Breve storia dell’innesto di valvola aortica

BREVE STORIA DELL’INNESTO DI VALVOLA AORTICA

Charles A. Hufnagel (15 agosto 1916 – 31 maggio 1989)

Le protesi valvolari aortiche entrarono in uso nella metà degli anni cinquanta dopo la dimostrazione del 1951 fatta da Charles A. Hufnagel, chirurgo della “Georgetown University Medical Center“, il quale mostrò come fosse possibile ottenere un parziale controllo dell’insufficienza aortica posizionando un congegno a palla sull’aorta discendente.
L’avvento del bypass cardiopolmonare rese possibile la sostituzione valvolare aortica in posizione subcoronarica, e ciò accadde nel 1961 allorchè Albert Starr (nato nel 1926 a New York) suggerì per primo la possibilità di inserire in tale posizione la sua protesi valvolare mitralica modificata. Proprio un anno prima, Dwight Emary Harken (1910–1993) aveva dimostrato che era fattibile l’inserire valvole con palla ingabbiata in posizione subcoronarica.


harken e starr

Egli l’utilizzò con successo nel 1960 e due pazienti sopravvissero per più di una decade. Incidentalmente, come Starr, anche Harken aveva con lui un ingegnere capace. Egli si chiamava W. Clifford Birtwell.
Il modello aortico originario di Starr aveva due principali inconvenienti. Il sangue tendeva a coagulare sull’apice del montante e laddove i montanti si collegavano all’orifizio dell’acciaio inossidabile. La palla in silastic aveva la tendenza ad assorbire i lipidi del sangue e cosi tendeva a gonfiarsi e rompersi.


valvole aortiche

La palla poteva deformarsi al punto tale che, con il passare del tempo, essa non riusciva più ad occludere l’orifizio, o si dilatava così tanto da rimanere bloccata mentre l’orifizio restava in posizione di apertura. Starr cercò di superare il problema della mutevolezza della palla ed il problema del tromboembolismo sostituendo la palla in silastic con una palla in metallo cavo costruita con stellite mentre il resto della valvola veniva incluso nel dacron. Il problema della mutevolezza della palla venne risolto, ma il tromboembolismo rimase un’importante complicanza nonostante la deposizione di tessuto endoteliale liscio sul resto della valvola esposta al circolo sanguigno.


inconvenienti

Ironicamente, il tessuto fibroso sotto lo strato endoteliale creava nuovi problemi. Il montante diventava più spesso mentre il tessuto fibroso cresceva intorno ad esso. Ciò rendeva più difficoltoso il movimento libero della palla in silastic ed in alcuni casi questa poteva anche rimanere bloccata. Il tessuto fibroso cresceva anche intorno all’orifizio creando una severa stenosi aortica. A questo punto Starr e Miles Lowell Edwards (1898-1982) allargarono i montanti in modo da fornire maggior flessibilità al movimento della palla. Inoltre, essi inserirono delle proiezioni metalliche intorno all’orifizio valvolare dove la palla avrebbe dovuto collocarsi.


alla ricerca del tessuto valvolare ideale

Ricostruzione alla tomografia computerizzata 3D di una vista a tre camere che mostra il normale funzionamento della valvola Starr-Edwards nella posizione aortica.

Ogni volta che la valvola si richiudeva, la palla avrebbe dovuto agire come una sorta di rasatore che impedisce la crescita del tessuto fibroso. Queste erano modificazioni ingegnose anche se andavano risolti ancora due problemi, e cioè l’emolisi e l’ostruzione dello spazio tra il perimetro della palla in posizione di apertura e la parete aortica. Si scoprì che l’emolisi era dovuta al deterioramento del materiale che con il tempo esponeva punte acuminate di dacron. Tali proiezioni determinavano la recisione dei globuli rossi. Questo problema fu risolto incorporando una traccia sulla parte interna del montante che proteggeva il dacron dalla palla. Comunque, nessun tipo di modifica poteva eliminare la cosiddetta ostruzione dell’orifizio terziario.  Nel tentativo di superare tali svantaggi, i successivi sforzi furono indirizzati alla ricerca del tessuto valvolare ideale. Ci furono vari stadi nell’evoluzione di queste bioprotesi.


le bioprotesi

Il dr Donald Nixon Ross (4 ottobre 1922 – 7 luglio 2014)

Le valvole aortiche rimosse dai cadaveri furono le prime ad essere testate. Il chirurgo inglese nato in Sudafrica, Donald Nixon Ross diede inizio a tale approccio nel 1962. Anche se, nel 1980, Wain riportò soddisfacenti risultati a lungo termine con tali valvole, il potenziale danno a lungo termine è ancora presente dal momento che questi allograft cadaverici derivano da corpi morti che perciò sono incapaci di combattere ogni danno con la rigenerazione cellulare. Ross era cosciente di ciò e, nel 1967, al Guy’s Hospital di Londra, usò la valvola polmonare dello stesso paziente per impedire questa rischiosa evoluzione.


la procedura di Ross

Schema della procedura di Ross

Questo sembrò un passo logico per due altre ragioni. Prima di tutto, la valvola polmonare ha lo stesso numero di cuspidi della valvola aortica e perciò può essere considerata una sostituzione ideale in termini di funzione. Inoltre, i pazienti potevano cavarsela bene nonostante la perdita della loro valvola polmonare. Ross provò questa tecnica su 176 pazienti, e dopo 13 anni riportò che non vi era stata nessuna apparente degenerazione in queste valvole trapiantate. Questo era un risultato soddisfacente per quanto riguarda la sostituzione valvolare aortica anche se la valvola polmonare del paziente non poteva essere usata per sostituire le valvole mitrale e tricuspide. In questo modo proseguiva la ricerca di tessuti valvolari alternativi.


esperienze con la fascia lata

Ross continuò ad interessarsi al problema e cercò di trovare un’alternativa al trapianto della valvola polmonare. Nel 1969, egli riportò la sua esperienza con strutture montate su fascia lata autologa. Anche Senning usò la fascia lata autologa, ma la sua non era montata su struttura bensì libera di muoversi. Sia che la fascia lata fosse libera o montata, i risultati furono insoddisfacenti ed in meno di una decade il suo uso fu abbandonato. Semplicemente, la fascia lata non era abbastanza resistente da sopportare il ciclo cardiaco per un lungo periodo di tempo.


valvola aortica porcina

Kaiser ed i suoi collaboratori furono i primi ad usare la valvola aortica di origine porcina. Questa veniva fissata con glutaraldeide. Egli riportò la sua esperienza con questa tecnica insieme ad Hancock nel 1969. La fissazione in glutaraldeide era un passo importante in quanto riduceva l’antigenicità del tessuto estraneo ed il verificarsi dell’autolisi mentre, contemporaneamente, rendeva il tessuto più flessibile e resistente allo stress.
Nel progetto originario, la valvola porcina veniva montata su una struttura rigida di supporto. Questa venne in seguito modificata e fu sostituita con una struttura che aveva una base rigida ma puntelli flessibili. Questo design venne prodotto commercialmente e conosciuto come il xenograft porcino di Hancock.
La bioprotesi congegnata da Carpentier ed Edwards utilizzava una struttura di supporto totalmente flessibile. Essa fu introdotta dal laboratorio di Edwards nel 1976.


vedi:

 

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