Аортна клапа

В аортна клапа се счита за най изучени от дълго време е описана, като се започне с Леонардо да Vinci (1513) и Valsalva (1740), и много пъти, особено по време на втората половина на XX век. В същото време проучванията от минали години са предимно описателни или по-рядко сравнителни. Започвайки с J Zimmerman (1969), в който той предложи да се разгледа "клапан функция като продължение на нейната структура", повечето от изследването беше да нося морфо-функционален характер. Този подход към аортната проучване функция вентил, чрез изучаване на неговата структура е, до известна степен, поради методологични трудности от пряко разследване на биомеханиката на аортната клапа в общите изследвания на възможна функционална анатомия за определяне на морфологични и функционални граници на аортната клапа, за да се изясни терминологията и да учат в голяма степен функцията си.

Поради тези изследвания аортната клапа е широко разбрана като единична анатомична и функционална структура, свързана както с аортата, така и с лявата камера.

Според настоящите изглед, аортната клапа е структурата на насипни на фунията или цилиндрична форма, състояща се от три синуси, три триъгълници mezhstvorchatyh Henle, три semilunar туберкули и fibrosus на анулус, проксималните и дисталните граници от които са, съответно, ventrikuloaortalnoe и sinotubular възел.

Терминът "клапно-аортен комплекс" се използва по-рядко. В тесен смисъл, аортната клапа понякога се разбира като блокиращ елемент, състоящ се от три клапана, три копита и влакнест пръстен.

От гледна точка на общата механика, аортната клапа се счита за съставна структура, състояща се от силен влакнест (силен) скелет и относително тънки черупкови елементи (стени на синусите и крилото), поставени върху нея. Деформациите и изместването на този скелет се осъществяват под действието на вътрешни сили, възникващи в обвивките, закрепени върху него. Рамката от своя страна определя деформациите и движенията на черупките. Рамката се състои главно от плътно опаковани колагенни влакна. Този дизайн на аортната клапа определя дълголетието на неговата функция.

Синусите на Valsalva са уголемена част от първоначалната аорта, ограничена проксимално от съответния сегмент на влакнестия пръстен и клапана и дистално от синутобулната връзка. Синусите са кръстени според отклоняващите се коронарни артерии, точно коронарни, леви коронарни и некоронарни. Стената на синусите е по-тънка от аортната стена и се състои само от интима и медии, донякъде уплътнени от колагенови влакна. В същото време, количеството еластинови влакна намалява в синусовата стена, а колагеновото увеличение в посоката от синутоблокуларното към вентрикулатовото съединение. Плътни колагенови влакна са подредени, за предпочитане върху външната повърхност на Sines и са ориентирани в посока на обиколката, а в пространството podkomissuralnom участват в образуването mezhstvorchatyh триъгълници форма подкрепа клапан. Основната роля на синусите е да преразпределят напрежението между клапаните и синусите в диастола и да установят равновесното положение на клапите към систола. Синусите са разделени на нивото на тяхната основа чрез интерстициални триъгълници.

Влакнести скелет, който образува аортната клапа е унитарна пространствена структура силни влакнести елементи аортни корен anulus базови клапи комисурална пръти (колони) и sinotubular възел. Синотубулната връзка (дъговиден пръстен или дъговиден гребен) е вълнообразна анатомична връзка между синусите и възходящата аорта.

Вентрикулааортна става (кръг на клапана) е закръглена анатомична връзка между изходната част на лявата камера и аортата, която е влакнеста и мускулна структура. В чуждата литература по хирургична намеса, вентрикулортичната става често се нарича "аортен пръстен". Вентрикулоатарталното съединение се образува средно с 45-47% от миокарда на артериалния конус на левия вентрикул.

Комисура - линейни връзки (контактни) на съседни летви техните периферни ръбове върху вътрешната близка повърхност на дисталния сегмент на аортата корен и представяне на дисталния си край към sinotubular възел. Комисарните пръчки (стълбове) са местата за фиксиране на вътрешната повърхност на корена на аортата. Коминните колони са дисталното разширение на трите сегмента на влакнестия пръстен.

