Funktionale Analyse der rekonstruktiven Techniken der Mitralklappenchirurgie an patienten-spezifischen 3D Replikaten in einem High Fidelity Flusssimulator

• Antragsteller: Dr. Gabriele Romano
• Fachliche Zuordnung: Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 499174208

Die Mitralinsuffizienz ist eine der häufigsten Klappenerkrankungen in Europa. Die Mitralklappe ist ein hochkomplexer Apparat, dessen ordnungsgemäße Funktion durch das koordinierte Zusammenspiel verschiedener Strukturen ermöglicht wird. Durch unterschiedliche chirurgische, sowie perkutane Techniken kann der Mitralklappenapparat im Falle einer Insuffizienz repariert werden. Die chirurgische Rekonstruktion der Mitralklappe ist heute der Goldstandard bei Patienten, die sich einer Operation unterziehen können. Obwohl diese Techniken seit drei Jahrzehnten angewandt werden, bleibt die Rekonstruktion der Mitralklappe eine Herausforderung für den Chirurgen, da die Funktionsmechanismen und die Pathomorphometrie noch immer nicht vollständig verstanden sind. Auch das Fehlen quantitativer Daten zur Bewertung der verschiedenen derzeit angewandten chirurgischen Techniken macht den Eingriff immer noch zu einem empirischen Verfahren, das von der Erfahrung des Operateurs abhängt. In diesem Forschungsprojekt sollen die Auswirkungen der an den häufigsten verwendeten chirurgischen Techniken bei einer bestimmten Mitralklappenläsion, dem Prolaps des hinteren Segels am Segment 2 (P2-Prolaps) im in-vitro-Experiment untersucht werden. Dies wird durch die Erstellung von speziellen Replikaten patientenspezifischer pathologischer Mitralklappen aus Silikon ermöglicht.Durch den Einsatz eines speziellen hämodynamischen Simulators wird es möglich sein, die Replikate vor und nach der Rekonstruktion in einem Linksherzmodell mit Pulsduplikator zu testen. Dank Druck- und Volumenstromsensoren und der begleitenden echokardiographischen Untersuchung können spezifische quantitative Aspekte wie der transmitrale Gradient, die Durchflussvariation während des Herzzyklus, die Druckvariation in den Kammern und die Koaptationsfläche analysiert werden. Die Klappen können unter verschiedenen hämodynamischen Bedingungen getestet werden, welche die klinische Situation in Ruhe und unter Belastung simulieren.Hauptziel ist die quantitative Analyse der Unterschiede zwischen den verschiedenen chirurgischen Techniken an der gleichen Klappengeometrie. Der Vorteil von diesen In-vitro-Experimenten ist die Möglichkeit, denselben Klappendefekt mehrmals an Replikaten zu operieren und so die Auswirkungen der an dem komplexen Klappenapparat durchgeführten Eingriffen quantitativ zu untersuchen.Der Wert dieser Experimente besteht darin, Informationen aus In-vitro-Experimenten potentiell in die Klinik zu übertragen, um den Chirurgen bei intraoperativen Entscheidungen zu unterstützen. Ziel dieser Forschung ist es, anatomische und funktionelle Kenntnisse über die Mitralklappe auf der Grundlage quantitativer Auswertungen zu erlangen, um diesen Eingriff reproduzierbarer und weniger empirisch zu gestalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen