Prothèses biologiques chirurgicales : des évolutions en continu

Mis à jour le lundi 17 mai 2021
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Guillaume Bonnet

Auteur :

Dr Guillaume Bonnet
Cardiologue
CHU de Bordeaux

 

En cas de sténose aortique serrée, le traitement de référence a longtemps été le remplacement valvulaire par chirurgie conventionnelle. Pour rappel, la première prothèse mécanique de Starr a été implantée en 19611. En contrepartie d’une excellente durabilité, les prothèses mécaniques nécessitent une anticoagulation curative au long cours qui est associée à des risques hémorragiques potentiellement graves. Les prothèses biologiques ont donc logiquement trouvé leur place comme substitut valvulaire. Depuis la première implantation d’une prothèse biologique française de Binet – Carpentier en 1965, de nombreuses innovations ont permis d’améliorer leur hémodynamique et leur durabilité : affinement des collerettes, prothèses stentless, flexibilité des armatures, nature du péricarde des cuspides, traitement anticalcique.

Le remplacement valvulaire aortique par chirurgie cardiaque conventionnelle impose plusieurs temps opératoires : anesthésie générale, sternotomie, circulation extra-corporelle, clampage aortique, cardioplégie, aortotomie, résection des feuillets calcifiés, sizing de l’anneau, implantation / suture de prothèse aortique. Les innovations des 30 dernières années ont apporté plusieurs choix de prothèses pour personnaliser au mieux l’intervention par rapport aux caractéristiques du patient.

Les bioprothèses avec armature ou stented

Ces bioprothèses représentent la majorité des substituts valvulaires aortiques. Les péricardes utilisés sont d’origine bovine ou porcine.

La prothèse Carpentier-Edwards Perimount / Magna / Magna Ease (Edwards Lifescience) est composée de trois cuspides indépendantes en péricarde bovin, avec une armature métallique. La dernière génération de cette lignée de prothèses biologiques a d’excellents résultats concernant la durabilité, avec seulement 3 % d’insuffisance aortique post-opératoire2.
 

Figure : la prothèse Perimount Magna Ease Aortic2

La prothèse Mitroflow (Sorin Group) est composée d’une seule pièce de péricarde bovin entourant un support flexible3. Malgré cette structure innovante, des données rapportent une détérioration accélérée au-delà des cinq premières années, d’autant plus que la prothèse est petite4 (incidence de dégénérescence valvulaire aux alentours de 12,5 % à 9 ans concernant la prothèse de taille 19 mm). Elle n’est plus commercialisée en France.

Figure : la prothèse Mitroflow3

La prothèse Trifecta (Abbott) est aussi composée d’une seule pièce de péricarde bovin extérieurement montée sur un stent en titane. Malgré de bons résultats à six ans5, des données récentes rapportent un taux élevé de détérioration comparé aux autres bioprothèses, en particulier chez les jeunes patients6.

Figure : la prothèse Trifecta5

La prothèse Hancock II / Mosaic (Medtronic) est composée de trois cuspides de péricarde porcin, structurée sur un stent en polymère. L'anneau de couture est monté à la limite du stent, permettant à la bioprothèse d'être positionnée en position supra-annulaire. La bioprothèse porcine Mosaic a montré des résultats satisfaisants à long terme sur 12 ans7.  

Figure : la prothèse Hancock

La prothèse Epic / Epic Supra (Abbott) est composée de trois cuspides de péricarde porcin, structurés par un stent en polymère. Une collerette modifiée permet son implantation en position supra-annulaire8.

Figure : la prothèse Epic/Epic Supra8

Enfin, des prothèses chirurgicales avec armature ont été conçues pour un futur valve-in-valve, dont la prothèse Inspiris (Edwards). Leurs caractérisques sont favorables à une procédure valve-in-valve : stent de la prothèse visible (facilitant le largage per-procédure), feuillets internes et courts (prévenant le risque d’obstruction coronaire), armature souple ayant une capacité d’extension (permettant d’améliorer l’hémodynamique finale).
   

Figure : la prothèse Inspiris

La prothèse Avalus (Medtronic) est imprégné de sulfate de baryum, la rendant visible par radiographie. Cela lui permet de faciliter une procédure Valve-in-Valve mais l’armature faite de PEEK (polyétheréthercétone) n’est pas extensible.

Les bioprothèses sans armature ou stentless

Ces bioprothèses sans armature permettent d’implanter des anneaux prothétiques plus larges, et améliorent théoriquement les résultats hémodynamiques au long cours. Techniquement, leur implantation peut rencontrer des difficultés face à des anneaux très calcifiés ou de très petit diamètre.

La prothèse stentless la plus utilisée est la prothèse Freedom Solo (Sorin). Elle utilise un péricarde bovin. Ses particularités sont une implantation en position supra-annulaire et une seule ligne de suture9.