Henle Mezhstvorchatye триъгълници са влакнести или фибромускулна компоненти аортна корен и се намира проксимално комисура между съседните сегменти на fibrosus на анулус и съответните клапани. Анатомично mezhstvorchatye триъгълници са част от аортата, но функционално те осигуряват изходен път от лявата камера и камерна хемодинамиката засегнати, а не на аортата. Mezhstvorchatye триъгълници играят важна роля в биомеханична функция на клапана, което позволява на синусова функция относително независимо, и комбинираните единна подкрепа аортния корен геометрия. Ако малките триъгълници или асиметрични, тясната пръстена развива или distortsiey листовки клапан с последващо нарушение на функцията. Тази ситуация може да се наблюдава при двуклетъчния клапан на аортата.

Клапанът е клапанният затварящ елемент, чийто проксимален ръб се простира от полулунулната част на фибровия пръстен, което е плътна колагенна структура. Вентилът се състои от тялото (основната част се зарежда), повърхността на прикачването (затваряне) и основата. Свободните ръбове на съседните клапи в затворено положение образуват зоната на прикачване, простираща се от тръбата до центъра на капака. Сгъстената триъгълна форма на централната част на зоната на прикачване на клапана се наричаше възел на Aranzi.

Листът, който образува аортната клапа, се състои от три слоя (аортна, вентрикуларна и гъба) и е покрит външно с тънък ендотелен слой. Слоевете, насочени към аортата (фиброзата), съдържат предимно колагенни влакна, ориентирани в периферната посока под формата на снопове и нишки, и малко количество еластинови влакна. В зоната на прикачване на свободния ръб на листа този слой присъства като отделни връзки. Колагенните греди в тази зона са "окачени" между комибурните колони под ъгъл от приблизително 125 ° спрямо аортната стена. В тялото на снопа тези снопове се движат под ъгъл от около 45 ° от влакнестата пръстена под формата на половин елипса и завършват от другата страна. Тази ориентация "," сила "и снопове листа ръбове под формата на" висящ мост "е предназначен да прехвърли товар налягане в диастола с капаци на Sines и влакнест скелет, който образува аортната клапа.

В ненатовареното капаче влакнестите греди са в свито състояние под формата на вълнообразни линии, разположени в периферна посока на разстояние около 1 mm един от друг. Колагенните влакна, съставляващи връзките в отпуснатия лист, също имат вълнообразна структура с вълнов период от около 20 цт. Когато се постави товарът, тези вълни се изправят, което позволява тъканта да се простира. Напълно изправените влакна стават неразшируеми. Сгъването на колагенните греди лесно се изравнява с леко натоварване на листа. Тези греди са ясно видими в натоварено състояние и предавана светлина.

Константата на геометричните пропорции на елементите на корена на аортата е изследвана чрез метода на функционалната анатомия. По-специално, беше установено, че съотношението между диаметрите на синутоблюлната връзка и клапанната основа е постоянно и е 0.8-0.9. Това важи за клапните аортни комплекси на младите и средните хора.

С възрастта се появяват качествени процеси на анормална структура на аортната стена, придружени от намаляване на еластичността и развитие на калциране. Това води, от една страна, до постепенното му разширяване, а от друга страна, до намаляване на еластичността. Промяна на геометрични пропорции и намалена еластичност на аортната клапа се среща в възраст от 50-60 години, което е съпроводено с намаляване на площта на отваряне на вентилите и влошаването клапан в общата функционална изпълнение. Свързаните с възрастта анатомични и функционални характеристики на аортния корен на пациентите трябва да бъдат взети предвид при имплантиране на безклетъчни биологични заместители в аортната позиция.

Сравнението на структурата на такова образование като аортната клапа на човек и бозайници се извършва в края на 60-те години на ХХ век. В тези проучвания е показано сходството на редица анатомични параметри на свинските и човешки клапи, за разлика от други ксеногенни аортни корени. По-специално беше показано, че човешките не-коронарни и леви коронарни синусови клапи са съответно най-големият и най-малкият. В същото време, най-големият е десният коронарен синус в свинския клапан, а най-малък е коронарният синус. В същото време, за пръв път са описани разликите в анатомичната структура на дясната коронарна синуса на свински и човешки аортна клапа. Във връзка с развитието на реконструктивната пластична хирургия и заместването на аортната клапа с биологични безклетъчни заместители, анатомичните изследвания на аортната клапа са възобновени през последните години.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]

Човешка аортна клапа и аортна свинска клапа

Проведено е сравнително изследване на структурата на човешката аортна клапа и свинската аортна клапа като потенциален ксенотрансплант. Беше показано, че ксеногенните клапи имат относително нисък профил и в повечето случаи (80%) са асиметрични поради по-малкия размер на некоронарния синус. Умерената асиметрия на човешката аортна клапа се дължи на по-малкия размер на левия коронарен синус и не е толкова изразена.

