Durabilidade das Próteses Valvares Biológicas Cirúrgicas e Transcateter

O uso de próteses valvares biológicas na cirurgia de troca de valva cardíaca apresenta aumento progressivo, com redução do uso de próteses mecânicas. Entretanto, a ocorrência de degeneração estrutural valvar (DEV), que limita a durabilidade da prótese valvar biológica, continua sendo uma importante desvantagem das biopróteses cirúrgicas e transcateter. (1)

As próteses valvares cirúrgicas biológicas mais utilizadas podem ser de pericárdio bovino ou porcina, com ou sem suporte anelar (stentless), os homoenxertos e autoenxertos. As próteses atuais são projetadas para fornecer uma área de orifício interno efetivo maior, propiciando um padrão de fluxo mais fisiológico e melhor desempenho hemodinâmico. Para substituição da valva aórtica, existem próteses sem sutura, constituídas por estruturas metálicas (stent), que fixam a prótese no anel aórtico e região sinotubular com a força radial do stent de Nitinol e folhetos de tecido biológico suturados. As próteses de rápida liberação possuem um stent recoberto com tecido protético, expansível por balão que auxilia na fixação da prótese no anel valvar aórtico, necessita de três pontos de fixação nos três fundos de seio de Valsalva. Ambas surgiram como uma opção para reduzir o tempo de circulação extracorpórea e facilitar abordagens minimamente invasivas. Finalmente, as próteses valvares transcateter implantadas desde o ano de 2002 por via transfemoral e acessos alternativos. (2)

Figura 1: Principais biopróteses cirúrgicas e transcateteres. (1)
Figura 2: Principais biopróteses cirúrgicas e transcateteres. (1)

A degeneração estrutural valvar é um processo multifatorial com duas consequências principais: calcificação e degradação do folheto, levando à fibrose, rigidez e estenose; ou a ruptura do folheto com subsequente insuficiência valvar. As próteses valvares constituídas por pericárdio bovino têm maior propensão a desenvolver estenose como modo de DEV, enquanto as próteses valvares porcinas tendem a desenvolver ruptura do folheto e insuficiência. Além disso, as próteses valvares com stent tendem a desenvolver estenose, enquanto a insuficiência valvar parece ser o principal mecanismo de falha nas próteses valvares sem stent(1)

Figura 3: (A) Bioprótese valvar porcina. Nódulos de calcificações volumosos na superfície dos folhetos levando a estenose aórtica grave. (B) Bioprótese valvar de pericárdio bovino. Crescimento excessivo de pannus, com uma reação fibrótica envolvendo as suturas do anel de fixacao. (1)
Tabela 1: Definições para degeneração estrutural valvar. (1)

Alguns mecanismos foram identificados na patogênese da DEV. Primeiramente, o tecido do folheto bioprotético é fixado em glutaraldeído para mascarar os antígenos, evitando a rejeição do sistema imunológico do xenoenxerto e tornando a bioprótese “imunologicamente inerte”. E então os grupos aldeídos livres resultantes desse tratamento, juntamente com os fosfolípides e os íons cálcio na circulação, resultam em um processo passivo de calcificação. Segundo, um maior estresse mecânico do folheto como hipercalcemia e hiperfosfatemia estão entre os principais mecanismos que levam à calcificação, espessamento e ruptura dos tecidos do folheto valvar. Portanto, doenças ou condições que levam à desregulação do metabolismo fosfocálcico (insuficiência renal, hiperparatireoidismo) ou ao aumento do estresse mecânico nos folhetos valvares (hipertensão arterial, desproporção prótese-paciente) podem acelerar a DEV. Por último, fatores de risco cardiovascular, como tabagismo, hipertensão arterial, síndrome metabólica, diabetes mellitus e dislipidemia, foram identificados como preditores de DEV em alguns estudos. (3)

A DEV pode ser categorizada em três estágios: 

Estágio 1: anormalidades morfológicas (calcificação, espessamento e ruptura) dos folhetos da bioprótese valvar sem deterioração hemodinâmica. 

Estágio 2: anormalidades morfológicas e deterioração hemodinâmica moderada (aumento do gradiente e insuficiência).

Estágio 3: anormalidades morfológicas e deterioração hemodinâmica importante (requerendo re-intervenção).(4)

Testes in vitro foram desenvolvidos para avaliar DEV e a durabilidade das próteses. Atualmente, as próteses valvares biológicas têm requisitos específicos de durabilidade para obter a certificação da International Organization for Standardization, antes da comercialização das mesmas. Cada prótese é submetida a no mínimo 200 milhões de ciclos de esterilização (equivalente a cinco anos de durabilidade), processamento químico, e diversos outros testes para garantir a segurança e durabilidade da valva. (1)

São realizadas mais de 250000 cirurgias de troca valvar aórtica por ano em todo o mundo. Após o primeiro procedimento feito por Harken em 1960, avanços extraordinários aconteceram tanto no design da valva, como nas técnicas operatórias, preservação do miocárdio e manejo anestésico. Esses avanços contribuíram para melhorar drasticamente a sobrevida do paciente e os resultados funcionais após a cirurgia de troca valvar. (2)

A durabilidade é uma das principais limitações das biopróteses cirúrgicas em comparação com as próteses mecânicas. Os principais fatores associados a DEV após a cirurgia podem ser divididos em três grupos: fatores diretamente relacionados ao paciente, risco cardiovascular e fatores relacionados à válvula. Dentre os fatores diretamente relacionados ao paciente, a idade no momento do implante da prótese valvar tem sido um dos fatores mais importantes na determinação da durabilidade da bioprótese na maioria dos estudos. Uma área de superfície corporal maior foi associada a DEV acelerada, potencialmente causada por maior estresse hemodinâmico e uma menor tolerância aos efeitos de estenose ou regurgitação. (5)

Figura 4: Visualização de prótese aórtica biológica degenerada após aortotomia. (Foto de: Amanda A. B. de Souza)
Figura 5: Rotura de folheto da prótese valvar aórtica biológica. (Foto de: Amanda A. B. de Souza)
Figura 6: Rotura de folheto da prótese valvar aórtica biológica. ⁣(Foto de: Amanda A. B. de Souza)
Figura 7: Troca por prótese mecânica de duplo disco. (Foto de: Amanda A. B. de Souza)

O implante de próteses valvares transcateter tem progredido sua indicação, principalmente em pacientes idosos com estenose aórtica grave e sintomática, com contra-indicação para cirurgia, elevado e moderado risco cirúrgico. (6) Estima-se que os procedimentos transcateter em todo o mundo cresçam de 100000 casos em 2017 para cerca de 300000 em 2025. No entanto, ainda não existem dados para confirmar se as biopróteses transcateter serão tão duráveis ​​quanto as biopróteses cirúrgicas. (2)

Várias limitações devem ser levadas em consideração em relação à durabilidade da bioprótese valvar transcateter. Primeiramente, o primeiro procedimento de troca valvar transcateter foi em 2002, sua adoção se tornou mais ampla somente em 2007, representando uma tecnologia relativamente nova, tornando impossível grandes análises de durabilidade com período superior a dez anos. Em segundo lugar, os dados atuais sobre resultados de longo prazo referem-se às próteses valvares transcateter de primeira geração que foram implantadas por operadores relativamente inexperientes, com taxas elevadas de posicionamento inadequado da prótese e problemas relacionados ao tamanho da prótese. Finalmente, e mais importante, a população sobrevivente deste procedimento atualmente consiste em pacientes idosos com múltiplas comorbidades e perfis de elevado risco, com expectativa de vida limitada, com uma subsequente escassez de pacientes (geralmente <50% da população inicial) disponíveis para estudos de acompanhamento. (1)

Diversas especificidades referentes ao procedimento transcateter, incluindo superdimensionamento, manipulação, entrega, posicionamento e implantação da prótese valvar transcateter, podem causar lesões nos folhetos e aumentar o estresse mecânico, o que pode limitar a durabilidade a longo prazo das biopróteses transcateter. (2)

Figura 8: Seleção de procedimento transcateter versus cirúrgico de acordo com a durabilidade da prótese valvar, expectativa de vida e risco cirúrgico. (4)

Em conclusão, ressalta-se que o cenário ideal para as próteses valvares biológicas cirúrgicas seria o de manter suas características de performance e compatibilidade como uma prótese biológica, enquanto sua durabilidade fosse como a de uma prótese mecânica. A crescente tecnologia de engenharia de tecidos para próteses valvares talvez seja a solução para estas dificuldades. (7) No caso das próteses transcateter, será necessário estudos com um tempo de acompanhamento maior, com dados relevantes referentes às novas tecnologias e seus impactos no futuro do paciente. 

Referências:

  1. Rodriguez-gabella Tania, Voisine Pierre, Purri Rishi, Pibarot Philippe, Rodés-cabau Josep. Aortic Bioprosthetic Valve Durability: Incidence, Mechanisms, Predictors, and Management of Surgical and Transcatheter Valve Degeneration. Journal of the American College of Cardiology. 2017;70(8)
  2. Russo Marco, Taramasso Maurizio, Guidotti Andrea, Pozzoli Alberto, Nietilspach Fabian, K. von segesser Ludwig, Maisano Francisco. The evolution of surgical valves. Cardiovascular medicine. 2017;20(12):285-292.
  3. Rodriguez-gabella Tania, Voisine Pierre, Puri Rishi, Pibarot Philippe, Ródes-cabau Josep. Bioprosthetic AVR Structural Valve Degeneration. American college of Cardiology. 2017 Aug 05;70:1013-1028.
  4. Salaun Erwan, Clavel Marie-Annick, Rodés-cabau Josep, Pibarot Philippe. Bioprosthetic aortic valve durability in the era of transcatheter aortic valve implantation. Heart. 2018;104:1323-1332.
  5. Capodanno Davide, Petronio Anna, Prendergast Bernard, Eltchaninoff Helene, Vahanian Alec, Modine Thomas, Lancellotti Patrizio, Sondergaard Lars, Ludman Peter, Tamburino Corrado, Piazza Nicolo, Hancock Jane, Mehilli Julinda, Byrne Robert, Baumbach Andreas, Pieter kappetein Arie, Windecker Stephan, Bax Jeroen, Haure Michael. Standardized definitions of structural deterioration and valve failure in assessing long-term durability of transcatheter and surgical aortic bioprosthetic valves: a consensus statement from the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI) endorsed by the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS). European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 2017;:1-10.
  6. Marinho Mangione Fernanda, Zulliani Mauro Maria fernanda, Bavaresco Cristóvão Salvador André, Dutra Gustavo Alexandre, Mangione José Armando. Principais estudos clínicos sobre implante de válvula aórtica transcateter. Rev Soc Cardiol Estado de São Paulo. 2017;27(1):20-25.
  7. Arrais Bento de Souza Amanda. Engenharia tecidual para próteses valvares cardíacas. BJCVS [Internet]. 2020 Jan 30 [cited 2020 Aug 9]; Available from: https://blog.bjcvs.org/single-post/2020/01/30/engenharia-tecidual-para-proteses-valvares-cardiacas/.
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