Aortaklep

De aortaklep wordt beschouwd als de meest bestudeerde sinds een lange tijd wordt beschreven, te beginnen met Leonardo da Vinci (1513) en Valsalva (1740), en vele malen, vooral tijdens de tweede helft van de twintigste eeuw. Tegelijkertijd waren studies van de afgelopen jaren vooral beschrijvend of, meer zelden, vergelijkend. Die met J Zimmerman (1969), waarin hij voorgesteld om de "klepfunctie als een uitbreiding van de structuur" beschouwen meeste onderzoek is een morfo- functioneel karakter dragen. Deze benadering van de aortaklep functie onderzoek door de studie van de structuur was, tot op zekere hoogte, vanwege methodologische moeilijkheden direct onderzoek naar de biomechanica van de aortaklep in het algemeen studies van de functionele anatomie mogelijk de morfologische en functionele grenzen van de aortaklep bepalen de terminologie te verduidelijken en te onderzoeken grotendeels zijn functie.

Als gevolg van deze studies werd de aortaklep algemeen begrepen als een enkele anatomische en functionele structuur met betrekking tot zowel de aorta als de linker hartkamer.

Volgens huidige opvattingen, de aortaklep is bulkstructuur van de trechter of cilindervorm bestaande uit drie sinussen, drie driehoeken mezhstvorchatyh Henle, drie halvemaanvormige slippen en de annulus fibrosus, de proximale en distale grenzen waarvan respectievelijk ventrikuloaortalnoe en sinotubulaire knooppunt.

De term "ventiel-aortisch complex" wordt minder vaak gebruikt. In de enge zin wordt aortaklep soms begrepen als een blokkeerelement dat bestaat uit drie kleppen, drie commissuren en een vezelige ring.

Vanuit het oogpunt van algemene mechanica, wordt de aortaklep beschouwd als een composietstructuur die bestaat uit een sterk vezelig (kracht) skelet en relatief dunne schaalelementen (sinus- en schuifwanden) die daarop zijn geplaatst. De vervormingen en verplaatsingen van dit skelet komen voor onder de werking van interne krachten die zich voordoen in de schalen die erop zijn bevestigd. Het raamwerk bepaalt op zijn beurt de vervormingen en bewegingen van de schaalelementen. Het raamwerk bestaat voornamelijk uit dicht opeengepakte collageenvezels. Dit ontwerp van de aortaklep bepaalt de levensduur van zijn functie.

De sinussen van de Valsalva zijn een vergroot deel van de initiële aorta, proximaal begrensd door het corresponderende segment van de vezelring en de klep, en distaal door de sinotubulaire overgang. Sinussen worden genoemd volgens de vertrekkende kransslagaders, rechts, coronair, links, coronair en niet-coronair. De wand van de sinussen is dunner dan de aortawand en bestaat alleen uit intima en media, enigszins verdikt door collageenvezels. Tegelijkertijd neemt de hoeveelheid elastinevezels af in de sinuswand en neemt het collageen toe in de richting van de sinotubulaire naar de ventriculoaortale overgang. Dichte collageenvezels worden aangebracht, bij voorkeur op het buitenoppervlak van sinussen en zijn georiënteerd in de omtreksrichting en in de ruimte podkomissuralnom deelnemen aan de vorming mezhstvorchatyh driehoeken klepondersteuning vorm. De hoofdrol van sinussen is het herverdelen van de spanning tussen de kleppen en sinussen in de diastole en om de evenwichtspositie van de kleppen met de systole te bepalen. Sinussen zijn verdeeld op het niveau van hun basis door interstitiële driehoeken.

Vezelig skelet waarbij de aortaklep vormt een unitaire ruimtelijke structuur sterk vezelelementen aortawortel annulus bodemkleppen commissural staven (kolommen) en sinotubulaire knooppunt. Sinotubulaire overgang (een gebogen ring of een gebogen kam) is een golvend gevormde anatomische verbinding tussen de sinussen en de opgaande aorta.

Ventriculoaortic-gewricht (klepbasisring) is een afgeronde anatomische verbinding tussen het uitvoergedeelte van de linkerventrikel en de aorta, die een vezel- en spierstructuur is. In buitenlandse literatuur over chirurgie wordt het ventriculoortische gewricht vaak de "aortaring" genoemd. Ventriculoaortale verbinding wordt gemiddeld 45-47% gevormd uit het myocard van de arteriële kegel van de linker ventrikel.

De commissuur is een lijn die (aangrenzende) flapjes verbindt met zijn perifere proximale randen op het binnenoppervlak van het distale segment van de wortel van de aorta en zijn distale uiteinde verlengt tot de sinotubulaire overgang. De commissurale staven (palen) zijn de plaatsen van commissure-fixatie op het binnenoppervlak van de wortel van de aorta. De commissurale kolommen zijn de distale verlenging van de drie segmenten van de vezelige ring.

Henle Mezhstvorchatye driehoeken stapelen fibromusculaire componenten aortawortel en proximaal commissure tussen aangrenzende segmenten van de annulus fibrosus en de respectieve kleppen. Anatomisch interstitiële driehoeken maken deel uit van de aorta, maar bieden functioneel exitpaden vanuit de linker hartkamer en worden beïnvloed door de ventriculaire hemodynamica en niet door de aorta. Interstitiële driehoeken spelen een belangrijke rol in de biomechanische functie van de klep, waardoor de sinussen relatief onafhankelijk kunnen functioneren, ze kunnen verenigen en een enkele geometrie van de wortel van de aorta kunnen ondersteunen. Als de driehoeken klein of asymmetrisch zijn, ontwikkelt zich een smalle vezelige ring of de vervorming van de klep met daaropvolgende verstoring van de functie van de kleppen. Deze situatie kan worden waargenomen met de bicuspidalisklep van de aorta.

Klep is het klepsluitingselement, waarbij de proximale marge zich uitstrekt van het halfeluchte gedeelte van de vezelige ring, dat een dichte collageenstructuur is. De klep bestaat uit het lichaam (het grootste deel wordt geladen), het oppervlak van de coaptatie (sluiting) en de basis. De vrije randen van aangrenzende flappen in de gesloten positie vormen een coaptatiezone die zich uitstrekt van de commissuur tot het midden van de flap. Verdikte driehoekige vorm van het centrale deel van de coaptatiezone van de klep werd de knoop van Aranzi genoemd.

Het blad dat de aortaklep vormt, bestaat uit drie lagen (aorta, ventriculair en sponsachtig) en is extern bedekt met een dunne endotheliale laag. Lagen tegenover de aorta (fibrosa) bevatten voornamelijk collageenvezels die in de omtreksrichting zijn georiënteerd in de vorm van bundels en strengen en een kleine hoeveelheid elastinevezels. In de coaptatiezone van de vrije rand van het blad is deze laag aanwezig als afzonderlijke bundels. Collageenbundels in deze zone worden "opgehangen" tussen commissurale kolommen onder een hoek van ongeveer 125 ° ten opzichte van de aortawand. In het lichaam van de bundel bewegen deze bundels onder een hoek van ongeveer 45 ° van de vezelige ring in de vorm van een halve ellips en eindigen aan de andere kant ervan. Deze oriëntatie "" force 'en bundels bladranden in de vorm van een' hangbrug "bedoeld drukbelastingen overdragen diastole met flappen aan sinussen en vezelig skelet die de aortische klep bepaalt.

In de onbelaste flap bevinden de vezelachtige balken zich in een samengetrokken toestand in de vorm van golvende lijnen die in een omtreksrichting op een afstand van ongeveer 1 mm van elkaar zijn gerangschikt. De collageenvezels die de bundels vormen in het ontspannen blad hebben ook een golvende structuur met een golfperiode van ongeveer 20 μm. Wanneer de belasting wordt toegepast, strekken deze golven zich uit, waardoor het weefsel kan worden uitgerekt. Volledig gestrekte vezels worden niet uitrekbaar. De plooien van collageenbundels worden gemakkelijk rechtgetrokken met een lichte belasting van het blad. Deze stralen zijn duidelijk zichtbaar in de geladen toestand en doorvallend licht.

