatus of transcatheter heart valve bioprosthesis. Biomed Eng 2016; 49(5): 253–257, https://doi.org/10.1007/s10527-016-9543-0.
Boudjemline Y. New insights in minimally invasive valve replacement: description of a cooperative approach for the off-pump replacement of mitral valves. Eur Heart J 2005; 26(19): 2013–2017, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehi307.
Walther T., Falk V., Dewey T., Kempfert J., Emrich F., Pfannmüller B., Bröske P., Borger M.A., Schuler G., Mack M., Mohr F.W. Valve-in-a-valve concept for transcatheter minimally invasive repeat xenograft implantation. J Am Coll Cardiol 2007; 50(1): 56–60, https://doi.org/10.1016/j.jacc.2007.03.030.
Webb J.G., Wood D.A., Ye J., Gurvitch R., Masson J.B., Rodés-Cabau J., Osten M., Horlick E., Wendler O., Dumont E., Carere R.G., Wijesinghe N., Nietlispach F., Johnson M., Thompson C.R., Moss R., Leipsic J., Munt B., Lichtenstein S.V., Cheung A. Transcatheter valve-in-valve implantation for failed bioprosthetic heart valves. Circulation 2010; 121(16): 1848–1857, https://doi.org/10.1161/circulationaha.109.924613.
Simonato M., Webb J., Kornowski R., Vahanian A., Frerker C., Nissen H., Bleiziffer S., Duncan A., Rodés-Cabau J., Attizzani G.F., Horlick E., Latib A., Bekeredjian R., Barbanti M., Lefevre T., Cerillo A., Hernández J.M., Bruschi G., Spargias K., Iadanza A., Brecker S., Palma J.H., Finkelstein A., Abdel-Wahab M., Lemos P., Petronio A.S., Champagnac D., Sinning J.M., Salizzoni S., Napodano M., Fiorina C., Marzocchi A., Leon M., Dvir D. Transcatheter replacement of failed bioprosthetic valves: large multicenter assessment of the effect of implantation depth on hemodynamics after aortic valve-in-valve. Circ Cardiovasc Interv 2016; 9(6): e003651, https://doi.org/10.1161/circinterventions.115.003651.
Paradis J.-M., Del Trigo M., Puri R., Rodés-Cabau J. Transcatheter valve-in-valve and valve-in-ring for treating aortic and mitral surgical prosthetic dysfunction. J Am Coll Cardiol 2015; 66(18): 2019–2037, https://doi.org/10.1016/j.jacc.2015.09.015.
Dvir D., Webb J. Mitral valve-in-valve and valve-in-ring: technical aspects and procedural outcomes. EuroIntervention 2016; 12(Y): Y93–Y96, https://doi.org/10.4244/eijv12sya25.
Baumgarten H., Squiers J.J., Arsalan M., John M., Dimaio M.J. Defining the clinical need and indications: who are the right patients for transcatheter mitral valve replacement. J Cardiovasc Surg (Torino) 2016; 57(3): 352–359.
Lane R.M., Nyuli C.A. Transcatheter mitral valve prosthesis. US patent 8,579,964. 2013.
Chau M., Patterson M., Yi S., Geist S., Oba T. Prosthetic valve for replacing mitral valve. US patent 8,449,599. 2013.
Pichugin V.F., Pustovalova A.A., Konishchev M.E., Khlusov I.A., Ivanova N.M., Zhilei S., Gutor S.S. In-vitro dissolution and structural and electrokinetic characteristics of titanium-oxynitride coatings formed via reactive magnetron sputtering. J Synch Investig 2016; 10(2): 282–291, https://doi.org/10.1134/s1027451016020166.
Coylewright M., Cabalka A.K., Malouf J.A., Geske J.B., Pollak P.M., Suri R.M., Rihal C.S. Percutaneous mitral valve replacement using a transvenous, transseptal approach. JACC Cardiovasc Interv 2015; 8(6): 850–857, https://doi.org/10.1016/j.jcin.2015.01.028.
Ramlawi B., Gammie J.S. Mitral valve surgery: current minimally invasive and transcatheter options. Methodist Debakey Cardiovasc J 2016; 12(1): 20–26, https://doi.org/10.14797/mdcj-12-1-20.
Bruschi G., Barosi A., Colombo P., Botta L., Oreglia J., De Marco F., Paino R., Klugmann S., Martinelli L. Direct transatrial transcatheter SAPIEN valve implantation through right minithoracotomy in a degenerated mitral bioprosthetic valve. Ann Thorac Surg 2012; 93(5): 1708–1710, https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.08.084.

Zhuravleva I.Y., Nushtaev D.V., Timchenko T.V., Trebushat D.V., Mayorov А.P., Zheleznev S.I., Demidov D.P., Bogachev-Prokophiev А.V. The Concept of a Device for the Redo Transcatheter Mitral Valve Implantation. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(3): 7, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.3.01