Experimental Right Ventricular Outflow Tract Reconstruction With a Composite Mitrathane™ Monocusp Patch: Preliminary Results

Summary

Twenty large white pigs underwent normothermic right ventricular bypass, pulmonary artery valve excision and right ventricular outflow tract (RVOT) reconstruction using a synthetic material (MitrathaneTM). The animals were divided in two groups (ten for each group) for the RVOT reconstruction model: Group I with a composite monocusp patch (with a new design geometrically related to pulmonary artery circumference) and Group II without a valve mechanism. Four early postoperative deaths occurred in Group I (unrelated to monocusp patch function) and seven in Group II (due to acute right ventricular failure). Follow up of the six animals of Group I was 600-630 (average 617.5) days and of the three Group II animals was 95-110 (average 101.6) days. In Group I haemodynamic studies showed no significant difference from preoperative values at 5 months while at 20 months there was a moderate valve insufficiency in all animals. In Group II severe right ventricular insufficiency was present in all animals and spontaneous death occurred after about 3 months. In Group I angiographic studies disclosed no evidence of graft calcification or stenosis while in Group II there was a moderate pulmonary trunk dilatation. Post mortem examination showed no signs of degeneration in any graft. Microscopic studies of both groups revealed an acellular layer of fibrin on the external surface and fibrous deposit on the inner part of the suture with the right ventricle. In Group I there were leukocyte and histocyte infiltration of the grafts. In these experiments our synthetic monocusp model showed good function and durability in comparison to a RVOT reconstruction without a valve mechanism.

Zusammenfassung

Während eines normothermen Rechtsherz-Bypass wurde bei 20 Schweinen die Pulmonalklappe exzidiert und der rechtsventrikuläre Ausflußtrakt (RVOT) unter Verwendung von synthetischem Material (Mitrathane®) rekonstruiert. Es wurden 2 Gruppen von jeweils 10 Tieren untersucht. In Gruppe I erfolgte die RVOT-Rekonstruktion mit einem Monocusp-Patch, welcher der Geometrie der Pulmonalarterie angepaßt war. In Gruppe II wurde ein klappenloser Patch aus dem gleichen Meterial verwendet. 4 Tiere der Gruppe I verstarben in der frühen postoperativen Phase, wobei die Todesursachen nicht auf den Monocusp-Patch zurückzuführen waren. In Gruppe II dagegen verstarben 7 Tiere früh postoperativ an einem akuten Rechtsherzversagen. Die Nachbeobachtungszeit für die 6 überlebenden Tiere der Gruppe I beträgt 600-630 (Mittel 617,5) Tage, für die 3 überlebenden Tiere der Gruppe II 95-110 (Mittel 101,6) Tage. Hämodynamische Untersuchungen zeigten in Gruppe I 5 Monate postoperativ keine signifikanten Veränderungen im Vergleich zu den präoperativen Werten, während nach 20 Monaten bei allen Tieren die Zeichen einer leichten Pulmonalinsuffizienz zu finden waren. In Gruppe II dagegen kam es bei den 3 überlebenden Tieren zu einer schweren Rechtsherzinsuffizienz, woran die Tiere nach etwa 3 Monaten verstarben.

Angiographische Untersuchungen ergeben in Gruppe I keinen Hinweis auf Verkalkungen oder eine Stenosierung im Patchbereich, in Gruppe II zeigte sich eine geringe Dilatation des Pulmonalishauptstammes. Bei der postmortalen histologischen Untersuchung ergab sich in beiden Gruppen kein Anhalt für degenerative Veränderungen des Patches. In beiden Gruppen zeigte sich bei der mikroskopischen Untersuchung auf der Außenfläche des Patches eine Fibrinschicht ohne zelluläre Infiltrate, die Innenfläche wies im Bereich der Naht mit dem rechten Ventrikel Bindegcwebsauflagerungen auf. Zusätzlich fanden sich in Gruppe I Leukozyten und Histozyten innerhalb des Grafts.

Die vorliegende Untersuchung ergab zumindest für einen Zeitraum von bis zu fast zwei Jahren eine gute Funktion und Haltbarkeit des verwendeten Monocusp-Patches. Im Gegensatz dazu führte die RVOT-Rekonstruktion mit einem klappenlosen transannulären Patch zu äußerst schlechten Ergebnissen.

Key words

Right ventricular outflow tract - Reconstruction - Synthetic patch material - Monocusp patch