De constantheid van de geometrische verhoudingen van de elementen van de wortel van de aorta is bestudeerd door de methode van functionele anatomie. In het bijzonder werd gevonden dat de verhouding van de diameters van de sinotubulaire verbinding en de klepbasis constant is en 0,8-0,9 is. Dit geldt voor ventiel-aortische complexen van jonge en middelbare leeftijd.

Met de leeftijd treden kwalitatieve processen van abnormale structuur van de aortawand op, vergezeld van een afname van de elasticiteit en de ontwikkeling van calcificatie. Dit leidt enerzijds tot de geleidelijke expansie en anderzijds tot een afname van de elasticiteit. Veranderen van de geometrische verhoudingen en verminderde uitzetbaarheid van de aorta klep optreedt in de leeftijd van 50-60 jaar die gepaard gaat met een afname in het gebied van de opening van de kleppen en verslechtering van de algehele functionele prestaties. Aan leeftijd gerelateerde anatomische en functionele kenmerken van de aortawortel van patiënten moet rekening worden gehouden bij het implanteren van frameloze biologische substituten in de aortapositie.

Een vergelijking van de structuur van een dergelijke opleiding als de aortaklep van mens en zoogdieren werd uitgevoerd in de late jaren 60 van de twintigste eeuw. In deze studies werd de gelijkenis van een aantal anatomische parameters van de varkens- en menselijke kleppen getoond, in tegenstelling tot andere xenogene aortawortels. In het bijzonder werd aangetoond dat de menselijke niet-coronaire en linker coronaire sinuskleppen respectievelijk de grootste en de kleinste waren. Tegelijkertijd was de rechter coronaire sinus in de varkensklep de grootste en de niet-coronaire sinus de kleinste. Tegelijkertijd werden voor het eerst verschillen in de anatomische structuur van de rechter coronaire sinus van de aortaklep van varken en mens beschreven. In verband met de ontwikkeling van reconstructieve plastische chirurgie en aortaklepvervanging met biologische frameloze substituten, zijn anatomische studies van de aortaklep de laatste jaren hervat.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Menselijke aortaklep en aorta varkensklep

Een vergelijkende studie van de structuur van de menselijke aortaklep en de varkensaortaklep als potentiële xenograft is uitgevoerd. Er werd aangetoond dat xenogene kleppen een relatief laag profiel hebben en in de meeste gevallen (80%) asymmetrisch zijn vanwege de kleinere omvang van hun niet-coronaire sinus. Matige asymmetrie van de menselijke aortaklep is te wijten aan de kleinere omvang van de linker coronaire sinus en is niet zo uitgesproken.

De aortaklep van varkensvlees heeft, in tegenstelling tot de mens, geen vezelige ring en de sinussen sluiten niet direct aan op de basis van de kleppen. Varkensvleugels worden bevestigd door hun semilunaire basis direct aan de basis van de klep, omdat er geen echte vezelring in de varkensvleeskleppen is. De bases van xenogene sinussen en kleppen zijn bevestigd aan de vezelige en / of vezelig gespierde delen van de klepbasis. Bijvoorbeeld, de basis van de niet-coronaire en linker coronaire kleppen van de varkensvleesklep in de vorm van divergerende bladeren (fibrosa en ventnculans) zijn bevestigd aan de vezelachtige basis van de klep. Met andere woorden, de kleppen die de aortaklep van varkensvlees vormen, hechten niet direct aan de sinussen, zoals in de allogene aortawortels. Daartussen is het distale gedeelte van de klep base, die in de lengterichting (langs de klepas) en het meest proximale punt van de linker coronaire en niet-coronaire sinus is gemiddeld 4,6 ± 2,2 mm en de rechter coronaire sinus - 8,1 ± 2,8 mm. Dit is een belangrijk en significant verschil tussen de varkensklep en de menselijke klep.