Свинската аортна клапа, за разлика от човека, няма влакнест пръстен и синусите не граничат директно с основата на клапаните. Свинските крила се прикрепват от полулунната си основа директно към основата на клапана, тъй като в свинските клапани няма истински влакнест пръстен. Основите на ксеногенните синуси и клапани са прикрепени към влакнестите и / или фибро-мускулните части на клапанната основа. Например, на базата на не-сърдечното и на лявата коронарна туберкули свински клапан под формата на разминаване листа (фиброза и ventnculans) са прикрепени към влакнест база клапан. С други думи, клапите, които образуват свинската аортна клапа, не се придържат директно към синусите, както при алогенните корени на аортата. Между тях е дисталната част на основата клапа, която в надлъжна посока (по оста на клапана) в най-близкия точка на лявата коронарна и не-коронарен синус е средно 4.6 ± 2.2 тМ и дясна коронарна синус - 8,1 ± 2.8 mm. Това е важна и значима разлика между свинския клапан и човешкия клапан.

Мускулното вкарване на аортния конус на левия вентрикул по оста в свинския корен на аортата е много по-значимо, отколкото в алогенния корен. При свински клапани тази имплантация формира основата на десния коронарен вентил и синусите със същото име и в по-малка степен основата на съседните сегменти на левия коронарен и некоронарен клапан. В алогенните клапани тази инжекция създава само подпомагане на основата, главно в коронарния синус в дясната част и в по-малка степен в левия коронарен синус.

Анализът на размера и геометричните пропорции на отделните елементи на аортната клапа, в зависимост от вътреочното налягане, често се използва във функционалната анатомия. За тази цел различни запълване аортна корен втвърдява материали (каучук, парафин, силиконов каучук, пластмаса и др.) И произвеждат своята структурна стабилизация на химически или криогенни средства при различни налягания. Получените впечатления или структурирани корени на аортата са изследвани по морфометричен метод. Този подход към изучаването на аортната клапа дава възможност да се установят някои модели на нейното функциониране.

В експерименти ин витро и ин виво е показано, че основата на аортата е динамична структура и по-голямата част от своите геометрични параметри се променят по време на сърдечния цикъл в зависимост от налягането в аортата и лявата камера. В други проучвания беше показано, че функцията на клапите се определя до голяма степен от еластичността и разширяемостта на корените на аортата. Въртенето на кръвоносните движения в синусите е отредено за важна роля при отварянето и затварянето на клапите.

Изследване на динамиката на геометричните параметри на аортна клапа се провежда в експериментални животни чрез методи kinoangiografii високо, кинематографията и kineradiografii, както и в здрави индивиди, използващи cineangiocardiography. Тези изследвания позволиха да се направи точна оценка на динамиката на много елементи от корените на аортата и само да се направи оценка на динамиката на формата и профила на клапата по време на сърдечния цикъл. По-специално, беше показано, че систолодиастолното разширение на синотубулното съединение е 16-17% и е тясно свързано с артериалното налягане. Диаметърът на sinotubular възел достига максимум на пика систоличното налягане в лявата камера, с което се улеснява отваряне на клапаните, поради разлики Комисурите навън и след това намалява след затваряне на клапаните. Диаметърът на синутоблюлната връзка достига минималните си стойности в края на фазата на изоолитична релаксация на лявата камера и започва да се увеличава в диастола. И китайско-тръбен колони комисурална съединение поради неговата гъвкавост участва в разпределението на максимални напрежения в крила, когато те са затворени за период на бърз растеж обратен градиент transvalvular налягане. Математически модели също бяха разработени, за да обяснят движението на листовете по време на тяхното отваряне и затваряне. Данните за математическото моделиране обаче до голяма степен не са съгласни с експерименталните данни.

