Herzklappenprothesen

Eine Herzklappenprothese ist ein künstliches Implantat, das eine erkrankte native Herzklappe ersetzt. Prothesen lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: mechanische Klappen, die aus langlebigen synthetischen Materialien gefertigt sind, und biologische (bioprothetische) Klappen, die aus tierischem oder menschlichem Gewebe bestehen. Die Wahl zwischen ihnen beruht auf einem zentralen Kompromiss – der langen Haltbarkeit mechanischer Klappen gegenüber der Notwendigkeit einer lebenslangen Antikoagulation, versus der Freiheit von Antikoagulation bei Gewebeklappen gegenüber deren begrenzter Lebensdauer.

Definition

Eine Herzklappenprothese ist ein mechanisches oder biologisches Gerät, das eine native Herzklappe ersetzt, um einen kompetenten, unidirektionalen Blutfluss wiederherzustellen; mechanische Klappen verwenden synthetische Okkluder, die eine lebenslange Antikoagulation erfordern, während bioprothetische Klappen tierisches oder menschliches Gewebe verwenden und einer allmählichen strukturellen Verschlechterung unterliegen.

Scope

Der Eintrag behandelt die beiden Prothesentypen, ihre Konstruktion und den Kompromiss zwischen Haltbarkeit und Antikoagulation, der sie unterscheidet, die Hauptursachen für das Versagen von Herzklappenprothesen sowie die Überlegungen, die die Prothesenauswahl beeinflussen. Es handelt sich um eine gerätezentrierte Referenz; sie enthält keine Antikoagulationsschemata, Dosierungen oder individuelle Ratschläge, welche Klappe ein bestimmter Patient erhalten sollte.

Core questions

• Wie unterscheiden sich mechanische und biologische Prothesen in Bezug auf Haltbarkeit und Antikoagulationsanforderungen?
• Was sind die Hauptursachen für das Versagen von Herzklappenprothesen?
• Welche Faktoren beeinflussen die Wahl des Prothesentyps?

Key concepts

• Mechanische Klappe
• Bioprothetische (Gewebe-)Klappe
• Lebenslange Antikoagulation
• Strukturelle Klappendegeneration
• Prothesen-Patienten-Mismatch
• Prothetische Klappenthrombose und Endokarditis
• Klappenhaltbarkeit

Mechanisms

Mechanische Klappen verwenden starre synthetische Okkluder – historisch eine Käfigkugel, dann eine Kippscheibe und heute am häufigsten zwei schwenkbare Segel (Bileaflet-Design) –, die extrem haltbar sind, aber thrombogene Oberflächen aufweisen, weshalb sie eine lebenslange Antikoagulation erfordern, um Klappenthrombosen und Thromboembolien zu verhindern. Bioprothetische Klappen verwenden chemisch behandeltes tierisches Perikard oder Schweineklappengewebe, das auf einem Stent oder stentlos montiert ist; sie sind weitaus weniger thrombogen und vermeiden in der Regel eine Langzeitantikoagulation, aber das Gewebe unterliegt einer strukturellen Klappendegeneration – Verkalkung und Segelriss –, die ihre Lebensdauer begrenzt und bei jüngeren Patienten schneller fortschreitet. Über diese intrinsischen Verhaltensweisen hinaus kann jede Prothese durch Thrombose, infektiöse Endokarditis, paravalvuläre Leckage oder Prothesen-Patienten-Mismatch versagen, bei dem eine effektiv zu kleine Klappe einen Restgradienten hinterlässt. Die Auswahl einer Klappe gleicht daher die erwartete Haltbarkeit, die Blutungs- und thrombotischen Risiken der Antikoagulation, das Patientenalter und die Präferenz ab.

Clinical relevance

Die Prothesenwahl ist eine der entscheidenden Entscheidungen beim Klappenersatz, und Leitlinien orientieren sich dabei am Patientenalter, der Haltbarkeit von Gewebeklappen und der lebenslangen Verpflichtung sowie den Risiken der Antikoagulation, die gemeinsam mit dem Patienten getroffen wird. Dieser Eintrag beschreibt die Geräte und ihre Kompromisse als Referenz; er gibt keine Antikoagulationsziele an oder empfiehlt eine Prothese für eine bestimmte Person.

Epidemiology

In den letzten Jahrzehnten hat sich in allen Bevölkerungsgruppen eine deutliche Verschiebung hin zu bioprothetischen Klappen gezeigt, auch bei zunehmend jüngeren Patienten, angetrieben durch den Wunsch, eine Antikoagulation zu vermeiden, und durch die Aussicht auf eine spätere transkathetergestützte Klappen-in-Klappen-Behandlung einer degenerierten Bioprothese. Vergleichende Kohortendaten geben Aufschluss darüber, wie sich der Kompromiss zwischen Haltbarkeit und Antikoagulation je nach Alter auswirkt.

History

Die moderne Ära des Klappenersatzes begann um 1960 mit der Starr-Edwards-Käfigkugelklappe, der ersten weit verbreiteten erfolgreichen Prothese. Das mechanische Design entwickelte sich dann über Kippscheiben- zu Bileaflet-Klappen mit verbesserter Hämodynamik, während bioprothetische Klappen parallel dazu unter Verwendung von Glutaraldehyd-behandeltem Gewebe entwickelt wurden. Die Einführung von transkathetergestützten Klappen-in-Klappen-Verfahren, die eine degenerierte Bioprothese ohne Reoperation behandeln, hat das Gleichgewicht weiter zugunsten von Gewebeklappen verschoben.

Debates

Mechanische versus bioprothetische Klappe bei jüngeren Patienten

Mechanische Klappen halten länger, verpflichten den Patienten aber zu einer lebenslangen Antikoagulation, während Gewebeklappen eine Antikoagulation vermeiden, aber früher degenerieren; Beobachtungsstudien deuten darauf hin, dass sich das Alter, in dem sich das Gleichgewicht verschiebt, nach unten verschoben hat, aber der optimale Schwellenwert bleibt umstritten.

Key figures

• Albert Starr
• Miles Lowell Edwards

Seminal works

• goldstone-2017

Frequently asked questions

Was ist der Hauptkompromiss zwischen mechanischen und Gewebeklappen?

Mechanische Klappen sind sehr haltbar, erfordern aber eine lebenslange Antikoagulation, um die Bildung von Gerinnseln zu verhindern; Gewebeklappen vermeiden in der Regel eine Langzeitantikoagulation, verschleißen aber mit der Zeit, bei jüngeren Patienten schneller. Die Wahl wägt die Haltbarkeit gegen die Belastung und die Risiken der Antikoagulation ab.

Warum versagen bioprothetische Klappen schließlich?

Ihre Gewebesegel unterliegen einer strukturellen Klappendegeneration – fortschreitende Verkalkung und Rissbildung –, die dazu führt, dass die Klappe über Jahre hinweg stenotisch oder insuffizient wird. Dieser Prozess ist bei jüngeren Patienten schneller, weshalb die Haltbarkeit ein Schlüsselfaktor bei der Prothesenwahl ist.