Effect of aortic annulus size and prosthesis oversizing on the hemodynamics and leaflet bending stress of transcatheter Valves : an in vitro study

Authors: Maleki, Hoda; Shahriari, Shahrokh; Labrosse, Michel; Rodés-Cabau, JosepPibarot, PhilippeKadem, Lyes
Abstract: BACKGROUND: There are few data about the patient- and prosthesis-related factors influencing the hemodynamics of transcatheter heart valves (THVs). The objective of this in vitro study was to assess the effect of aortic annulus size and prosthesis oversizing on the valve hemodynamics and estimated leaflet bending stress of the Edwards SAPIEN balloon-expandable THV (Edwards Lifesciences, Irvine, CA). METHODS: The effective orifice area (EOA) of the 23-mm and 26-mm SAPIEN THVs were measured by Doppler echocardiography in a pulse duplicator under the following experimental conditions: (1) stroke volume of 20, 30, 50, 70, and 80 mL and (2) aortic annulus size of 19, 20, 21, and 22 mm for the 23-mm SAPIEN and 22, 23, and 24, and 25 mm for the 26-mm SAPIEN. The percentage of valve oversizing was calculated as follows: % OS = 100 × [(prosthesis nominal area - aortic annulus area)/aortic annulus area], where % OS is the percentage of oversizing. The leaflet bending stress was measured by high-speed camera imaging of the THV leaflet opening. RESULTS: The 2 independent determinants of valve EOA were the aortic annulus diameter (R(2) = 0.33; P < 0.001) and the stroke volume (R(2) = 0.63; P < 0.001). The prosthesis size and % OS were not independently related to EOA. However, a larger % OS was independently associated with higher peak systolic leaflet bending stress (¿R(2) = 0.11; P < 0.0001). CONCLUSIONS: The hemodynamic performance of THV is in large part determined by the aortic annulus diameter in which the valve is deployed. Oversizing (up to 20% in area) has no significant effect on valve EOA but is associated with higher leaflet bending stress, which might promote faster structural valve degeneration in the long term
Introduction : Il existe peu de donnees sur les facteurs li es au patient et à la prothèse influençant la performance hemodynamique des valves cardiaques par transcatheter (VCT). L ’objectif de cette etude in vitro etait d ’evaluer l ’effet de la taille de l’anneau aortique et du surdimensionnement de la prothèse sur l’hemodynamique valvulaire et l’estimation de la contrainte de flexion des feuillets de la VCT Edwards SAPIEN expansible par ballonnet (Edwards Lifesciences, Irvine, CA). Methodes : L’aire efficace de l’orifice (AEO) des VCT SAPIEN de 23 mm et de 26 mm a et e mesur ee par echocardiographie Doppler dans un duplicateur de pouls sous les conditions experimentales suivantes : 1) le volume transvalvulaire de 20, 30, 50, 70 et 80 ml; 2) la taille de l’anneau aortique de 19, 20, 21 et 22 mm pour la SAPIEN de 23 mm et de 22, 23, 24 et 25 mm pour la SAPIEN de 26 mm. Le pourcentage de surdimensionnement de la valve a et e calcul e comme suit : % de SD ¼ 100[(aire nominale de la prothèse e aire de l’anneau aortique)/aire de l’anneau aortique], où % de SD est le pourcentage du surdimensionnement. La contrainte de flexion des feuillets a et e mesuree par l ’imagerie par camera haute vitesse de l ’ouverture des feuillets de la VCT. Resultats : Les 2 determinants ind ependants de l ’AEO valvulaire etaient le diamètre de l ’anneau aortique (R2 ¼ 0,33; P < 0,001) et le volume transvalvulaire (R2 ¼ 0,63; P < 0,001). La taille de la prothèse et le % de SD n’etaient pas ind ependamment li es à l ’AEO. Cependant, un plus grand % de SD etait ind ependamment associ e à une plus grande contrainte de flexion des feuillets (DR2 ¼ 0,11; P < 0,0001). Conclusions : La performance hemodynamique de la VCT est en grande partie determin ee par le diamètre de l ’anneau aortique dans lequel la valve est deploy ee. Le surdimensionnement (jusqu ’à 20 % de l’aire) n’a pas d’effet significatif sur l’AEO valvulaire, mais est associe à une plus grande contrainte de flexion des feuillets, qui favoriserait une deg en erescence structurelle plus rapide de la valve à long terme.
Document Type: Article de recherche
Issue Date: 28 March 2015
Open Access Date: Restricted access
Document version: VoR
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/6668
This document was published in: The Canadian journal of cardiology
http://dx.doi.org/10.1016/j.cjca.2015.03.026
Canadian Cardiology Publications
Alternative version: 10.1016/j.cjca.2015.03.026
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26211709
Collection:Articles publiés dans des revues avec comité de lecture

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