KONU 25 K ALP ve DAMAR CERRAHÝSÝ KALP KAPAK PROTEZLERİ Tahir Yüksek, Kadir Durgut MEKANİK KALP KAPAKLARI SENTETİK KALP KAPAKLARI DOKU KÖKENLİ KALP KAPAKLARI SONUÇ Geri kalmış veya gelişmekte olan ülkelerde ihmal edilmiş veya yetersiz tedavi edilmiş β hemolitik streptokok enfeksiyonuna sekonder olarak gelişen kalp kapak hastalıkları yaygın olup, oran olarak oldukça fazladır. Bu ülkelerde halen yapılan kalp ameliyatları içerisinde sayı olarak kalp kapak ameliyatları ikinci sırayı almaktadır. Refah seviyesi yükselmiş, gelişmiş ülkelerde β hemolitik streptokok enfeksiyonuna sekonder kalp kapak hastalıkları o ülkenin vatandaşlarında nadir görülür. Bu ülkelerde bu etiyolojili kalp kapak hastalıkları, daha çok değişik sebeplerle (işçi, sığınmacı gibi) oraya gelmiş az gelişmiş ülke insanları arasında görülmektedir. Buna karşılık ileri ülkelerde artmış olan ortalama yaşam süresine bağlı gelişen iskemik ve dejeneratif veya bağımlılık oluşturan ilaçların kontamine enjektörlerle kullanımının yaygınlaşmasına bağlı enfektif kalp kapak hastalıkları daha fazla görülmektedir. Sonuç olarak kalp kapak hastalığı, ister gelişmiş olsun ister geri veya gelişmekte olan ülkelerde olsun mutlaka karşılaşılacak bir hastalık grubudur. 1950’li yıllar ve sonrasında özellikle kalp- akciğer pompasının devreye girmesiyle, görev yapamayacak şekilde bozulmuş kalp kapaklarının tamirine yönelik cerrahi işlemler devreye sokulmuştur. Tamir edilemeyecek derecede bozulmuş (ileri fibro-kalsifik) kapaklarla ciddi bir problem olarak karşılaşılınca o kapakların yerini tutacak bazı işlemler yapma ihtiyacı protez kalp kapağı geliştirme çalışmalarını hızlandırmıştır. Replasman için kullanılan kalp kapaklarının ilk kuşağı olan mekanik toplu- kafesli kalp kapağını ilk olarak 1952’de Hagnafel inen aortaya implante etti. 1960’da Harken aynı özellikteki kapağı aortik pozisyonda uyguladı.(1-3) İlk başarılı mekanik aortik kapak replasmanı 1961’de Star-Edwards ikilisi tarafından gerçekleştirildi.(4) O günlerden günümüze değişik tip ve natürde çok çeşitli kalp kapakları üretilip, yüz binlerle ifade edilen sayılarda uygulandı (Tablo 1). Yarım asırlık bilgi birikimi, üretim ve kullanımda elde edilen tecrübelerle daha mükemmele yakın yeni kalp kapak dizaynları ve üretimleri yapılmaktadır. Hele son yıllarda biyoteknoloji, biyomühendislik ve doku mühendisliğinin bu sahada da devreye girmesiyle nativ kalp kapağı özelliklerine sahip kalp kapakları üretilme çalışmalarına hız verilmiştir.(5) Günümüzde, artık iş göremez derecede bozulmuş nativ kalp kapağının çıkarılarak onun yerine konulacak protez kapağın nasıl olması gerektiği konusunda görüş birliği oluşmuştur. Protez kalp kapaklarında olması gereken özellikler şöyle sıralanabilir.(6) 1. Kapak kolayca yerleştirilebilir olmalıdır. 2. İmpilante edildikten sonra kalıcı son pozisyonunu kolayca almalıdır. 3. Kabul edilebilir minimal derecede hasar ve bozulma ile uzun ömürlü olmalıdır. 4. Açık durumdayken kabul edilebilir derecede düşük bir türbülansta yüksek akıma izin vermelidir. BÖLÜM 1. ERİŞKİN KALP CERRAHİSİ 5. Kapalı durumdayken geriye kaçağa izin vermemelidir. 6. Kapak üzerinde pıhtı oluşumuna eğilim olmamalıdır. 7. Transvalvüler basınç gradiyenti sıfıra yakın olmalıdır. 8. Yerleştirilen kapak, çevre komşu dokularca iyi tolere edilebilmelidir. 9. Kapak, kendisiyle temas halinde bulunan kandaki hücresel ve moleküler elemanlara zarar verici olmamalıdır. 10. İmmunolojik cevaba yol açacak antijenik bir özellik taşımamalıdır. 11. Sessiz çalışmalıdır. Halihazırda bir çok tip ve tabiatta (Tablo 1) protez kalp kapağı üretilmiş olmasına rağmen, yukarıda sayılan özelliklere bütünüyle sahip olan bir kapak elde edilememiştir.(7-11) Ağır kalp kapak hastalığı bulunan hastalarda kapak replasmanı işlemi, çoğu hastanın hayat standardını yükseltip, hayatta kalma süresini artırmasına karşın bazı problemleri de beraberinde getirmektedir.(6,12-15) Kapak replasmanı yapılan hastaların yarıdan fazlası ölmekte veya yeniden ameliyat gerektirici bir durumla karşılaşmaktadır.(16-17) Mevcut kalp kapak protezleriyle ilgili istenmeyen durumlar şöyle sıralanabilir. 1. Tromboembolizm ve ondan korunmak için kullanılan antikoagülanlara bağlı kanama, 2. Yapısal olmayan fonksiyon bozuklukları; - Kapağın anulustan kısmen ayrılması ve buna bağlı paravalvüler kaçak, - İmplante edilen protez kapağın uygunsuz konum alması (disproporsiyon). - Eritrosit hasarına bağlı hemoliz, - Komşu nativ dokuda gelişen aşırı doku büyümesi (Pannus) - Protez kapakla, takıldığı organizmadaki dokular arasında gelişen diğer etkileşimler. 3. Yapısal fonksiyon bozuklukları (Biyoprotez materyallerin antijenitesine karşı immün cevap ve mineralizasyon reaksiyonlarına bağlı olarak gelişir). 