Имплантация самораскрывающегося каркаса транскатетерного клапана in vitro в 3D модель сердца пациента с дисфункцией пути оттока из правого желудочка

Актуальность. Транскатетерная имплантация клапана легочной артерии является одним из самых актуальных вопросов эндоваскулярной хирургии врожденных пороков сердца. Однако на данный момент не существует «идеального» клапана для транскатетерной имплантации. Баллонорасширяемые клапаны легочной артерии для транскатетерной имплантации имеют прямой каркас, из-за чего приходится выполнять предварительное стентирование нативного выходного отдела правого желудочка или клапаносодержащего кондуита во избежание периоперационных осложнений. Данная тактика увеличивает время проведения вмешательства, усложняет технику имплантации клапана, а также повышает стоимость операции. Альтернативой являются самораскрывающиеся клапаны, которые направлены преимущественно на устранение легочной регургитации. Определение адекватной зоны имплантации для имплантации клапана имеет решающее значение для успешного лечения дилатированного нативного пути оттока из правого желудочка (ПОПЖ). Именно поэтому большую роль в предоперационном протоколе исследования изображений, полученных в ходе проведения компьютерной томографии (КТ), играет 3D реконструкция с детализаций анатомических структур на каждом уровне.

Цель: оценить свойства транскатетерного самораскрывающегося каркаса клапана легочной артерии и выполнить ее имплантацию in vitro в 3D модель сердца пациента с дисфункцией ПОПЖ. Материал и методы. Разработана модель самораскрывающегося нитинолового каркаса транскатетерного клапана для имплантации в позицию клапана легочной артерии, основанная на наиболее часто встречаемой анатомии дисфункции пути оттока из правого желудочка. Проведены тесты радиальных усилий каркаса и испытания загрузки клапана в систему доставки. Создана 3D реконструкция правых отделов сердца с нижней полой веной с детализаций анатомических структур на каждом уровне.

Результаты. Напечатана физическая 3D модель на SLA 3D принтере «Formlabs Form 3B+» из фотополимера Elastic 50A (Formlabs Inc., США). В условиях рентгеноперационной выполнена тестовая имплантация каркаса клапана легочной артерии. Имплантация показала хорошие характеристики имплантируемого каркаса, отмечается полное раскрытие каркаса, отсутствие деформации, плотное прилегание к стенкам ствола легочной артерии.

Заключение. Путем оптимизации конструкции опорного каркаса удалось усовершенствовать транскатетерную модель каркаса клапана, основанную на анализе наиболее часто встречаемых дисфункций ПОПЖ. 3D печатные конструкции позволяют безопасно выполнять тестирование разрабатываемых моделей транскатетерных клапанов, а также выявлять и своевременно устранять имеющиеся недостатки.

1. Сойнов И.А., Журавлева И.Ю., Кулябин Ю.Ю., Ничай Н.Р., Афанасьев А.В., Алешкевич Н.П. и др. Клапансодержащие кондуиты в детской кардиохирургии. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2018;(1):75–81. DOI: 10.17116/hirurgia2018175-81.

2. Nordmeyer J., Ewert P., Gewillig M., AlJufan M., Carminati M., Kretschmar O. et al. Acute and midterm outcomes of the post-approval MELODY Registry: a multicentre registry of transcatheter pulmonary valve implantation. Eur. Heart J. 2019;40(27):2255–2264. DOI: 10.1093/eurheartj/ehz201.

3. Рзаева К.А., Тимченко Т.П., Журавлева И.Ю., Архипов А.Н., Горбатых А.В., Войтов А.В. и др. Технические характеристики самораскрывающегося клапана для лечения клапанной патологии легочной артерии. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2022;26(3):85–90.DOI: 10.21688/1681-3472- 2022-3-85-90.

4. Bonhoeffer P., Boudjemline Y., Saliba Z., Hausse A.O., Aggoun Y., Bonnet D., Sidi D., Kachaner J. Transcatheter implantation of a bovine valve in pulmonary position: a lamb study. Circulation. 2000;102(7):813–816. DOI: 10.1161/01.cir.102.7.813.

5. Fasel J.H., Aguiar D., Kiss-Bodolay D., Montet X., Kalangos A., Stimec B.V. et al. Adapting anatomy teaching to surgical trends: a combination of classical dissection, medical imaging, and 3D-printing technologies. Surg. Radiol. Anat. 2016;38(3):361–367. DOI: 10.1007/s00276-015-1588-3.

6. Valverde I., Sarnago F., Prieto R., Zunzunegui J.L. Three-dimensional printing in vitro simulation of percutaneous pulmonary valve implantation in large right ventricular outflow tract. Eur. Heart J. 2016;38(16):1262– 1263. DOI: 10.1093/eurheartj/ehw546.

7. Lurz P., Coats L., Khambadkone S., Nordmeyer J., Boudjemline Y., Schievano S., et al. Percutaneous pulmonary valve implantation: impact of evolving technology and learning curve on clinical outcome. Circulation. 2008;117(15):1964–1972. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.735779.

8. Schievano S., Capelli C., Young C., Lurz P., Nordmeyer J., Owens C. et al. Four-dimensional computed tomography: a method of assessing right ventricular outflow tract and pulmonary artery deformations throughout the cardiac cycle. Eur. Radiol. 2011;21(1):36–45. DOI: 10.1007/s00330-010-1913-5.

9. Anwar S., Singh G.K., Miller J., Sharma M., Manning P., Billadello J.J. et al. 3D printing is a transformative technology in congenital heart disease. JACC Basic Transl. Sci. 2018;3(2):294–312. DOI: 10.1016/j.jacbts.2017.10.003.

10. Nollert G., Fischlein T., Bouterwek S., Böhmer C., Klinner W., Reichart B. Long-term survival in patients with repair of tetralogy of Fallot: 36-year follow-up of 490 survivors of the first year after surgical repair. J. Am. Coll. Cardiol. 1997;30(5):1374–1383. DOI: 10.1016/s0735-1097(97)00318-5.

11. Canan A., Ocazionez-Trujillo D., Vargas D., Foley T.A., Cabalka A.K., Rajiah P.S. Pre- and postprocedure imaging of transcatheter pulmonary valve implantation. Radiographics. 2022;42(4):991–1011. DOI: 10.1148/rg.210160.

12. Сойнов И.А., Манукян С.Н., Рзаева К.А., Войтов А.В., Тимченко Т.П., Кобелев Е. и др. Варианты дисфункций пути оттока из правого желудочка. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2023;16(4):351357. DOI: 10.17116/kardio202316041351.

13. Biglino G., Capelli C., Binazzi A., Reggiani R., Cosentino D., Migliavacca F. et al. Virtual and real bench testing of a new percutaneous valve device: A case study. EuroIntervention. 2012;8(1):120–128. DOI: 10.4244/EIJV8I1A19.

14. Ansari M.M., Cardoso R., Garcia D., Sandhu S., Horlick E., Brinster D. et al. Percutaneous pulmonary valve implantation: Present status and evolving future. J. Am. Coll. Cardiol. 2015;66(20):2246–2255. DOI: 10.1016/j.jacc.2015.09.055.

15. Han Y., Shao Z., Sun Z., Han Y., Xu H., Song S. et al. In vitro bench testing using patient-specific 3D models for percutaneous pulmonary valve implantation with Venus P-valve. Chin. Med. J. (Engl.). 2023; Online ahead of print. DOI: 10.1097/CM9.0000000000002793.