Spierinsertie van de aortakegel van de linkerventrikel langs de as in de varkenswortel van de aorta is veel belangrijker dan in de allogene wortel. In varkenskleppen vormde deze implantatie de basis van de rechter coronaire klep en de sinus van dezelfde naam, en in mindere mate de basis van de aangrenzende segmenten van de linker coronaire en niet-coronaire kleppen. In allogene kleppen creëert deze injectie alleen ondersteuning voor de basis, voornamelijk de rechter coronaire sinus en, in mindere mate, de linker coronaire sinus.

Analyse van de afmetingen en geometrische verhoudingen van de individuele elementen van de aortaklep, afhankelijk van de intra-aortische druk, werd vrij vaak gebruikt in de functionele anatomie. Hiertoe vast onderstammen vulling aorta materialen (rubber, paraffine, siliconen rubber, kunststoffen en andere.) En produceert de structurele stabilisatie van chemische of cryogene middelen bij verschillende drukken. De resulterende indrukken of gestructureerde aortawortels werden bestudeerd met de morfometrische methode. Deze benadering van de studie van de aortaklep maakte het mogelijk om bepaalde patronen van zijn werking vast te stellen.

In vitro en in vivo experimenten werd aangetoond dat de wortel van de aorta een dynamische structuur is en de meeste van zijn geometrische parameters veranderen tijdens de hartcyclus, afhankelijk van de druk in de aorta en de linker ventrikel. In andere studies werd aangetoond dat de functie van de kleppen grotendeels wordt bepaald door de elasticiteit en uitrekbaarheid van de wortel van de aorta. Vortexbloedbewegingen in de sinussen kregen een belangrijke rol bij het openen en sluiten van de kleppen.

Onderzoek van de dynamiek van geometrische parameters van de aortaklep werd uitgevoerd bij proefdieren door werkwijzen kinoangiografii hoog cinematografie en kineradiografii, en bij gezonde individuen die cineangiocardiography. Deze studies maakten het mogelijk om de dynamiek van veel elementen van de wortel van de aorta nauwkeurig te beoordelen en vermoedelijk alleen de dynamiek van de vorm en het profiel van de klep tijdens de hartcyclus te beoordelen. In het bijzonder werd aangetoond dat de systolodiastolische expansie van de sinotubulaire verbinding 16-17% is en nauw gecorreleerd is met de arteriële druk. De diameter van de sinotubulaire junctie bereikt een maximum bij de piek systolische druk in de linker ventrikel, waardoor het openen van de kleppen als gevolg van verschillen vergemakkelijken commissuren buiten en neemt dan na het sluiten van de kleppen. De diameter van de sinotubulaire overgang bereikt de minimumwaarden aan het einde van de fase van isovolytische relaxatie van de linker hartkamer en begint te stijgen in de diastole. De commissurale staven en de sinotubulaire overgang, dragen vanwege hun flexibiliteit, deel aan de verdeling van de maximale spanning in de flappen nadat ze zijn gesloten tijdens de periode van snelle groei van de inverse transvalvulaire drukgradiënt. Er werden ook wiskundige modellen ontwikkeld om de beweging van de folders tijdens het openen en sluiten ervan te verklaren. De gegevens van wiskundige modellering waren echter grotendeels niet in overeenstemming met de experimentele gegevens.

De dynamiek van de basis van de aortaklep beïnvloedt de normale werking van kleppen of een geïmplanteerde frameloze bioprothese. De omtrek van de basis van de klep (hond en schaap) bleek de maximale waarde aan het begin van de systole te bereiken, daalde tijdens de systole en was minimaal aan het einde. Tijdens de diastole nam de omtrek van de klep toe. De basis van de aortaklep ook in staat om cyclische asymmetrisch verandert de grootte als gevolg contractie van de spier gedeelte ventrikuloaortalnogo verbinding (mezhstvorchatyh driehoekjes tussen rechter en linker coronaire sinus en de bases van de linker en rechter coronaire sinus). Bovendien werden afschuiving en torsie van de wortel van de aorta gedetecteerd. De grootste torsiedeformatie waargenomen in de commissurale zuil tussen de niet-coronaire en de linker coronaire sinus, en de minimale - tussen de niet-coronaire en rechter coronaire. Implantatie frameloze bioprosthesis de semi-stijve basis kan de buigzaamheid van de aortawortel veranderen torsievervormingen, die torsiedeformatie zal overdragen aan de sino-buisvormige samengestelde verbinding aorta wortelvorming en distortsiey bioprosthesis flappen.

Een studie van de normale biomechanica van de aortaklep bij jongere individuen (gemiddeld 21,6 jaar) met transesophagale echocardiografie latere computerverwerking van de video (120 frames per seconde) en de analyse van de dynamica van de geometrische kenmerken van de elementen van de aortaklep als functie van de tijd en de hartcyclus fasen. Er werd aangetoond dat tijdens systole sterk verschillen de klepopening gebied, de radiale hellingshoek van de afsluitklep basis, de diameter van de klepbasis de radiale lengte van de flappen. In mindere mate gemodificeerd diameter sinotubulaire knooppunt, de omtrekslengte van de vrije randflappen en hoogte sinussen.

De radiale lengte van de klep was dus maximaal in de diastolische fase van de isovolytische vermindering van de intraventriculaire druk en de minimum - in de systolische fase van de verminderde ballingschap. De radiale systolodiastolische uitrekking van het blad was gemiddeld 63,2 ± 1,3%. De klep was langer in diastole met een hoge diastolische gradiënt en korter in de fase van de verminderde bloedstroom, wanneer de systolische gradiënt dichtbij nul was. De omtrek van de systolische en diastolische uitzetting van de klep en de sinotubulaire overgang was respectievelijk 32,0 ± 2,0% en 14,1 ± 1,4%. De radiale hoek van de helling van de klep ten opzichte van de basis van de klep varieerde gemiddeld van 22 diastole tot 93 ° in systole.

De systolische beweging van de kleppen die de aortaklep vormen, was conventioneel verdeeld in vijf perioden:

1. de voorbereidende periode viel op de fase van de isovoluminale toename van intraventriculaire druk; de kleppen werden recht gemaakt, enigszins korter in de radiale richting, de breedte van de coaptatiezone nam af, de hoek nam gemiddeld toe van 22 ° tot 60 °;
2. de periode van snelle opening van de kleppen duurde 20-25 ms; met het begin van de uitdrijving van bloed aan de basis van de kleppen, werd een inversiegolf gevormd die zich snel radiaal naar het lichaam van de kleppen en verder naar hun vrije randen spreidde;
3. De piek van de opening van de kleppen bevond zich in de eerste fase van maximale uitdrijving; in deze periode bogen de vrije randen van de bladen zoveel mogelijk naar de sinussen, de vorm van de klepopening naderde de cirkel, en in het profiel leek de klep op de vorm van een afgeknotte omgekeerde kegel;
4. de periode van relatief stabiele opening van de kleppen viel naar de tweede fase van maximale uitdrijving, de vrije randen van de flappen recht langs de as van de stroom, de klep kreeg de vorm van een cilinder en de kleppen werden geleidelijk bedekt; Tegen het einde van deze periode werd de vorm van de klepopening driehoekig;
5. De periode van snelle sluiting van de klep viel samen met de fase van verminderde ballingschap. Aan de basis van de flappen gevormde omkering van de golf, trek afgeslankte luiken in de radiale richting, wat leidde tot de afsluiting aan het begin van ventriculaire koaptatsii randzone, en vervolgens - het volledig sluiten van de kleppen.

De maximale vervormingen van de aortawortelelementen deden zich voor tijdens de perioden van snel openen en sluiten van de klep. Met een snelle verandering in de vorm van de kleppen die de aortaklep vormen, kunnen hoge spanningen in hen optreden, die kunnen leiden tot degeneratieve veranderingen in het weefsel.

Het mechanisme van het openen en sluiten flappen te vormen, respectievelijk een golf inversie en reversie, alsook toenemende radiale hoek van het raam aan de bodemklep in een fase van isovolumische drukverhoging in het ventrikel kan worden toegeschreven aan de demper mechanismen aortawortel, waardoor vervorming en spanning van de klepbladen.