2 4. Protez kapak endokarditi (enfeksiyon)(17-18) Tablo 1. Şimdiye kadar kullanılmış ve halen kullanılmakta olan protez kapakların sınıflandırılması ve bazı firma isimleri Mekanik Kalp Kapakları • Toplu kafesli kapaklar (Star-Edwards, Smeloff-Sutter, Magovern-Cromie) • Monoliflet (Diskli) kapaklar (Beall, Bicer, Medtronic Hall, Ultracor, Omnicarbon, Omni-science, Bjork-Shiley) • Biliflet kapaklar (Carbomedics, Medtronic, St Jude, On-X, Sorin) Doku Kökenli Kalp Kapakları • Hayvan dokusu kökenli kapaklar (Biyoprotez, Xenogreft, Heterogreft) - Domuz kökenli kapaklar (Biocor, Tissuemed, Hancock, St Jude Toronto) - Sığır perikardı kökenli kapaklar (Bioflow, Mitroflow, Mitral Medical, Hancock) • İnsan dokusu kökenli kapaklar * Otogreft kapaklar * Homogreft Bu istenmeyen durumlar protez kalp kapağının natürüne, tipine, modeline, implantasyon yerine ve hastaya bağlı olarak öncelik açısından farklılık gösterebilir. Fakat kapağın dikiş halkasının, nativ anulastan kısmi ayrılması (dehissens), kapağın yerleşim bozukluğuna (disproporsiyon) bağlı hemodinamik fonksiyon bozukluğu ve enfeksiyon problemleri bütün protez kalp kapaklarında dezavantaj olarak mevcuttur. Protez kapağın dikiş halkasının, nativ anülüsten ayrılması (dehissens), erken postoperatif dönemde görülen bir komplikasyondur ve paravalvüler kaçak oluşturur. Protez kapağın kalp içinde uygunsuz yerleşimi (disproporsiyon) defisitli kan akımına yol açan bir patolojik durumdur. Protez kapak enfeksiyonları, enfektif endokardit ve vegetasyonlarıyla birliktedir. Kapak üzerinde ve/veya civarında gelişen bu vegetatif oluşumlar yerlerinden kopup, kan akımıyla sürüklenerek septik embolilere yol açabilirler. Bu komplikasyon kalp kapak cerrahisinde mortalitesi yüksek olan bir olaydır. Böyle bir durumla karşılaşmamak için kalp kapak protezi bulunan hastalarla ilgili olarak yapılacak invaziv testler veya diş çekimi dahil bütün cerrahi işlemlerden önce ve sırasında profilaktik antibiyotik verilmesi gereklidir.(5) Dikiş halkasının üzerini örterek lümene doğru uzayıp, kapak fonksiyonunu bozan aşırı fibröz doku gelişimi (Pannus), mekanik kapaklarda diğerlerine göre daha sık görülür. Hemoliz ve tromboz mekanik Antijenite ve ona karşı immün cevap ve mineralizasyonla lifletlerde zamanla kalınlaşma, sertleşme ve kalsifikasyona bağlı olarak ortaya çıkan yapısal bozulma ve fonksiyon bozukluğu genellikle biyoprotez kapakların önde gelen bir problemidir. Bu da kapak ömrünün kısa olmasına yol açar. A. MEKANİK KALP KAPAKLARI Bütünüyle yapay elemanlardan oluşan bu kapaklar üç grupta incelenir (Resim 1). a. Toplu Kafesli Kapaklar Birinci kuşak olarak da adlandırılırlar. 1952’de ilk olarak Hafnagel tarafından inen aortaya yerleştirilen kapak tipidir. Protez kalp kapağı olarak bu tip kapağın başarılı bir şekilde ilk uygulaması aort pozisyonunda Star- Edwards ikilisi tarafından 1961’de gerçekleştirildi. Başlangıçta kullanılan bu toplu kafesli mekanik kalp kapakları, kalp kapak cerrahisinde bir çığır açmıştır. Fakat bazı problemleri de beraberinde getirdi. Poppet adı verilen kapak açıklığını kapatan top, silikonize lastikten yapılmıştı. Daha sonraki modellerinde bu top pirolitik karbondan yapılarak dayanıklılığı arttırıldı. Kanın kapaktan geçerken önünde onun ileriye doğru hızlı akışına engel oluşturan top, türbülansa yol açmaktadır. Bu durum tromboemboli riskini artırır. Kafesiyle birlikte büyük bir hacme sahip olduğu için özellikle küçük ventrikül çıkım yolu bulunan vakalarda mitral pozisyonda uygulanışı, hemodinamik problemler oluşturdu. Ayrıcı dikiş halkası üzerinde gelişen pannusun, topun (poppet) fonksiyonunu bozucu etkisinin önüne geçilememiştir. Trombüs oluşumunu azaltmak için kafes çubukları üzerine giydirilen kılıflar da yeterince etkili olmamıştır. Hatta pannus oluşumuyla topun hareketini engelleme sürecini hızlandırmıştır.(5) Bu kapaklarda hemoliz ve transvalvüler basınç gradiyenti yüksekliği (kan akımına karşı duran top ve kafes çubukları sebebiyle) ilave dezavantajlardır. b. Monoliflet (Disk’li) Kapaklar Tilting disk veya ikinci kuşak olarak da isimlendirilirler. Bu kapaklar 1970’li yılların başında pirolitik karbonun bu sahaya sokulmasıyla geliştirildi(5). Bu düşük profilli kapaklar başlangıçta kafesli disk özelliğindeydi. Zamanla tilting disk şekline dönüştü. (Resim 1b). Bu kapaklarda disk ince ve pirolitik karbondan yapılmış olup, ana iskelete (metal anülusa) özel bir dizaynla dayanma noktalarından temas etmektedir. Açıldıkları zaman biri geniş, diğeri dar olmak üzere iki lümen oluşturmaktadırlar. Liflet (disk) emniyet gereği tam vertikal olarak açılamamaktadırlar. Aksi halde dayanma (menteşe) noktalarından ayrılma veya ciddi geriye kaçırma söz konusudur. Diskin belli bir açıyla açılışı kan akımında türbülansa ve dolayısıyla tromboembolik olaylara yol açmaktadır. Ayrıca kapak açıklığından akmakta olan kanın, temas ettiği duran disk yüzeyine çarpması, sürtünmesi sebebiyle hemoliz oluşmaktadır. Bu kapaklarda ilave önemli bir dezavantaj da, özellikle kapanma sırasında oluşan sestir. 