Summary
The vulnerability of the Medtronic-Hall, Bjork-Shiley Monostrut, Duromedics, and St.
Jude Medical valves to occluder immobilization by sutures was determined under static
and pulsatile flow conditions. Variables were cardiac output, crosssectional diameter
of suture, type of suture (braided versus monofilament) and position of the offending
suture along the circumference of the valve ring. Under static conditions, pressures,
ranging from 40 to 340 mmHg and 10 to 170 mmHg, were required to decompress obstructed
Medtronic-Hall and Bjork-Shiley Monostrut valves, respectively. As a result of different
design characteristics and different occluder/oriflce clearances the Medtronic-Hall
valve showed its maximum opening pressure in case of interference with sutures at
the axis of symmetry in both minor and major orifices, whereas for the Bjork-Shiley
Monostrut valve this was reached in the minor orifice. Under pulsatile flow conditions,
in case of interference with Prolene 2-0 suture, the Duromedics valve showed irregularly
delayed opening and an opening pressure difference of 50mmHg at a cardiac output of
8 L/min, whereas leaflet motion and pressure difference in the St. Jude Medical valve
were undisturbed under similar conditions. The necessary pressure difference for opening
the Medtronic Hall valve reached 44 mmHg at a cardiac output of 8 L/min. High and
low risk of extrinsic leaflet obstruction in the Duromedics and St. Jude Medical valves,
respectively, is related to the design of the hinge mechanisms and the wedge angle
of their leaflets (2° versus 25°).
Precautionary principles in implantation of prosthetic heart valves are stressed to
prevent the potentially lethal complication of occluder immobilization. The low risk
of leaflet immobilization in the St. Jude Medical valve is considered an additional
advantageous design feature.
Zusammenfassung
Die Klemmneigung der Schließkörper von Medtronic-Hall, Björk-Shiley Monostrut, Duromedics
und St. Jude Medical Herzklappenprothesen, verursacht durch interferierendes Nahtmaterial,
wurde in stationärer und pulsatiler Strömung untersucht. Als Versuchsparameter wurden
das Herzminutenvommen, das verwendete Nahtmaterial (Materialstärke und -typ) und die
Position, an der das Nahtmaterial am Klappenring angebracht wurde, variiert. Die hydrostatischen
Drucke, die zum Öffnen von Klappen mit verklemmtem Schließkörper benotigt wurden,
lagen zwischen 40 und 340 mmHg für Medtronic-Hall Prothesen und 10 und 170 mmHg für
Björk-Shiley Monostrut Prothesen. Die Maxima der zum Öffnen von Medtronic-Hall Prothesen
benotigten Drucke wurden für die Fälle gemessen, bei denen das Nahtmaterial an den
Schnittpunkten zwischen Symmetrieachse und Klappenring angebracht wurde, gleichgültig
ob im kleineren oder größeren Öffnungsquerschnitt. Für die Björk-Shiley-Prothesen
ergaben sich die hohen Öffnungsdrucke nur für den Fall einer Fadenpositionierung im
kleineren Querschnitt. Dies kann auf unterschiedliche Konstruktionsmerkmale und unterschiedliche
Toleranzen zwischen Schließkorper und Klappenring zurückgeführt werden. Bei Interferenz
mit Prolene 2-0-Nahtmaterial wurde in pulsatiler Strömung bei der Duromedics-Prothese
eine unregelmäßige Verzögerung des Öffnungszeitpunkts beobachtet und eine maximale
Öffnungsdruckdifferenz von 50 mmHg bei einem Herzminutenvolumen von 8 L/min gemessen.
Die Flügelbewegung und die Druckdifferenz der St. Jude Medical-Prothesen blieben dagegen
unter ähnlichen Bedingungen unbeeinflußt. Das hohe bzw. geringe Risiko einer Beeinträchtigung
der Flügelbewegung von Duromedics bzw. St. Jude Medical-Herzklappenprothesen kann
auf die unterschiedlichen Konstruktionen der Lagerungen und auf die unterschiedlichen
Keilwinkel zwischen geschlossenen SchlieBkörpern und Klappenring (2° gegenüber 25°)
zurückgeführt werden. Die Öffnungsdruckdifferenz der Medtronic-Hall-Klappe betrug
44 mmHg bei einem Herzminutenvolumen von 8 L/min.
Es werden Vorsorgemaßnahmen für die Implantation von Herzklappenprothesen aufgezeigt,
um die mögliche lethale Komplikation eines verklemmten Schließkörpers zu verhindern.
Das geringe Risiko einer Bewegungseinschränkung von Flügeln der St. Jude Medical-Prothese
wird als zusätzliches vorteilhaftes Konstruktionsmerkmal angesehen.
Key words
Prosthetic heart valve replacement - Disc immobilization - Postoperative complication
