cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2025-40-2-122-132cardiotomsk-2738Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESПрименение устройства для позиционирования створок аортального клапана при клапаносохраняющем протезировании корня аорты с реимплантацией аортального клапана (экспериментальное исследование)Application of the device for aortic valve cusps positioning in valve-sparing aortic root replacement with aortic valve reimplantation (experimental study)https://orcid.org/0000-0002-7929-0594УспенскийВ. Е.UspenskyV. E.

Успенский Владимир Евгеньевич, д-р мед. наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией заболеваний аорты и аортального клапана, Институт сердца и сосудов

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Vladimir E. Uspensky, Dr. Sci. (Med.), Head of the Research Laboratory of Aorta and Aortic Valve Diseases  

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

v.e.uspenskiy@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0003-9115-0230ГуськоваМ. В.GuskovaM. V.

Гуськова Мария Владимировна, врач-стажер, отделение сердечно-сосудистой хирургии № 1

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Maria V.  Guskova,  Fellow  Physician,  Cardiovascular  Surgery Department 1 

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

mashka.guskova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5148-4303СапранковВ. Л.SaprankovV. L.

Сапранков Валерий Леонидович, врач-сердечно-сосудистый хирург, отделение сердечно-сосудистой хирургии № 1 

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Valeriy L. Saprankov, Cardiovascular Surgeon, Cardiovascular Surgery Department

1

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

valeriysaprankov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1629-7868ТороповаЯ. Г.ToropovaYa. G.

Торопова Яна Геннадьевна, д-р биол. наук, заместитель директора по научной работе, Институт экспериментальной медицины

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Yana G. Toropova, Dr. Sci. (Biol.), Deputy Director for Research, Institute of Experimental Medicine

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

yana.toropova@mail.ruМининС. А.MininS. A.

Минин Сергей Александрович, врач-анестезиолог-реаниматолог

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Sergey A. Minin, Anesthesiologist-Resuscitator

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

meenka@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8494-0646ГурщенковА. В.GurschenkovA. V.

Гурщенков Александр Викторович, канд. мед. наук, доцент, кафедра сердечно-сосудистой хирургии, Институт медицинского образования

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Alexander V. Gurshchenkov, Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor, Department of Cardiovascular Surgery

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

gurschenkov_av@almazovcentre.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0820-2913МалашичеваА. Б.MalashichevaA. B.

Малашичева Анна Борисовна, д-р биол. наук, руководитель научно-исследовательской группы молекулярных механизмов кальцификации, Институт молекулярной биологии и генетики

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Anna B. Malashicheva, Dr. Sci. (Biol.), Head of the Research Group of Molecular Mechanisms of Calcification, Institute of Molecular Biology and Genetics

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

amalashicheva@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5362-3226ГордеевМ. Л.GordeevM. L.

Гордеев Михаил Леонидович, д-р мед. наук, профессор, главный научный сотрудник, научно-исследовательский отдел кардиоторакальной хирургии

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

Mikhail L. Gordeev, Dr. Sci. (Med.), Professor, Chief Research Scientist, Research Department of Cardiothoracic Surgery

2, Akkuratova str., Saint-Petersburg, 197341

mlgordeev@mail.ruНациональный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияAlmazov National Medical Research Centre of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202513072025402122132Copyright © Успенский В.Е., Гуськова М.В., Сапранков В.Л., Торопова Я.Г., Минин С.А., Гурщенков А.В., Малашичева А.Б., Гордеев М.Л., 20252025Успенский В.Е., Гуськова М.В., Сапранков В.Л., Торопова Я.Г., Минин С.А., Гурщенков А.В., Малашичева А.Б., Гордеев М.Л.Uspensky V.E., Guskova M.V., Saprankov V.L., Toropova Y.G., Minin S.A., Gurschenkov A.V., Malashicheva A.B., Gordeev M.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2738Введение