1975’te üretilmeye başlanan modifiye siferik çaplı diskli kapaklarda türbülans azalmıştır.(19) KONU 25. KALP KPAK PROTEZLERİ kalp kapaklarının ana problemidir. Yine bu kapaklarda tromboz ve tromboemboli riskini azaltmak için uygulanan proflaktik antikoagülan tedavi ve ona bağlı gelişebilen kanama ilave istenmeyen özelliklerdir. Son jenerasyonlarında iyice azalmış olmasına rağmen protez kapak sesinin duyulması mekanik kalp kapaklarının bir diğer problemidir. c. Biliflet Kapaklar Üçüncü kuşak mekanik kalp kapak protezleridir. (Resim 1c). Günümüzde en çok kullanılan kapaklardır. Açıldıkları zaman daha fazla vertikal hale gelen lifletleri sebebiyle bir önceki kuşak diskli kapaklara göre daha sabit bir merkezi akım ve daha az türbülans oluşturma özelliğine sahiptirler. Kapak açık konumdayken, ortadaki büyük olmak üzere üç tane lümen oluşmaktadır. Bu kuşağın ilk üretilen ve halen en yaygın kullanılan kapağı St. Jude Medikal kapaktır.(20-22) Her kuşakla birlikte kapak ömrü ve hemodinamik özellikler iyileşmiş ve hemoliz oluşturma kusurları azalmıştır. Transvalvüler basınç gradiyenti küçük çaplı modern mekanik kalp kapaklarında halen yüksektir. Ayrıca bu kapakların hepsinde kapalı konumdayken belirgin bir geriye kaçırma söz konusudur. Bu durumun kapak yüzeylerini yıkayarak trombüs oluşumunu engellediği ileri sürülmüştür.(5) Bütün bunlara rağmen en yeni kuşak mekanik kalp kapaklarında bile ana eksiklik tromboembolik olaylara yol açmalarıdır. Tabiidir ki; bundan korunmak için antikoagülan kullanımı ve onun getirdiği kanama komplikasyonları ilave eksiklikleridir.(6,11,23,24) 3 BÖLÜM 1. ERİŞKİN KALP CERRAHİSİ Yeni mekanik kalp kapakları geliştirilip, test edilmeye devam edilirken, uygulanmış olanlarıyla ilgili bazı uzun süreli takip çalışmaları yayınlanmıştır.(21,25,26,27) Konuyla ilgili fazla yayına rağmen, çeşitli kapaklar arasında implantasyon yeri, replasman için endikasyonları, uygulanan cerrahi teknik ve hastanın yaşı ve diğer özelliklerini göz önüne alarak kapak ömrü hakkında karşılaştırmalı çalışmalar yoktur. Fakat çeşitli kapakların bağımsız olarak rapor edilmiş 10 yıllık surveyleri arasında benzerlik vardır(5). Dizayn ve marka farklılıklarına bakılmaksızın bütün modern son kuşak mekanik kalp kapaklarının ortalama 15 yıllık bir ömürleri vardır. Bunun yanında az da olsa 25-30 yıl önce toplu kafesli kapak takılmış, halen problemsiz yaşayan hastalar vardır. B. DOKU KÖKENLİ KALP KAPAKLARI Mekanik kalp kapaklarından hemodinamik olarak ana farkları, nativ kalp kapaklarındaki hareket tarzına uygun merkezi akım oluşturacak şekilde dizayn edilmeleridir. Bu yüzden kanın şekilli elemanları üzerine çok daha az zarar verirler. Tromboembolizm riskleri çok düşüktür. Bu yüzden profilaktik antikoagülan tedavi gerektirmezler. Dolayısıyla takıldıkları hastaları antikoagülanların kanama komlikasyonlarından da kurtarmış olurlar. Bu kapaklarda ilerleyici özellik gösteren yapısal bozulma (kalsifikasyonla birlikte olsun veya olmasın) doku kapak elemanlarının hareketliliklerini azaltır.(5) Kapak enfeksiyonu ve yapısal olmayan fonksiyon bozuklukları açısından mekanik kalp kapaklarıyla hemen hemen aynı riske sahiptirler. Doku kökenli kalp kapaklarında hata tipleri, klinik başarıları, morfolojik, kimyasal ve mekanik özellikler, kullanılan dokunun tutturulma ve desteklenme yöntemleri kadar dokunun tipine, kaynağına, hazırlanmasına ve elle işlenmesine de birinci dereceden bağlıdır.(17) Doku kaynaklı kapaklar hem hayvan dokularından (biyoprotez, heterogreft), hem de insan dokularından (otogreft, homogreft) elde edilirler. I. Hayvan Dokusu Kökenli (Biyoprotez, Xenogreft, Heterogreft) Kalp Kapakları 4 Resim 1. Mekanik kalp kapakları: (a) Toplu kafesli kalp kapağı (Star-Edwards), (b) Monoliflet kapak (Bjork-Shiley), (c) Biliflet kapak (St. Jude). Bu kapaklar kullanılan doku türüne göre sınıflandırılırlar. b. Sığır perikard dokusu gibi kapak olmayan dokulardan yapılanlar (Resim 2). Domuz kökenli olanların bir kısmı (Frame-mounted porcine bioprostheses) bir kumaşla kaplanmış sentetik stent ve dikiş halkası üzerine monte edilmiş doku lifletlerini içeren ürünlerdir. Diğer kısmını oluşturan tipleri ise (free sewn porcine roots) ya tam veya tama yakın oranda dokusal elemanlara sahiptirler. Bu grupta ilk kuşak olarak adlandırılan kapaklar 1969 yılında üretilmeye başlandı.