Динамика на аортната клапа оказва въздействие върху нормалната работа на листовките на вентилите или без рамки имплантира bioprosthesis. Той показва клапан база периметъра (кучета и овце) е достигнал максимална стойност в началото на систола намалели по време на систолата и е минимална в неговия край. По време на диастола, периметърът на клапата се увеличава. Основата на аортната клапа и може да цикличен асиметрична променя размер поради свиване на мускулна част ventrikuloaortalnogo съединение (mezhstvorchatyh триъгълници между дясната и лявата коронарна синусите и основите на лява и дясна коронарна синус). Освен това се откриват срязване и усукване на корена на аортата. Най-голямото усукване деформация наблюдава в комисурална стълб между не-сърдечното и левия коронарния синус, а минимумът - между не-сърдечното и правото на коронарната. Имплантирането рамки bioprosthesis с полутвърд база може да се промени гъвкавостта на аортна корена на усукване деформации, които ще се прехвърлят на усукване деформация на сино-тръбен композитен съединение аортна образуването на корени и distortsiey bioprosthesis клапи.

Изследване на нормални биомеханика на аортната клапа при по-млади индивиди (средно 21.6 години) от ТЕЕ с последващо компютърна обработка на видеото (120 кадъра в секунда) и анализ на динамиката на геометричните характеристики на елементите на аортната клапа като функция на времето и сърдечни фази на цикъла. Показано е, че по време на систола значително варира отваряне областта на клапана, радиален ъгъл на наклона на клапа база клапан, диаметърът на основата на вентила и радиалната дължина на канта. В по-малка степен модифициран диаметър sinotubular възел, периферната дължина на ръба крила свободните и височина синусите.

По този начин радиалната дължина на клапана е максимална в диастолната фаза на изоволитичното намаляване на интравентрикуларното налягане и минималната - в систоличната фаза на намаленото изгнание. Радиалният систолодиастоличен участък на крилото е средно 63,2 ± 1,3%. Клапанът е с по-дълъг диастол с висок диастоличен градиент и по-кратък във фазата на намаления кръвен поток, когато систоличният градиент е близо до нула. Окръжността на систолното и диастолното разтваряне на клапана и синутробното свързване е съответно 32.0 ± 2.0% и 14.1 ± 1.4%. Радиалният ъгъл на наклона на клапата към основата на клапана варира средно от 22 диастола до 93 ° в систола.

Систолното движение на клапите, които образуват аортната клапа, е разделено на пет периода:

1. подготвителният период пада върху фазата на isovoluminal увеличение на intraventricular налягане; клапите са изправени, малко по-къси в радиалната посока, ширината на зоната на прикачване намалява, ъгълът се увеличава средно от 22 ° до 60 °;
2. периодът на бързо отваряне на клапаните трае 20-25 ms; с началото на експулсирането на кръвта в основата на вентилите се образува обратна вълна, която бързо се разпространява радиално към тялото на клапите и по-нататък към техните свободни краища;
3. Пикът на отваряне на клапаните е бил в първата фаза на максимално експулсиране; По време на този период свободните ръбове на листовете се огъват, доколкото е възможно, към ситата, формата на отвора на клапана се приближава към кръга, а в профила клапанът прилича на формата на пресечен обърнат конус;
4. периодът на относително стабилно отваряне на клапаните падна до втората фаза на максимално изтласкване, свободните ръбове на клапите се изправиха по оста на потока, вентилът беше под формата на цилиндър и клапите постепенно бяха покрити; До края на този период формата на отвора на вентила стана триъгълна;
5. Периодът на бързо затваряне на вентила съвпада с фазата на намалено изгнание. В основата на клапите образувани вълна обръщане, опън сбита надолу капаци в радиална посока, което доведе до закриването им в началото на вентрикуларна koaptatsii изострена зона, а след това - до пълното затваряне на вентилите.

Максималните деформации на елементите на корена на аортата се появяват през периодите на бързо отваряне и затваряне на клапана. С бърза промяна във формата на клапаните, които образуват аортната клапа, в тях могат да възникнат силни напрежения, които могат да доведат до дегенеративни промени в тъканта.

Механизмът за отваряне и затваряне на капаци, за да образува, съответно, вълна инверсия и обръщане, както и увеличаване на радиален ъгъл на крилото към долната клапа във фаза на изохорното повишаване на налягането вътре в камера може да се дължи на механизмите на амортисьорите аортна корен, намаляване на деформация и стрес на листовките на клапана.