Гидродинамическая эффективность композитного протеза клапана сердца

Abstract

Целью исследования стала гидродинамическая оценка эффективности работы протезов клапанов сердца, изготовленных из ксеноперикарда, защищенного поливиниловым спиртом. Материалы и методы. Для исследования были изготовлены экспериментальные протезы на основе модели биопротеза «ЮниЛайн». Ксеноперикард, использованный для створок, был модифицирован поливиниловым спиртом для улучшения его стойкости к биологическим и механическим воздействиям. Гидродинамические испытания проводили на стенде Pulse Duplicator, который моделирует функцию «левого сердца». Оценивали ключевые параметры работы протеза: средний транспротезный градиент, эффективная площадь отверстия, запирающий объем и объем регургитации. В качестве контроля использовали немодифицированные протезы аналогичного размера. Результаты. Гидродинамические испытания показали, что экспериментальные протезы демонстрируют увеличение среднего транспротезного градиента до 6,59 мм рт. ст. (по сравнению с 5,29 мм рт. ст. у контрольной группы) и уменьшение эффективной площади отверстия до 1,52 см² (в контрольной группе - 1,69 см²). Объем регургитации также увеличился до 23,3 мл/цикл, что выше показателя контроля в 12,2 мл/цикл. Несмотря на это, все показатели остаются в пределах допустимых значений, установленных ГОСТом. Заключение. Использование поливинилового спирта для защиты ксеноперикарда демонстрирует потенциальные преимущества в повышении стойкости материала к биологическим воздействиям, однако сопровождается некоторым ухудшением гидродинамических характеристик протеза. Тем не менее показатели эффективности остаются в пределах нормативов, что открывает возможности для дальнейшего совершенствования технологии. Дальнейшая трансляция технологии в клиническую практику требует корректировки характеристик материала для улучшения функциональных показателей протеза.The aim of the study was to conduct a hydrodynamic assessment of the efficiency of heart valve prostheses made of xenopericardium protected by polyvinyl alcohol. Materials and methods. Experimental prostheses based on the UniLine bioprosthesis model were manufactured for the study. The xenopericardium used for the valve cusps was modified with polyvinyl alcohol to improve its resistance to biological and mechanical effects. Hydrodynamic tests were performed on a Pulse Duplicator system, which simulates the function of the "left heart". The key parameters of the prosthesis operation were estimated including average transprosthetic gradient, effective orifice area, locking volume, and regurgitant volume. Unmodified prostheses of similar size were used as a control. Results. Hydrodynamic tests showed that the experimental prostheses demonstrate an increase in the average transprosthetic gradient to 6.59 mm Hg. (compared to 5.29 mm Hg in the control group) and a decrease in the effective orifice area to 1.52 cm² (1.69 cm² in the control group). The regurgitant volume also increased to 23.3 ml per cycle, which is higher than the control value of 12.2 ml per cycle. Despite this, all indicators remain within the permissible values established by the state standard (GOST). Conclusion. The use of polyvinyl alcohol to protect the xenopericardium demonstrates potential advantages such as increased resistance of the material to biological effects, but is accompanied by some decrease in the hydrodynamics of the prosthesis. Nevertheless, the efficiency indicators remain within the standards, which opens up opportunities for further improvement of the technology. It is necessary to continue research in order to optimize the material and design to improve both the biocompatibility and functional characteristics of the prosthesis.