(7) Doku kaynaklı kapakların üretiminde gluteraldehitin çok önemli bir yeri vardır. Bu madde ile kimyasal işleme (cross-linking) tabi tutulmuş dokularda, gluteraldehit otolizi durdurur, dokunun stabilitesini arttırır, uzun bir bekleme ömrü (shelf-life) kazandırır, antimikrobiyal steriliteyi ve tromborezistans özelliği muhafaza eder. Ayrıca dokunun antijenik özelliğini azaltır.(5) Bu özellikleri dolayısıyla gluteraldehit, biyoprotez kapak sektöründe yaygın olarak kullanılan kimyasal bir maddedir. Tromboembolizm açısından biyoprotez kapaklar genel olarak düşük bir trombojenik özelliğe sahiptirler. Bu yüzden uzun süreli profilaktik antikoagülasyon gerekli olmayabilir.(28) Yeni protokollerde atrial fibrilasyon bulunan mitral pozisyonda uygulanmış biyoprotezlerde antikoagülan kullanılmasının gerektiği, fakat özellikle aortik pozisyonda uygulanmış biyoprotez ve sinüs ritimli hastalarda gerekmediği tavsiyeleri yer almaktadır. Böyle vakalarda tromboemboli proflaksisi için antiplatelet ilaçların yeterli etkiyi sağlayabileceği yayınlanmıştır.(29) İnfant ve çocuklarda implantasyon yeri göz önüne alınmaksızın biyoprotez replasmanlarından sonra, profilaktik antikoagülasyona gerek olmadığı, çünkü böyle takip edilen vakalarda tromboembolik olay görülmediği yayınlanmıştır.(30,31) Biyoprotez kapaklar üretilirken dokuların gluter aldehitle işleme tabi tutulması ve daha sonra montajı sırasında nativ kapaklarda bulunan bazı iyi özellikler yok olmaktadır. Nativ kalp kapaklarının fonksiyonu karmaşık ve dinamik bir özelliğe sahiptir.(32) Kapak dokusunun performansı, kollagen liflerden oluşmuş iskelete ve onun bozulmaya karşı direncine önemli derecede bağlıdır. Nativ lifletlerin yüzeyleri endotelle döşelidir. Lifletler kollagen lifletlerden oluş- Resim 2. Biyoprotez kalp kapakları: (a) Stentli domuz kapakları (Tissumed), (b) Stentli perikard kapakları (Mitroflow model 12), (c) Stentsiz domuz kapağı (Tissumed). muş iskeletle birlikte interstisiyel hücreler ve diğer elemanlara sahiptir. Gluteraldehitle yapılan işlem sonrasında canlılık sona erer. Kapağın dinamik özelliği ortadan kalkar ve hasarlanma durumunda artık kapağın kendini tamiri söz konusu olmaz. Endotel kalmadığı için implantasyondan sonra biyoprotez liflet yüzeyinde kalan subendotelyal bağ dokusu kanla doğrudan temas eder. Yüzeyler fibrin, platelet, monositler ve makrofajlarla kaplanır.(33) Plazma, eritrositler ve iltihap hücreleri lifletin içine girerler, orada daha önce tahrip olmuş hücre artıklarıyla beraber kalsifikasyon odağı oluşturmaya başlarlar.(34,35) Nativ kapaklardaki mineralizasyon denilen bu durumu önleyici, koruyucu mekanizmalardan yoksun olan biyoprotez kapaklarda böylece yapısal bozulma başlamış olur. Bu istenmeyen olayı (mineralizasyon) önlemek için değişik kimyasal maddeler denenmiş ve konuyla ilgili yayınlar yapılmıştır.(17,36,37) Biyoprotez kapakların hemodinamik özelliklerini nativ kapak özelliklerine benzetme amacıyla yoğun çalışmalar devam etmektedir.(5) KONU 25. KALP KPAK PROTEZLERİ a. Domuz aort veya pulmoner kapak dokusundan yapılanlar, a. Domuz Kökenli Biyoprotezler 1. Frame-mounted porcine bioprostheses: 1970’li yılların başlarında bu grubun birinci kuşağı olarak Carpentier-Edwards ve Hancock kapakları üretildi. Bu kapaklarda mekanik kalp kapaklarına göre daha yüksek bir açılma basıncı gerektiği ve kapak açılmasının geciktiği tespit edildi.(38,39) Daha sonraki yıllarda üretilen Carpentier-Edwards Supra Anular, Hancock II ve Medtronic Intact, bu grubun ikinci kuşağını oluştururlar. Bu kuşakta, birinci kuşaktaki açılma 5 BÖLÜM 1. ERİŞKİN KALP CERRAHİSİ gecikmesi ve daha yüksek basınçla açılma negatif özelliği giderilmiştir.(40) 2. Free Sewn domuz biyoprotezler: Grubunda üçüncü kuşağı oluşturan bu kapaklar Free Sewn aortic root, Free Sewn stentless veya subcoronary stent less kapakları içerir. (Resim 2c). Bu kapaklarda, kapalı konumdayken lifletler üzerindeki dinamik yükü azaltabilen ve sistolde kapağın açılmasına yardım edecek özellikte destek ve dizayn söz konusudur.(44-46) Biyoprotez kapaklarda hazırlama ve yerleştirme işlemlerinden sonra nativ liflet geometrisi ve formunun korunması sebebiyle, bu kapakların bir dezavantajı olarak bilinen kalsifikasyon gelişim riski azaltılmıştır.(47) Bu grupta alternatif olarak devreye sokulan kapak gluteraldehitle işlem görmüş domuz pulmoner kök (porcine pulmonary root) protezlerdir (Resim 3). Bu kapakların küçük numaralarda daha uygun oldukları, liflet ve duvarlarının daha iyi genişleyebilme özelliğinde oldukları bildirilmiştir.(48) b. Sığır Perikardı Kökenli Biyoprotezler Kalp kapak replasmanlarında bu kapakların kullanımı domuz, kökenli olanlarla hemen hemen eş zamanlıdır. Sentetik kumaşla kılıf geçirilmiş iskelet ve stentleri üzerine, perikard kökenli lifletler dikilmiştir (Resim 2b). Ana özellikleri aynıdır. Fakat aralarında ufak tefek dizayn detaylarında farklılıklar söz konusudur. Bu kapakların domuz kökenli kapaklara göre daha fazla, fakat mekanik kapaklara göre daha az geri kaçağa yol açtıkları gösterilmiştir.(25) Biyoprotez kapaklarda mineralizasyona bağlı yapısal bozukluk gelişimi en önemli dezavantajdır. Yapılan çalışmalarda hastanın yaşının da bu olayda önemli rol oynadığı gösterilmiştir. Biyoprotez kapak replasmanı yapılmış 35 yaşın altındaki kişilerde, özellikle çocuklarda yapısal bozulma oranı yaşlılara göre daha yüksek bulunmuştur.(17) II. İnsan Dokusu Kökenli Biyoprotezler A. Pulmoner Otogreft Kapaklar 6 Otogreftler implante edildikleri hastaların kendilerinden alınmış greftlerdir. Pulmoner otogreftler ilk olarak 1961’de laboratuar şartlarında aort kapak rep- Resim 3. Gluteraldehitle korunmuş domuz aortik root. lasmanı için kullanılmıştır. Klinik olarak ilk defa aort kapak için pulmoner otogreftle replasman 1967’de Donald Ross tarafından gerçekleştirilmiştir.(49) Bundan dolayı bu ameliyat şekline Ross ameliyatı adı verilmiştir. Nadiren hastalıklı mitral kapak için de pulmoner otogreft kullanılabilir. Ameliyatta pulmoner kapak için biyoprotez veya homogreft bir kapak kullanılır. Burada tercih edilen kapak pulmoner homogreft kapak olmalıdır.(50,51) Hastaya canlı, immunolojik problemi olmayan, aort pozisyonunda büyüme potansiyeli olan bir kapağı (kendi pulmoner kapağı) takılması, bu işlemin ana avantajıdır. Diğer avantajları ise mekanik ve biyoprotez kapaklarla ilgili olarak sözü edilen negatif özelliklerin hiçbirini taşımamasıdır. Biyoprotez veya homogreft kapakların pulmoner kapak konumunda kullanımı aort pozisyonundaki kullanımından daha düşük bir risk oranı taşır. Çünkü sağ kalpte kapaklar üzerine etki eden basınç stresi azdır. Ayrıca sağ tarafta oluşan herhangi bir trombüs geniş rezervi bulunan akciğer filtresinde tutularak genel dolaşıma bırakılmaz.(50) Ross işlemi teknik olarak oldukça zor bir işlemdir. Tek kapak yerine iki kapak replase edilmektedir. Replase edilecek kapakları yerleştirilecekleri yere uygun hale getirmek için traşlama yapmak gerekebilir. İlaveten genellikle ikinci bir ameliyata götüren kapak kaçağı potansiyel bir komplikasyondur. Ayrıca koroner arter ağzı daralmasına götürebilir. Endokardit, pulmoner konuma yerleştirilmiş protez kapakların potansiyel bir başka komplikasyonudur. Aort kapağında hastalık oluşturan olayın pulmoner kapağı da etkilediği durumlarda bu kapak greft olarak kullanılamaz.(52) Aynı türün bir başka üyesinden alınan doku veya organlara allogreft veya homogreft adı verilir. Aortik veya pulmoner homogreftler insan kadavralarından veya sağlıklı bir kapağı bulunan kalp transplant alıcılarından alınabilir. Aortik homogreft kapağı 1955’te ilk olarak Murray, takiben 1961’de Beall inen aortaya implante ettiler. Subkoroner yerleşimli ilk uygulamalar 1962’de Ross ve Barrott Boyes’e aittir.(5) Hücre biyolojisi hakkında yetersiz bilgi ve greftlerin yetersiz yöntemlerle hazırlanması gibi sebeplerle bu erken uygulamalar başarısızlıkla sonuçlandı. 1970’li yılların ortalarından sonra bu sahada yaşanan iyi gelişmeler bu tür kapaklarla ilgili bir çok yeni çalışmayı da beraberinde getirdi.(5) Bugün fevkalade dizayna rağmen homogreft kapaklar ömür ve uzun süreli fonksiyon açılarından yeterli değildirler. Ayrıca uygulanacağı yere uygun ölçüde olup-olmayacağı açısından da problem vardır. Bunu çözmek için ameliyattan önce dikkatli ekokardiografik ve MR incelemeleri ve ölçümleri gerekmektedir. Bunlara karşılık tromboembolik olay riskleri düşüktür. İnfektif endokardit varlığında bile kullanım özelliğine sahip derecede infeksiyona dirençlidir.(53,54) Kapak üzerinde trombüs oluşumu söz konusu olmadığı için iyi bir hemodinamik performans sağlarlar.(5) Homogreft kapak implantasyonunda “Free Sewn” ve “Whole root” olmak üzere iki tür uygulama mevcuttur. Free Sewn tür uygulamada ilerleyici tip kapak yetmezliği daha fazla görülmektedir. Homogreft kapaklarda sterilizasyon ve implante edilinceye kadar korunarak saklanması için uygulanan işlemlerle ilgili çok değişik protokoller geliştirilmiştir.(5) 4ºC’de saklanan taze (fresh) homogreftlerle, -196ºC’de saklanan (Cryopreserved) homogreftleri karşılaştıran çalışmalar vardır. 10 yıllık takiplerde homogreft kapakta sağlamlık, Fresh grubunda % 89, Cryopreserved grubunda % 100 olarak bildirilmiştir. Cryopreserved homogreft kapakların sağ kalp lokalizasyonlu implantasyonlarında yapısal dayanıklılık ve fonksiyonel performans daha iyidir.