Оптимизация биологического протеза клапана сердца "Юнилайн": новые инструменты улучшения функции

По различным оценкам, за 2020 г. на территории Российской Федерации в специализированных медицинских центрах было проведено более 9000 имплантаций искусственных клапанов сердца, причем 19,1 % из них - на основе тканей животных. Такие устройства обладают высокой биосовместимостью, но через 10-15 лет от трети до половины требуют репротезирования ввиду развития различных дисфункций. Несмотря на преимущества биологических протезов клапанов сердца и распространенность их применения в клинике, существует потребность в их оптимизации и доработке для улучшения постоперационной гемодинамики и увеличения срока службы. В данной работе мы применяли улучшенный метод для создания геометрии створчатого аппарата и его оценки к коммерческому протезу «ЮниЛайн» (г. Кемерово, ЗАО «НеоКор») 23-го типоразмера. Продемонстрирован подход, включающий в себя скрининговое исследование большого количества геометрий ( N = 6766) и детальное моделирование ( N = 4) отобранных дизайнов в составе конечного изделия с учетом взаимодействия с композитным каркасом. Полученные результаты демонстрируют способность предложенного метода к оптимизации существующих коммерческих моделей протезов клапанов сердца. Расширенный набор параметров построения позволил подобрать дизайн, c пиковыми максимальными принципиальными напряжениями в размере 1,89 и 0,68 МПа, а также обеспечивающий площадь в открытом состоянии в 233,08 и 267,34 мм2 при максимально возможном 314 мм2 для детального и скринингового исследования соответственно. При этом площадь просвета в диастолическую фазу в составе протеза не превышает 0,4 мм2 для примененных моделей. Представленные результаты показывают возможность метода создавать и оценивать «оптимальные» дизайны створчатых аппаратов по ряду критических для обеспечения лучшей гемо- и биомеханики метрик - возникающие во время сердечного цикла напряжений, наличие эффекта скручивания в диастолическую фазу, а также способность обеспечивать максимальный просвет и качество запирания.