Figure : la prothèse stentless Freedom SOLO9

La prothèse stentless Freestyle (Medtronic) est une racine d’aorte porcine explantée, présentant une étroite pièce de dacron qui renforce la sigmoïde musculaire. Des données récentes démontrent des résultats comparables à ceux des autres prothèses chirurgicales en ce qui concerne la mortalité hospitalière, la survie à long terme et la réduction de l'hypertrophie ventriculaire gauche. Les résultats post-opératoires à court et à long termes sont robustes.10

Figure : la prothèse Freestyle10

Les bioprothèses sans sutures ou sutureless

Une nouvelle évolution des bioprothèses a été atteinte avec les prothèses sans suture, « sutureless », qui sont à mi-chemin entre les prothèses chirurgicales « conventionnelles » et les bioprothèses percutanées.
Lors de la chirurgie par sternotomie, la prothèse est implantée au sein de l’anneau sous contrôle visuel direct, avec 2/3, voire sans aucune suture. Sur le même principe que le TAVI, la prothèse est maintenue par la force radiale de son stent. Les avantages par rapport aux bioprothèses conventionnelles sont la possibilité d’abord mini-invasif, un nombre faible de sutures nécessaires, une durée de clampage courte.

La prothèse sutureless 3F Enable (ATS) a été la première prothèse sutureless disponible. Elle est formée d’un stent valvé en Nitinol. Les 3 feuillets sont en péricarde équin. On notait dans les registres de bonnes caractéristiques hémodynamiques et un taux de pacemaker post-intervention aux alentours de 18 %11. Elle n’est plus commercialisée en France. 

 

Figure : la prothèse 3F ATS Enable11

 

La prothèse sutureless Perceval S (LivaNova) est aussi une prothèse auto-expansible, structurée sur un stent en alliage élastique de forme sinusoïdale, avec des feuillets en péricarde bovin. Le déploiement est finalisé par une dilatation au ballon, diminuant le risque de fuite para-prothétique. Les données de la littérature rapportent une bonne longévité avec un taux de pacemaker aux alentours de 8 %12.

 

Figure : la prothèse Perceval12

Enfin, la prothèse stentless Intuity (Carpentiers, Edwards) est conçue de la rencontre entre la prothèse aortique chirurgicale Carpentier-Edwards Magna Ease et la prothèse aortique percutanée Sapien. Elle se stabilise par des sutures permettant trois fils « directeurs » et s’appositionne au final par dilatation au ballon13. Des données à 5 ans rapportent, au-delà d’une bonne hémodynamique, un taux de pacemaker post-implantation aux alentours de 8 %. Elle n’est plus commercialisée en France.

Figure : la prothèse Intuity13

Il est difficile d’avoir du recul sur la durabilité au long cours des bioprothèses stentless et sutureless, en raison du manque d’études randomisées ou l’absence d’étude rétrospective avec une méthodologie robuste, notamment concernant la centralisation de l’interprétation des échographies cardiaques.

Bibliographie :

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  2. Rajab TK, Ali JM, Hernández-Sánchez J, et al. Mid-term follow-up after aortic valve replacement with the Carpentier Edwards Magna Ease prosthesis. J Cardiothorac Surg 2020;15(1):1–6.
  3. Schubert SA, Myers JL, Kunselman AR, Clark JB. Early outcomes of pulmonary valve replacement with the mitroflow bovine pericardial bioprosthesis. Ann Thorac Surg [Internet] 2015;99(5):1692–9. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2014.12.081
  4. Issa IF, Poulsen SH, Waziri F, et al. Structural valve deterioration in the Mitroflow biological heart valve prosthesis. Eur J Cardio-thoracic Surg 2018;53(1):136–42.
  5. Goldman S, Cheung A, Bavaria JE, Petracek MR, Groh MA, Schaff H V. Midterm, multicenter clinical and hemodynamic results for the Trifecta aortic pericardial valve. J Thorac Cardiovasc Surg [Internet] 2017;153(3):561-569.e2. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.jtcvs.2016.09.089
  6. Fukuhara S, Shiomi S, Yang B, et al. Early Structural Valve Degeneration of Trifecta Bioprosthesis. Ann Thorac Surg [Internet] 2020;109(3):720–7. Available from: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2019.06.032
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  9. Wollersheim LW, Li WW, Bouma BJ, Repossini A, Van Der Meulen J, De Mol BA. Aortic valve replacement with the stentless freedom SOLO bioprosthesis: A systematic review. Ann Thorac Surg [Internet] 2015;100(4):1496–504. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2015.06.048
  10. Sherrah AG, Edelman JJB, Thomas SR, et al. The freestyle aortic bioprosthesis: A systematic review. Hear Lung Circ [Internet] 2014;23(12):1110–7. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.hlc.2014.04.262
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  12. Szecel D, Eurlings R, Rega F, Verbrugghe P, Meuris B. Perceval Sutureless Aortic Valve Implantation: Midterm Outcomes. Ann Thorac Surg [Internet] 2021 [cited 2021 Apr 20];111(4):1331–7. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32866479
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