(57,58) Homogreft kapaklarda antijenite ve problemleri ciddi şekilde araştırılmaktadır. Fakat netlik kazanmış bir durum yoktur.(59) b. Sentetik (poliüretan) Lifletli Kalp Kapaklar Son kuşak mekanik ve doku kökenli kapaklarda bile kapak ömrü, tromboembolik olay ve konakçı dokuya uyum problemleri yeni arayışlara yol açmıştır. Ventrikül destekleyici cihazlar (ventricular asist devices), suni kalpler ve vücuda doğrudan implantasyon için olan ihtiyaç, sentetik fleksibl lifletli kalp kapakları üretimine ilgiyi arttırmıştır.(60-62) Tıbbi özellikli hale getirilmiş poliüretan gibi sentetik maddelerden kalp kapakları üretilmiştir. Sentetik lifletli kalp kapakları doku kapaklarına benzer (Resim 4). Bir iskelet yapı üzerine bindirilmiş fleksibl üç lifletli özelliğe sahiptirler. Üretimleri fabrikasyon usulüyle olduğu için kolay ve ucuzdur. Özel saklama protokolü gerektirmezler. Triliflet dizaynları sebebiyle kan akımına engel oluşturmaz ve böylece kan hücreleri hasarına yol açmazlar. Bu kapakların hayvan deneyleri kullanımlarında, kommissür alanlarında ileri derecede kalsifikasyon geliştiğine dair gözlemler yayınlanmıştır.(60) KONU 25. KALP KPAK PROTEZLERİ B. Homogreft Kalp Kapakları Sentetik triliflet kalp kapaklarının uzun ömürlü oluşları, nativ kalp kapağı özelliklerini taşıyan bir dizaynda yapılabilmeleri ve istenilen ölçülerde fabrikasyon üretilme imkanı gibi üstünlükleri, bu kapakların yeni kuşaklarının daha yaygın kullanılacaklarının işaretleri olabilir. SONUÇ Kendi alt konu başlıkları altında, bütün protez kalp kapaklarının iyi ve istenilmeyen özellikleri üzerinde ayrı ayrı durulmuştur. Yeri geldikçe ana metinde de ifade edildiği gibi, nativ kalp kapaklarının özelliklerini bütünüyle taşıyan bir protez kalp kapağı henüz elde edilememiştir. Resim 4. Sentetik (poliüretan) lifletli kalp kapakları. 7 BÖLÜM 1. ERİŞKİN KALP CERRAHİSİ Otogreftlerde, alınıp diğer pozisyona (çoğunlukla pulmonerden alınıp, aort pozisyonuna) takılan kapağın yerine takılacak olan protez kapağın taşıdığı problemler ve ameliyatın (Ross prosedürü) teknik olarak zorluğu ve süresi ciddi bir dezavantajdır. Homogreft kalp kapaklarının son modellerinde bile antijenite ve sonunda greft yetmezliğine götürücü immunolojik konakçı reaksiyonları halen problem olmaya devam etmektedir. Bunlar ve bunlara benzer problemleri çözmek için her tür protez kalp kapağı için iyileştirici çalışmalar yapılmaktadır. Bunların yanı sıra doku mühendisliği sahasında kemik iliği, deri ve mesane rekonstrüksiyonu için yapılmış çalışmalar, birim hücrelerden yararlanarak damar greftleri ve kalp kapağı lifletleri üretme, oluşturma çalışmalarının da başlamasına yol açmıştır. Çalışmalarla ilgili yayınlar yapılmaya başlanmıştır.(63,64) Belki yakın bir gelecekte ideal özelliklere sahip bir kalp kapağı bu yolla elde edilecektir. KAYNAKLAR 1. Harken DE. Heart valves: Ten commendments and stil couting, Annals of Thoracic Surgery, 1989;48:18-9. 2. Wada J, Komatsu S, Katzui T. Wada-Cutter heart valve: Overal experience at the Sapporo medical collage, Annals of Thoracic Surgery, 1989;48:38-40. 3. Seting DW. İn vitro testing of heart valves: Evolulion of the past 25 years, Annals of thoracic Surgery, 1989;48:12-3. 4. Star A and Edwards LM. Mitral rehlacamant: Clinical experience with a ball valve prosthesis, Annals of Thoracic Surgery 1961;154:726-40. 5. Korassis ST, Fisher J, Ingham E. Cardiac valve replacement: A bioengineering approach. Bio-Medikal Materials and Engineering, 2000;10:83-124. 6. Schoen FJ, Titus TL, Lawrie GM. Bioengineering aspects of heart valve replacement. Annals of Biomedical Engineering, 1982;10:97-128. 8 10. Knott E, Reul H, Knoch M, Steinseifer U, Rav G. Invitro comparison of aortic heart valve prostheses. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1988;96. 11. Grunkemeier GL, Rahimtoola SH. Artificial heart Valves. Annual Review of Medicine, 1990;41;251-3. 12. Jonescu MI, Tandon AP. The Jonescu-Shiley pericardial Xenograft valv, in: Biologial Tissue in Heart Valve Replacement, İonescu MI, et al. Eds, Butterworths, London, 1979:201-52. 13. Jamieson WRE, Allen P, Miyagishima RT et al. The Carpentier-Edwards standart porcine bioprostheses: A first generation tissue valve with exellent long-term clinical performance. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1990;90:543-61. 14. Edmunds HL. Thrombotic and bleeding complications of prosthetic heart valves. Annals of Thoracic Surgery, 1987;44:430-45. 15. Kloster FE. Diagnosis and management of complications of prosthetic heart valves. The American Journal of Cardiology. 1975;35:872-85. 