Stora hjärtklaffar – små hjärtklaffar
Vad är skillnaden?
Hjärtat är en muskelpump. Det får blodet att cirkulera i kroppen genom ett kontinuerligt pumpande, vilket gör att blodet kan förse organen med näringsämnen och syre. Den vänstra sidan av hjärtat pumpar syrerikt blod, medan den högra sidan får syrefattigt blod från venerna och pumpar det till lungorna för ny syresättning. Både den vänstra och högra sidan av hjärtat består av två kamrar: den övre kammaren, eller förmaket, och den nedre, huvudkammaren, hjärtkammaren. Förmaken har tunna väggar och fungerar främst som reservoarer för blod som kommer från kroppen och lungorna, medan de båda hjärtkamrarna har en tjock och kraftig vägg som sköter det mesta av pumpandet.
Hjärtklaffarnas funktion
De fyra hjärtklaffarna ser till att blodet endast passerar genom hjärtat i en riktning. Syrefattigt venöst blod från kroppen kommer till det högra förmaket via den nedre och övre hålvenen, passerar genom tricuspidalisklaffen till höger ventrikel, och sedan därifrån via pulmonalklaffen till lungartären och lungorna, där det syresätts och återvänder till vänster förmak. Från vänster förmak färdas det genom mitralisklaffen till vänster hjärtkammare och pumpas genom aortaklaffen till aortan, och följaktligen genom kroppens system.
Under en livstid öppnas och stängs dessa klaffar mer än två miljarder gånger.
De fyra hjärtklaffarna fungerar som dörrar som öppnas och stängs samstämmigt för att blodet ska röra sig i en riktning. De består av flexibel och tunn, men ytterst robust vävnad som måste tåla uttöjning och tryck vid varje hjärtslag.
Varje dag slår människohjärtat cirka 100 000 gånger. Under en livstid blir det mer än två miljarder hjärtslag.
En eller flera hjärtklaffar kan påverkas av sjukdom så att blodflödet genom hjärtat äventyras. Vid långt gången kärlsjukdom är det enda sättet att åtgärda problemet att sätta in en hjärtkateter.
Mer än 40 år av hjärtklaffsoperationer
Sedan Hufnagels banbrytande operation 1951 då han satte in en konstgjord klaff som han utformat (se bilden nedan) i den nedåtgående delen av aorta på en mänsklig patient med aortaklaffinsufficiens, har kirurgiskt eliminerande av defekter på aortaklaffen utvecklats till ett av de vanligaste kirurgiska ingreppen inom kardiologi.
1960 blev hjärtklaffsbyte en del av den medicinska rutinen. 1999 fick i Tyskland 18 285 patienter nya hjärtklaffar inopererade på olika positioner. Majoriteten av dessa ersättningshjärtklaffar var mekaniska klaffar.
Mekaniska hjärtklaffar är små mirakel
Hjärtklaffsprotesernas egenskaper skiljer sig från varandra, bland annat vad gäller hållbarhet, trombogenicitet (bildandet av ett litet antal tromboser), hemodynamisk profil (hur blodet beter sig när det passerar genom hjärtklaffen) och hur mycket ljud de genererar. Eftersom de flesta inopererade hjärtklaffarna är mekaniska kommer vi endast att ta upp den typen av klaffar.
Mekaniska ersättningshjärtklaffar kan delas in i klaffar med perifert blodflöde (där blodet flödar längs klaffens inre kant) och klaffar med centralt blodflöde (där blodet flödar i mitten).
Mekaniska proteser med en central stängningsmekanism och perifert blodflöde delas in i två grupper: ”caged ball”-protesen (Starr-Edwards, Smeloff-Cutter) och diskprotesen, som inte tillverkas längre.
”Caged ball”-protesen – en första generationens mekanisk hjärtklaff med perifert blodflöde – består av en metallring och tre eller fyra symmetriskt ordnade metallstag som bildar en bur. Ringen och stagen består av en blank krom/nickel/kobolt/molybden-legering (stellite). Ringen består av ett nät i teflon-polypropen som omsluter metallringen bortsett från den inre ytan som är exponerad för blodflödet. Som tätning finns en boll i silikongummi med bariumsulfat (2 % av vikten).
Mekaniska proteser med centralt blodflöde har skivor eller dubbla blad som stängningssystem.
Konstruktion av en s.k. bileaflet-protes, här från St. Jude Medical heart (med centralt blodflöde):
Stängningsmekanismen består av en grafitkärna som är impregnerad med tungsten (5-10 % av vikten) för att ge en viss kontrast på röntgenbilder. Grafitkärnan är helt omsluten av pyrolit (kol). Monteringen består av pyrolit. Stängningsmekanismen utgörs av två halvcirkelformade blad som i stängd position bildar en trubbig vinkel på 120° och, när de är helt öppnade, har en vinkel på 85 % till ringens yta. Ringen som klaffen sitter fast vid i rätt position består av dacron-velour.
