Інноваційний імплантат для лікування серцевої недостатності
Автор
Директор з досліджень CNRS, Технологічний університет Комп'єна (UTC)
Заява про розкриття інформації
Наш проект - це співпраця між Університетом Компієна (UTC), Національним центром наукових досліджень (CNRS) та Assistance Publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP).
Партнери
Університет технології де Компієн (UTC) забезпечує фінансування як член The Conversation FR.
Conversation UK отримує фінансування від цих організацій
- Електронна пошта
- Месенджер
Наша команда щойно розробила новий серцевий імплантат, спрямований на відновлення мітрального клапана без операції на відкритому серці, який відокремлює передсердя від шлуночка в лівому серці. Він призначений для запобігання витоку клапана у пацієнтів з мітральною недостатністю. Ця патологія є серйозною, оскільки жодне із сучасних методів лікування не може ефективно її лікувати.
Це найчастіша клапанна патологія в західних країнах після стенозу аорти у людей третього віку. Майже 20% населення страждає навіть на легку мітральну недостатність.
Якщо обмежитися патологічною мітральною недостатністю, майже 10% населення старше 75 років страждає нею. Серед різних клінічних наслідків, які він викликає, найпоширенішим і найбільш критичним є витікання мітрального каналу, яке відбувається в систолі: коли шлуночковий м’яз скорочується для евакуації крові до органів. Часткове відкриття клапана змушує кров відригуватися до передсердя. Це відповідає за погане самопочуття пацієнтів та різке збільшення ризику передчасної смерті через відсутність кровопостачання.
Ілюстрації морфології серця та кровотоку протягом двох фаз серцевого циклу. Автор надав
В даний час стандартним методом лікування мітральної недостатності є операція на відкритому серці з метою ремонту мітрального клапана, якщо це можливо, або заміни його, якщо ні. Ці важкі процедури вимагають розкриття грудної клітини, зупинки серця та налагодження позателесного кровообігу. На додаток до високої частоти рецидивів, він має і недолік, який неможливий для великої кількості пацієнтів, оскільки він надто крихкий, враховуючи їх вік та фізичний стан.
Рішення без операції на відкритому серці
Ця потреба особливо гостра у пацієнтів з функціональною мітральною недостатністю, у яких витік клапана зумовлений розширенням лівого шлуночка, а не дефектами клапана, як у випадку з органічною мітральною недостатністю. Клапан більше не може закриватися, оскільки розширений шлуночок втягує листки, не даючи їм контактувати між собою в систолі. Звичайні методи лікування не приносять користі, оскільки вони занадто інвазивні і не можуть протидіяти тязі, яка чиниться на клапан.
За станом здоров'я для лікування цих пацієнтів можливий лише ендоваскулярний підхід. Він передбачає введення медичного пристрою, складеного в катетер, через кровоносні судини. Перевагою такого підходу є відсутність хірургічного отвору: катетер вводиться у вену на рівні складки паху за допомогою простої пункції і піднімається до правого передсердя серця, потім до передсердя. пробили перегородку (мембрана, що розділяє праве та ліве серця).
В даний час на ринку доступний лише один тип ремонтного пристрою: Mitraclip, який складається з невеликого щипця, який кардіохірург розміщує посередині двох аркушів, не зупиняючи серце, і який він залишає назавжди. Тоді відкриття клапана є нефізіологічним, кров проходить по боках через два отвори з обох боків затиску. Більш того, дуже часто буває, що потрібно поставити кілька затискачів (часто два, іноді три), що спричиняє посилене звуження отворів, утрудняючи кровотік.
Одним обмеженням цього варіанту є труднощі, властиві його встановленню: для ефективності затискач повинен бути наклеєний на рівноцінних рівнях на двох аркушах, інакше вони будуть спотворюватися, спричиняючи залишковий витік. Тому дія часто є тривалою, особливо якщо потрібно кілька кліпів.
Наш новий імплантат
Для того, щоб оптимізувати ведення пацієнтів з функціональною мітральною недостатністю, необхідно розробити нові ендоваскулярні пристрої. Пристрій, який ми нещодавно запатентували, базується на новому підході: він призначений для розміщення під биттям серця на одній із стулок клапана та заповнення залишкового простору між двома листочками за допомогою повітряної кулі. Імплантат складається фактично із затискача, що дозволяє постійно фіксувати його на листівці, та з балона, обсяг якого регулюється in situ, щоб мінімізувати витік крові під час систоли, причому ідея полягає в тому, що вільний лист тоді опирається на нього.
Схеми імплантату у відкритому положенні та розміщеній на одній із стулок мітрального клапана Автор надав
Імплантат призначений для ендоваскулярного введення венозним шляхом, і тому він повинен складатися в катетер, який можна переміщати від паху до серця. У катетері балон вставляється спущеним і складається назад на себе. Імплантація на одному з аркушів та надування балона проводяться під дією трансезофагеального ультразвуку, щоб побачити функціональний результат відкриття балона під час процедури: метою справді є пошук оптимальної інфляції для кожного пацієнта, що мінімізує залишкові витоки систоли.
Оригінальність генезису пристрою зумовлена двома елементами: з одного боку, робота в симбіозі між клінічною групою та дослідницькою групою, після того як професор Куетіл та доктор Бергоенд мали ідею абсолютно інноваційної концепції, і зв’язався з нами; з іншого боку, той факт, що фаза проектування пристрою проводилася в рамках курсів UTC, розроблених у проектному режимі, проектними групами, що складаються з студентів-інженерів. Проект отримав вигоду від кількох команд, які об’єднували студентів з різних галузей (біологічна інженерія, машинобудування, машинобудування, проектування тощо) та на різних рівнях (від bac +3 до bac +5). Один з них, Адрієн Лаперроузас, співпідписант патенту, став переможцем національного конкурсу I-LAB (BPI-MESRI) у 2015 році і отримав грант на фінансування розробки імплантату під час навчання на інженера, а також дослідження ринку. Отже, примітно, що проект дозволив співпадати між часом дослідження та часом викладання.
З тих пір тести in vitro проводились в університетському коледжі Лондона у співпраці з професором Бурреші та його командою. Вони протестували імплантат на біо штучному клапані, розміщеному в стенді, що імітує внутрішньосерцевий кровотік, який був патологічним. Вони показали, що імплантат значно зменшує витікання крові в передсердя, і тим самим надав доказ концепції.
Переваги нового імплантату численні. Він запропонує справжню малоінвазивну альтернативу для відновлення мітрального клапана, і його легко розмістити у порівнянні з іншими підходами, оскільки імплантат прикріплюється лише до одного аркуша. Це матиме ту перевагу, що зможе пристосуватися до важких дефектів коаптації, спричинених розширенням шлуночка та, можливо, також мітрального кільця, і, отже, зменшить залишковий витік порівняно з існуючим. Надуття повітряної кулі насправді можна регулювати до тяжкості дефекту коаптації кожного пацієнта. Нарешті, підтримуючи форму отвору діастоли, пристрій дозволить клапану функціонувати більш фізіологічно, що, ймовірно, буде перевагою в середньо- та довгостроковій перспективі, оскільки воно генерує меншу турбулентність під час діастоли і, отже, менш волокнисту переробку клапана листівки.