16. Schoen FJ, Levy RJ, Piehler HR. Pathological considerations in replacement cardiac valves. Cardiovascular Pathology. 1992;1:29-52. 17. Schoen FJ. Future directions in tissue heart valves: impact of recent insights from biology and pathology. Journal of Heart valve Discase. 1999; 8:350-8. 18. Edmunds JH, Clark RF, Cohn LH et al. Guidelines for reporting morbiditiy and mortality after cardiac valvular operations. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1996;112:708-11. 19. Collins JJ. The evolution of artificial heart valves. New England Journal of Medicine. 1991;324-624. 20. King MJ, David T, Fisher J. Analysis of the efect of leaflet opening angle on fluid flow past a bileaflet mechanical heart valve. Computational Biomedi-cine. 1993;2:117-24. 21. Fisher J. Comparative study of the hydrodinamic function of the size 19 mm and 21 mm St Jude medical hemodynamic plus bileaflet heart valves. Journal of Heart Valve Disease, 1994;3:75-80. 7. Carpentier A, Lemaigre G, Roberts L, Carpentier S, Dubost C. Biological factors affecting long-term results of valvular homografts. J of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1969;58:467-82. 22. King MJ, Corden J, David T, Fisher J. A three-dimensional time-dependent analysis of flow through a bileaflet mechanical heart valve: Comparison of experimental and numerical results. Journal of Biomechanics. 1996;29:609-18. 8. O’Brien MF. Heterologous replacement of the aortic valve in: Biological Tissue in Heart Valve Replacement. Jonescu MI. Ens, Butter worths, London, 1972:445-6. 23. Hylen JC. Mechanical malfunction and thrombosis of prosthetic heart valves. American Journal of Cardiology, 1972;30:396-404. 9. Gonzalez-Lavin L, Bianchi J, Graft D, Amini S, Gordon CI. Degenerative changes in fresh aortik root homografts in a canin model. Evidence of an immünological influence. Transplantation proceedings, 1988;815-9. 24. Egloff L, Rothlin M, Turina M, Senning A. İsolated aortic valve replacement with Bjork-Shiley tilting disc prosthesis and porcine bioprosthesis. European Heart Journal. 1980;1:123-7. 26. King MJ, Olin CL, Fisher J. An initial investigation into the wear and damage within the pivots of three types of bileaflet mechanical heart valves, Journal of Heart Valve Disease, 1996;5:111-4. 27. Buttenfield M, Fisher J, Davies GA, Spyt TJ. Comparative study of the hydrodynamic function of the carbomedics valve. Annals of Thoracic Surgery, 1991;52:815-20. 28. Vongpatanasin W, Hillis LD, Lange RA. Prosthetic heart valves. New England Journal of medicine 1996;335:407-16. 29. Goldsmith I, Lip GYH, Mukundan S, Rosin MD. Experience with low dose aspirin as thromboprophylasix fort he tissuemed porcine aortic bioprosthesis: a survey of five year’s experience. Journal of Heart Disease, 1998;7:574-9. 30. Galioto FM, Midgley FM, Shapiro SR et al. Mitral valv replacement in infants and children, Pediatrics, 1981;67:230-5. 31. Hetzer R, Hill JD, Kerth WS et al. Thrombo-embolic complications after mitral valve replacement with hancock xenograft. J Thorac Cardiovasc Surg, 1978;75:651-3. 32. Schoen FJ. Aortic valve structure-fonction correlation: role of elastic fibres no longer a stretch of the imagination. Journal of Heart valve Disease, 1997;6:1-6. 33. Vesely I, Boughner D, Song T. Tissue buckling as a mechanism of bioprosthesis valve failure. Annals of Thoracic Surgery, 1988;46:302-5. 34. Camileri JP, Pornin B, Carpentier A. Structural changes of glutaraldehyde-treated porcine bioprosthetic valves. Archives of pathological Laboratory Medicine, 1982;106:490-6. 35. Mako JW, Calabrı A, Ratlift NB, Vesely I. Loss of glycosaminoglycans from implanted bioprosthetic heart valves. Circulation, 1997;96:150-5. 36. Chen W, Kim JD, Schoen FJ, Levy RS. Effct of 2-amino oleic acid exposure conditions on the inhibition of calcification of gyutaraldehyde crosslinked porcine aortic valves. Journal of Biomedical Materials Research, 1994;28:1485-95. 37. Grabenwoger M, Griman M, Eybl E et al. Decreased tissue reaction to bioprosthetic heart valve material after Lglutamic acid treatment. A morpholopical study. Journal of Biomedical Materials Research, 1992;26:1231-40. 38. Butterfield M, Fisher J, Kearney JN, Davies GA. Hydrodynamic function of second generation porcine bioprosthetic heart valves. Journal of Cardiac Surgery, 1991;6:90-498. 39. Yoganathan AP, Woo Y, Sung HW et al. İn vitro hemodynamic characteristics of tissue bioprostheses in the aortic position. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1986;92:198-209. 40. Fisher J, Butterfield M, Kearney JN, Davies GA. The influence of fixation conditions on leaflet geometry and dynamics in porcine bioprostheses in: Surgery For Heart Valve Desease, Bodnar E.ed. ICR publishers, London, 1990;789-95. 