Konstruktion av en enkel diskprotes, här från Medtronic Hall (med centralt blodflöde):
Den cirkelformade skivprotesen består av pyrolit med en cirkulär central öppning och röntgenkontrasterande impregnering – liknande diskproteserna från St. Jude Medical. Höljet och monteringsmekanismen för diskprotesen är gjord av titan (helgjuten). Monteringen gör att diskprotesen kan rotera fritt. När den öppnas rör sig stängningsmekanismen längs en upphöjd hake som löper i mitten av disken. I mitralisposition har denna diskprotes en öppningsvinkel på 70° och i aortaposition 75° till ringytan.
Mekaniska hjärtklaffar finns i olika storlekar
Klaffarna som beskrivits finns i olika storlekar. Det beror på att olika människor har olika storlekar på hjärtklaffarna. Klaffproteser tillverkas i storlekarna 19 mm till 31 eller 33 mm.
Hur mäts klaffstorleken?
Storleken på en klaff är dess externa diameter med ringen ihoppressad. En för stor ring är till nackdel för den inre diameter som bestämmer den absoluta flödestakten. Tillverkare av mekaniska hjärtklaffar är därför intresserade av att uppnå maximalt blodflöde med varje klaffstorlek, för att så mycket som möjligt efterlikna situationen före operationen.
När en hjärtkirurg byter ut en hjärtklaff avlägsnas normalt de sjuka vävnadsområdena och ersätts med ett implantat enligt ovanstående beskrivning.
När storleken på den mekaniska eller biologiska hjärtklaffen ska väljas, tittar kirurgen på storleken på ringen som skapas när människans hjärtklaff tas bort, d.v.s storleken på patientens naturliga hjärtklaff.
Tillverkare av hjärtklaffsproteser har instrument som återskapar klaffens mått, så att man under operationen kan bestämma storleken på klaffen som ska inopereras. Klaffstorlekar anges i mm.
Vilken betydelse har storleken på hjärtklaffen för det följande händelseförloppet?
- Det är enkelt att förstå att blodflödet beror på diametern på hjärtklaffsöppningen genom vilken blodet måste flöda.
Vid ersättning av aortaklaffen måste den vänstra ventrikeln pumpa blodet genom denna mekaniska hjärtklaff för att nå systemcirkulationen. - Ju större den inre diametern på den konstgjorda hjärtklaffen är, desto större är öppningen och desto lättare är det för blodet att flöda igenom.Varje mekanisk hjärtklaff har emellertid en viss avsmalning.
- Ju mindre den inre diametern på klaffen är, desto hårdare måste hjärtmuskeln arbeta för att pumpa runt blodet.
Vad är en tryckgradient?
Hjärtats pumpande mäts i skillnaden i tryck före klaffprotesen jämfört med trycket efter den. Denna tryckgradient ligger i genomsnitt mellan 10 och 20 mmHg. En naturlig hjärtklaff producerar dock inte någon markant tryckgradient före och efter klaffen. Utifrån storleken på hjärtklaffen kan man beräkna hjärtats pumpkraft.
- Ju större hjärtklaffens inre diameter är, desto mindre kraft behövs för att pumpa blodet.
- Ju mindre ringen är, desto större pumpkraft måste hjärtat ha.
- Höjt blodtryck gör att blodflödets hastighet ökar.
Varför patienter hör hjärtklaffsljud
Klaffprotesens ring bildar en onaturlig barriär för blodflödet. Det är anledningen till att det alltid råder viss turbulens bakom den mekaniska klaffen i aorta- eller mitralisposition. På samma sätt som vid en stark ström blir turbulensen större när blodflödet ökar genom den konstgjorda klaffen. Det är inte bara kardiologen som kan höra detta med sitt stetoskop - ibland kan bäraren själv höra hur blodet flödar och hur skivproteserna öppnas och stängs, även utan ett stetoskop.
Praktiskt taget alla mekaniska hjärtklaffar skapar en viss ljudnivå. Ofta minskar ljudet med ökande storlek på hjärtklaffen. Förutom det ljud som klaffen ger upphov till hjälper kroppens så kallade ”resonanslåda” till att sprida ljuden som skapas i den mekaniska hjärtklaffen. Därför upplever också patienterna ljuden olika.Den information om livskvalitet som framkom i ESCAT-studien visade att cirka 10 % av patienterna störs av hjärtklaffsljud direkt efter operationen. 80 % av patienterna vänjer sig vid ljudet. Endast 20 % av patienterna, d.v.s. 2 % av alla patienter som har fått en mekanisk hjärtklaff inopererad, tycker att ljudet är störande. Kvinnor lider mer av klaffljuden än män. Framför allt utvecklar man en stark olust inför hjärtklaffsljuden i åldersgrupperna 20 till 30 år och 40 till 50 år.
Vad är fördelarna med en mekanisk hjärtklaff?
Fördelen med en mekanisk hjärtklaff är att den håller nästan hur länge som helst och att flödesegenskaperna har stor likhet med de naturliga hjärtklaffarnas. Med långsiktig användning av koagulationshämmande mediciner utgör inte längre trombos (bildning av blodproppar) någon risk.
Andra resultat från ESCAT-studien visade att förekomsten av blodproppsbildning bara var 0,2 % per patientår under de första två åren vid självbehandling med koagulationshämmande medicin. Detta är en mycket låg komplikationsgrad.
PD Dr. med. Heinrich Körtke, Heart- and Diabetes-Center NRW, Georgstr. 11, 32545 Bad Oyenhausen/Tyskland (2005)