Введение. Клапаносохраняющее протезирование корня аорты с реимплантацией аортального клапана (АК) (операция Дэвида) характеризуется невысокими рисками тромбоэмболических и инфекционных осложнений. Отрицательными чертами являются большая длительность, риски геморрагических осложнений, оператор-зависимость. С целью повышения скорости выполнения, улучшения воспроизводимости и снижения оператор-зависимости мы разработали устройство для интраоперационного позиционирования створок АК. Оно представляет собой два одинаковых кольца-измерителя переменного диаметра, соединенных между собой тремя стойками с разъемными соединениями с зонами временной фиксации нитей при пробном позиционировании створок АК. Актуальной задачей являлось изучение применения устройства в эксперименте.

Цель исследования

Цель исследования: оценка возможности и удобства клапаносохраняющего протезирования корня аорты с реимплантацией АК с применением разработанного устройства для позиционирования створок АК в эксперименте.

Материал и методы

Материал и методы. В качестве моделей были использованы 10 трупных свиных сердец. Для реимплантации АК применялась стандартная техника операции Дэвида. После измерения параметров корня аорты, иссечения синусов Вальсальвы, выделения створок АК на комиссурах, проксимальной фиксации протеза аорты осуществлялось позиционирование створок для достижения максимальной площади коаптации и оптимального положения точки коаптации. Выполнялась статическая гидравлическая проба, при ее удовлетворительном результате фиксировались створки к стенке протеза.

Результаты

Результаты. При исходных измерениях медианы (Ме) межквартильные интервалы (Q1; Q3) диаметров синотубулярного соединения и фиброзного кольца (ФК) АК составили 21 (19; 21,3) и 20 (19; 21) мм соответственно. Статическая гидравлическая проба была неудовлетворительной в двух случаях: по причине неравномерного пролапса створок и из-за дефекта коаптации. Мы отметили неплотную фиксацию проксимального кольца в области ФК АК, сложности с перемещением раздвижных стоек и фиксацией нитей.

Заключение

Заключение. В эксперименте изучено устройство для позиционирования створок АК при операции Дэвида. Стандартизация данного вида вмешательств позволит улучшить результаты, повысить воспроизводимость и увеличить число выполняемых операций. Направлениями дальнейшей работы являются совершенствование крепления устройства в области ФК АК, ряд конструктивных доработок, а также улучшение возможностей выполнений точных измерений параметров корня аорты.

 

 

Introduction

Introduction. Valve-sparing aortic root replacement with aortic valve (AV) reimplantation (David procedure) is associated with low risks of thromboembolic and infectious complications. Its negative features are prolonged duration, risks of hemorrhage, and operator-dependence. To increase the speed of performance, improve reproducibility and reduce operator-dependence we have developed a device for intraoperative positioning of AV cusps. It consists of 2 identical rings-measuring devices of variable diameter, connected with each other by three struts with detachable connections with zones of temporary anchoring of sutures during the test positioning of cusps. The actual task was to study the application of the device in the experiment. Aim: To evaluate the possibility and convenience of valve-sparing aortic root replacement with AV reimplantation using the developed device for positioning of AV cusps in experiment.

Material and Methods

Material and Methods. 10 cadaveric porcine hearts were used as models. The standard David technique was used for AV reimplantation. After measurement of aortic root parameters, dissection of the sinuses of Valsalva, isolation of the AV cusps with the commissures, proximal anchoring of the aortic graft, positioning of the cusps was performed to achieve the maximum area of coaptation and optimal position of the coaptation point. A static hydraulic test was performed and if it was satisfactory, the cusps were sutured to the inner side of the graft wall.

Results

Results. At baseline measurements, the medians (Q1; Q3) of sinotubular junction and aortic ring diameters were 21 (19; 21.3) and 20 (19; 21) mm, respectively. The static hydraulic test was unsatisfactory in two cases: due to asymmetric cusp prolapse and a coaptation defect. We noted loose anchoring of the proximal annulus in the area of aortic ring, difficulties in moving the sliding struts and anchoring of the sutures.

Conclusion

Conclusion. The study assessed the device for positioning of AV cusps during David procedure. Standardization of this surgery type will improve the results, increase reproducibility and the number of performed operations. The areas of further work are the improvement of the device anchoring in the area of aortic annulus, some constructive modifications, as well as the improvement of the possibility to perform accurate measurements of the aortic root parameters.

аневризмагрудная аортааортальный клапанвоспроизводимость результатовклапаносохраняющее протезированиереимплантациясвиньяaneurysmthoracic aortaaortic valvereproducibility of resultsvalve-sparing replacementswineИсследование выполнено в рамках исполнения плановой темы государственного задания «Разработка устройства для клапаносохраняющей коррекции аортальной недостаточности», номер ЕГИСУ 123021000152-9.The study was carried out within the framework of the implementation of the planned topic of the state assignment “Development of a device for valve-preserving correction of aortic insufficiency”, EGISU number 123021000152-9.ReferencesDavid T.E., Feindel C.M. An aortic valve-sparing operation for patients with aortic incompetence and aneurysm of the ascending aorta. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1992;103(4):617–621; discussion 622. PMID: 1532219David T.E., Feindel C.M. An aortic valve-sparing operation for patients with aortic incompetence and aneurysm of the ascending aorta. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1992;103(4):617–621; discussion 622. PMID: 1532219Mastrobuoni S., de Kerchove L., Navarra E., Watremez C., Vancraeynest D., Rubay J. et al. Long-term experience with valvesparing reimplantation technique for the treatment of aortic aneurysm and aortic regurgitation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2019;158(1):14–23. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.10.155Mastrobuoni S., de Kerchove L., Navarra E., Watremez C., Vancraeynest D., Rubay J. et al. Long-term experience with valvesparing reimplantation technique for the treatment of aortic aneurysm and aortic regurgitation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2019;158(1):14–23. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.10.155Хван Д.С., Сирота Д.А., Жульков М.О., Ляшенко М.М., Чернявский А.М. Отдаленные результаты методики Florida sleeve у пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты и сопутствующей аортальной недостаточностью. Ангиология и сосудистая хирургия. 2020;26(4):108–118. https://doi.org/10.33529/ANGIO2020411Khvan D.S., Sirota D.A., Zhulkov M.O., Lyashenko M.M., Chernyavsky A.M. Remote results of Florida sleeve technique in patients with ascending aortic aneurysms and aortic insufficiency. Angiology and Vascular Surgery. 2020;26(4):108–118. (In Russ.). https://doi.org/10.33529/ANGIO2020411Klotz S., Stock S., Sievers H.H., Diwoky M., Petersen M., Stierle U. et al. Survival and reoperation pattern after 20 years of experience with aortic valve-sparing root replacement in patients with tricuspid and bicuspid valves. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2018;155(4):1403–1411.e1. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.12.039Klotz S., Stock S., Sievers H.H., Diwoky M., Petersen M., Stierle U. et al. Survival and reoperation pattern after 20 years of experience with aortic valve-sparing root replacement in patients with tricuspid and bicuspid valves. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2018;155(4):1403–1411.e1. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.12.039Mastrobuoni S., Govers P.J., Veen K.M., Jahanyar J., van Saane S., Segreto A. et al. Valve-sparing aortic root replacement using the reimplantation (David) technique: a systematic review and metaanalysis on survival and clinical outcome. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(3):149–158. https://doi.org/10.21037/acs-2023-avs1-0038Mastrobuoni S., Govers P.J., Veen K.M., Jahanyar J., van Saane S., Segreto A. et al. Valve-sparing aortic root replacement using the reimplantation (David) technique: a systematic review and metaanalysis on survival and clinical outcome. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(3):149–158. https://doi.org/10.21037/acs-2023-avs1-0038Бокерия Л.А., Милиевская Е.Б., Прянишников В.В., Юрлов И.А. Сердечно-сосудистая хирургия – 2022. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева Минздрава России, 2023:344. ISBN: 978-5-7982-0451-9.Bokeria L.A., Milievskaya E.B., Pryanishnikov V.V., Yurlov I.A. Diseases and congenital anomalies of the circulatory system. Moscow: Bakoulev NMRC of CVS of the Ministry of Health of Russia; 2023:344. (In Russ.). ISBN: 978-5-7982-0451-9.Lee H., Cho Y.H., Sung K., Kim W.S., Park K.H., Jeong D.S. et al. Clinical outcomes of root reimplantation and Bentall procedure: propensity score matching analysis. Ann. Thorac. Surg. 2018;106(2):539–547. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2018.02.057Lee H., Cho Y.H., Sung K., Kim W.S., Park K.H., Jeong D.S. et al. Clinical outcomes of root reimplantation and Bentall procedure: propensity score matching analysis. Ann. Thorac. Surg. 2018;106(2):539–547. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2018.02.057Akimoto H., Tsuru Y., Yokoyama H., Sadahiro M., Tabayashi K. Commissure holder: an innovative device for aortic valve-sparing technique. Ann. Thorac. Surg. 2001;71(4):1380–1381. https://doi.org/10.1016/s0003-4975(00)02451-6Akimoto H., Tsuru Y., Yokoyama H., Sadahiro M., Tabayashi K. Commissure holder: an innovative device for aortic valve-sparing technique. Ann. Thorac. Surg. 2001;71(4):1380–1381. https://doi.org/10.1016/s0003-4975(00)02451-6Elibol A. A novel device for technical standardization of valve-sparing aortic root reimplantation. Turk. Gogus Kalp. Damar Cerrahisi Derg. 2020;28(1):43–52. https://doi.org/10.5606/tgkdc.dergisi.2020.19182Elibol A. A novel device for technical standardization of valve-sparing aortic root reimplantation. Turk. Gogus Kalp. Damar Cerrahisi Derg. 2020;28(1):43–52. https://doi.org/10.5606/tgkdc.dergisi.2020.19182Jelenc M., Jelenc B., Kneževic I., Klokocovnik T. New graft sizing rings for aortic valve reimplantation procedures. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2018;26(1):1–3. https://doi.org/10.1093/icvts/ivx257Jelenc M., Jelenc B., Kneževic I., Klokocovnik T. New graft sizing rings for aortic valve reimplantation procedures. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2018;26(1):1–3. https://doi.org/10.1093/icvts/ivx257Tüzün E. Innovative method for standardization of valve sparing aortic root surgery. Turk Gogus Kalp Damar Cerrahisi Derg. 2020;28(1):53–54. https://doi.org/10.5606/tgkdc.dergisi.2020.01948Tüzün E. Innovative method for standardization of valve sparing aortic root surgery. Turk Gogus Kalp Damar Cerrahisi Derg. 2020;28(1):53–54. https://doi.org/10.5606/tgkdc.dergisi.2020.01948Crick S.J., Sheppard M.N., Ho S.Y., Gebstein L., Anderson R.H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J. Anat. 1998;193:105–119. https://doi.org/10.1046/j.14697580.1998.19310105.xCrick S.J., Sheppard M.N., Ho S.Y., Gebstein L., Anderson R.H. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. J. Anat. 1998;193:105–119. https://doi.org/10.1046/j.14697580.1998.19310105.xKubo S., Tanaka A., Omura A., Tsunemi K., Oka T., Okada K. et al. Longterm results of valve-sparing aortic root replacement and aortic cusp repair. Ann. Thorac. Surg. 2024;117(1):78–85. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2023.05.050Kubo S., Tanaka A., Omura A., Tsunemi K., Oka T., Okada K. et al. Longterm results of valve-sparing aortic root replacement and aortic cusp repair. Ann. Thorac. Surg. 2024;117(1):78–85. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2023.05.050Sasaki K., Kunihara T., Kasegawa H., Seki M., Seki H., Takada J. et al. Aortic root geometry following valve-sparing root replacement with reimplantation or remodeling: experimental investigation under static continuous pressure. J. Artif. Organs. 2021;24(2):245–253. https://doi.org/10.1007/s10047-020-01242-4Sasaki K., Kunihara T., Kasegawa H., Seki M., Seki H., Takada J. et al. Aortic root geometry following valve-sparing root replacement with reimplantation or remodeling: experimental investigation under static continuous pressure. J. Artif. Organs. 2021;24(2):245–253. https://doi.org/10.1007/s10047-020-01242-4Steindl J., Kirnbauer M., Fierlbeck J., Krieghofer M., Hitzl W., Hinterbuchner L. et al. Aortic Root Pressurizing Device: Aortic Valve Evaluation During Cardioplegic Arrest. Ann. Thorac. Surg. 2020;109(5):1605–1610. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2019.10.080Steindl J., Kirnbauer M., Fierlbeck J., Krieghofer M., Hitzl W., HinterbuchnerL.etal.Aorticrootpressurizingdevice:aorticvalveevaluation during cardioplegic arrest. Ann. Thorac. Surg. 2020;109(5):1605–1610. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2019.10.080Irace F.G., Chirichilli I., Salica A., D'Aleo S., Guerrieri Wolf L., Garufi L., et al. Aortic root anatomy after aortic valve reimplantation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2023;165(4):1335–1342.e2. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2021.03.115Irace F.G., Chirichilli I., Salica A., D'Aleo S., Guerrieri Wolf L., Garufi L., et al. Aortic root anatomy after aortic valve reimplantation. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2023;165(4):1335–1342.e2. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2021.03.115Tretter J.T., Burbano-Vera N.H., Najm H.K. Multi-modality imaging evaluation and pre-surgical planning for aortic valve-sparing operations in patients with aortic root aneurysm. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(4):295–317. https://doi.org/10.21037/acs-2023-avs2-0040Tretter J.T., Burbano-Vera N.H., Najm H.K. Multi-modality imaging evaluation and pre-surgical planning for aortic valve-sparing operations in patients with aortic root aneurysm. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(4):295–317. https://doi.org/10.21037/acs-2023-avs2-0040Perri J.L., Chen E.P. Valve-sparing root replacement-reimplantation technique. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(3):268–275. https://doi.org/10.21037/acs-2022-avs1-12Perri J.L., Chen E.P. Valve-sparing root replacement-reimplantation technique. Ann. Cardiothorac. Surg. 2023;12(3):268–275. https://doi.org/10.21037/acs-2022-avs1-12Youssefi P., Zacek P., Berrebi A., Czytrom D., Mankoubi L., Noghin M. et al. Root repair with aortic ring annuloplasty using the standard approach. J. Cardiovasc. Surg. (Torino). 2021;62(1):12–18. https://doi.org/10.23736/s0021-9509.20.11690-2Youssefi P., Zacek P., Berrebi A., Czytrom D., Mankoubi L., Noghin M. et al. Root repair with aortic ring annuloplasty using the standard approach. J. Cardiovasc. Surg. (Torino). 2021;62(1):12–18. https://doi.org/10.23736/s0021-9509.20.11690-2Marom G., Weltert L.P., Raanani E., Chirirchilli I., Giebels C., Irace F.G., et al. Systematic adjustment of root dimensions to cusp size in aortic valve repair: a computer simulation. Interdiscip. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2024;38(2). https://doi.org/10.1093/icvts/ivae024Marom G., Weltert L.P., Raanani E., Chirirchilli I., Giebels C., Irace F.G., et al. Systematic adjustment of root dimensions to cusp size in aortic valve repair: a computer simulation. Interdiscip. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2024;38(2). https://doi.org/10.1093/icvts/ivae024

The authors declare that there are no conflicts of interest present.