41. Fisher J, Butterfield M, Lockie KS et al. Frame mounted porcine bioprosthetic valves prepared with predilation of the aortic root: Biomechanics and design considerations. Journal of Thoracic and Cardivascular Surgery, 1993;106:1181-8. 42. Fisher J. Porcine bioprosthetic valves prepared with permanent predilation of the aortic root: A review. Journal of Heart Valve Disease. 1995;4:81-4. 43. Fisher J, Butterfield M, Lockie KJ, Davies GA. A model of the geometrical changes in aortic valve leaflets in response to leaflet extension and variable boundary conditions. Proceeding of the Institution of Mechanical Engineers. 1992;206:7-14. KONU 25. KALP KPAK PROTEZLERİ 25. Fisher J, Reece IJ, Wheatley DJ. İnvitro evaluation of six mechanical and six bioprosthetic valves. Thoracic and Cardiovascular Surgeon, 1986; 34:157-62. 44. Thubrikar M, Skinner JR, Aouad J et al. Analysis of the design and dinamics of aortic bioprosheses. Journal of Thoracic and Cardivascular Surgery, 1983;84:282. 45. Thubrikar M, Bosher PL, Nolan SP. The mechanism of opening of the aortic valve. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1979;77:863-70. 46. Brewer RJ, Mentzer RM, Deck JD et al. An in vivo study of the dimensional changes of the aortic valve leaflets during the cardiac cycle. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1977;74:645-53. 47. Butterfield M, Fisher J, Davies GA et al. Fresh and glutaraldehyde preserved frame mounted homograft and porcine bioprosthetic heart valves: Leaflet geometry dynamics and function, in: Clinical Implant Materials, E. Heimke, et al. Eds, Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam, 1990;523-8. 48. Fisher J, Watterson K. Comparative mechanics of pulmonary and aortic porcine bioprosthetic valve leaflets, in: Advances in Anticalcific and Antidegenerative Treatment of Heart Valve Bioprostheses 1. Edi, S. Gabbay, DJ. Weatley, eds. Silent Partners Inc. Austin, 1995:Chapter 5. 49. Ross DN. Replacement of aortic and mitral valves with a pulmonary autograft. Lancet, 1967;2:956. 50. Matsuki O, Okita Y, Almeida RS et al. Two decades experience with aortic valve replacement with pulmonary atograft. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1988;95:705-11. 51. Barratt-Boyes B. Homograft and autograft valve Replacement in aortic incompetence and stenosis. Thorax 1964;19:131-50. 52. Ross DN. The versatile homograft and autograft valve. Annals of Thoracic Surgery, 1989;48:569-70. 53. Kirklin JW, Barratt-Boyes BG. Cardiac Surgery. John Wiley and Sons, Inc. New York, 1986;409-12. 9 BÖLÜM 1. ERİŞKİN KALP CERRAHİSİ 10 54. Haydock D, Barratt-Boyes B, Macedo T et al. Aortic valve replacement for active infectious endocarditis in 108 patients. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1992;103:130-9. 59. Mulligan MS, Tsai TS, Knee JM et al. Effect of preservation techniques in vitro expression of adhesion molecules by aortic allografts. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1994;107:717-23. 55. Oury JH. Maxwell M. An appraisal of the Ross procedure: Guals and technical guidelines. Operative Tecniques in Cardiac and Thoracic Surgery. 1997;2:289-301. 60. Kolff WJ, Long SU. The return of the elastomer valves. Annals of Thoracic Surgery, 1989;48:98-9. 56. O’Brien MF, McGiffin DC, Stafford EG et al. Allograft aortic valve replacement: Long-therm comparative clinical analysis of the viable cryopreserved and antibiotic 4ºC stored valves. Journal of Cardiac Surgery. 1991;6:534-43. 57. Mitchell RN, Jonas RA, Zchoen FJ, Pathology of explanted cryopreserved allograft heart valves: Comparison with aortic valves from orthotopic heart transplants. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 1998;113:118-27. 58. Cleveland DC, Williams WG, Razzouk AJ et al. Failure of cryopreserved homograft valved conduits in the pulmonary circulation 1992;86:150-3. 61. Herold M, Loh HB, Reul H et al. The Helmholtz Institute trileaflet polyurethane valve, in: Polyurethanes in Biomedical Engineering II, Planck et al. Eds, Elsevier, Amsterdam, 1987;231-56. 62. Jansen J, Willeks S, Reines B et al. The new J-3 flexible leaflet polyurethane heart valve prostheses with improved hydrodynamic performance. International Journal of Artificial Organs, 1991;14:655-60. 63. Curtil A, Pegg DE, Wilson A. Freze drying of cardiac valves in preparation for cellular repopulation. Cryobiology. 1997;34:13-22. 64. Curtil A, Pegg DE, Wilson A. Repopulation of frezedried porcine valves with human fibroblast and endothelial cells. Journal of Heart Valve Disease, 1997;6:296305.