Utilisation du pericarde autologue

par devops | Avr 4, 2024 | Non classé, Utilisation du pericarde autologue traite par un Polymered'hydrogel

UTILISATION DU PERICARDE AUTOLOGUE TRAITE PAR UN POLYMERE D’HYDROGEL DANS LA RECONSTRUCTION VALVULAIRE AORTIQUE : ETUDE DE FAISABILITE CHEz LE MOUTON

RECONSTRUCTION OF AORTIC VALVE WITH AN AUTOLOGOUS PERICAR-DIUM PRETRAITED WITH A POLYSACCHARIDE GEL: FEASABILITY STUDY IN AN EXPERIMENTAL SHEEP MODEL

MAGUETTE BA1,2 *, ISABELLE DI CENTA3 , NIzAR KHELLIL1 , REMI ESCANDE1 , AICHA

ABED1 , GRACIELA PAVON1 , EMMANUEL LANSAC4 , ANNE MEDDAHI PELLÉ1,2 .

1INSERM U1148 – Laboratoire de Bio-Ingénierie des Polymères Cardiovasculaires (BPC), CHU Xavier

Bichat, 46 rue Henri Huchard, 75018 Paris

2 Institut Galilée, Université Paris 13, 99 avenue J.B Clément, 93430 Villetaneuse

3 Hôpital Foch, 40 rue Worth, 92151 Suresnes

4 Institut Mutualiste Montsouris, 42 Boulevard Jourdan 75014 Paris

Auteur correspondant : Dr Maguette Ba BP 12699 Dakar Colobane

Email : ba.maguette@yahoo.fr

Résumé

Le choix d’une valve de remplacement pose de nombreux pro- blèmes surtout chez l’enfant et l’adulte jeune en raison de la dégénérescence précoce des bioprothèses et des contraintes du traitement anticoagulant. L’utilisation du péricarde du malade pour confectionner une valve de remplacement durant le même temps opératoire serait une alternative intéressante. Elle per- mettrait d’obtenir un substitut valvulaire autologue, disponible à faible coût. Le but de cette étude est de mettre au point et de valider cette technique de reconstruction valvulaire aortique avec le péricarde autologue traité par un hydrogel de polysac- charides dans un modèle expérimental chez le gros animal. Cinq (5) moutons ont été opérés à cœur ouvert sous anesthé- sie générale et circulation extra corporelle. Par thoracotomie postéro-latérale gauche au 4ème espace inter costal gauche, la valve aortique native est réséquée et remplacée par une néo- valve en péricarde autologue prétraitée par le polymère. La néo- valve est implantée grâce à 3 hémi-surjets de Prolène 4/0 selon la technique décrite par Goetz. Les temps moyens de CEC et de clampage aortique sont respectivement de 140 et 79 minutes. Les durées moyennes de fabrication et d’implantation de la valve péricardique sont de 14 et 49 minutes. Il y’avait 2 cas de micro fuite centrale à l’échocardiographie de contrôle. Deux des 5 moutons sont morts sur table par défaillance myo- cardique sévère. L’utilisation du péricarde autologue traité par un hydrogel de polysaccharides dans la reconstruction valvu- laire aortique est une technique faisable avec destemps de pré- paration et d’implantation de la valve acceptables sans détério- ration précoce de la valve. Les résultats histologiques après sacrifice des animaux survivants permettront de mieux évaluer cette méthode de traitement des tissus valvulaires. Mots-clés : Valve aortique, péricarde autologue, hydrogel, étude expérimentale, in vivo.

INTRODUCTION

Les cardiopathies valvulaires rhumatismales consti- tuent un grand défi sanitaire pour les pays sous- développés en raison de leur forte prévalence et des nombreux problèmes que pose leur prise en charge. L’atteinte des valves du cœur est liée dans ce cas à une réponse immunitaire inappropriée secondaire à des angines mal soignées, survenues dans la petite enfance [1, 2 ,3]. Le traitement de ces valvulopathies rhumatismales cardiaques nécessite à terme un remplacement de la valve défectueuse par une prothèse mécanique ou biologique. Ces valves de remplacement posent des problèmes non encore résolus liés à la dégénéres- cence des prothèses biologiques et aux contraintes du traitement anticoagulant qu’imposent les prothèses mécaniques [4, 5, 6]. De plus, le coût onéreux de ces prothèses valvulaires manufacturées constitue un facteur limitant la prise en charge chirurgicale des malades dans les pays pauvres. L’utilisation du péricarde du malade ou autogreffe permettant de confectionner à moindre coût une valve de remplacement dans le même temps opéra- toire, est une alternative intéressante. Le péricarde est, en effet, une membrane séreuse qui entoure le cœur et a des propriétés mécaniques capables de lui conférer les atouts fonctionnels d’une valve de rem- placement [7]. Comme tout tissu bio- prothètique, ce péricarde doit être prétraité avant implantation. Ce prétraitement permet de stabiliser la matrice extra cellulaire qui est ainsi préservée de la dégradation enzymatique. Le glutaraldehyde est le composé de prétraitement dessubstitutstissulaires valvulairesla plus utilisée. Il s’agit d’un dialdéhyde aliphatique capable de se lier aux groupes aminés libres des composants tissulaires comme le collagène et de former des liaisons cova- lentes entre les fibres de collagène (effet tannant) permettant ainsi de stabiliser la matrice extracellu- laire et d’améliorer ses capacités mécaniques [8]. Cependant, le glutaraldéhyde a une certaine cyto- toxicité et il est même incriminé dans la genèse de la dégénérescence des bioprothèses en dévitalisant les cellules de soutien [9]. Différentes stratégies sont explorées à l’heure actuelle afin de mettre au point une méthode de pré- traitement des tissus valvulaires efficace et moins délétère que le glutaraldéhyde [10, 11]. Notre travail s’inscrit dans cette optique en utilisant un hydrogel

dante par une canule coudée 18 Fr. La canulation veineuse était faite par une canule à double étage atrio-cave de 32Fr. Dès que les canules étaient rac- cordées à l’oxygénateur, la CEC était amorcée en normothermie. L’aorte ascendante était clampée au ras du tronc supra aortique unique. Le cœur était ensuite arrêté par une solution de cardioplégie chaude au sang injectée par la racine aortique puis renouvelée toutes les 20 minutes par les ostia coronaires après l’ouver- ture de l’aorte par une aortotomie transversale réali- sée 1 cm au-dessus de la jonction sino-tubulaire. Confection et implantation de la valve en péricarde traitée par un gel de polymère La valve native était ensuite réséquée et la taille de l’anneau aortique mesurée grâce à des bougies de HEGAR permettant ainsi de choisir le moule corres- pondant à la taille de la valve. La large pièce de péri- carde prélevée était étalée sur le moule correspon- dant à la taille de l’anneau natif puis découpée et confectionnée selon la technique décrite par Goetz [12] (fig.1). La néo-valve péricardique était ensuite fixée par immersion dans une solution contenant le polymère d’hydrogel.Afin de déterminer la composition idéale pour l’application finale, nous avons réalisé plu- sieurs gels polysaccharidiques de compositions dif- férentes en utilisant le dextrane, le pullulane et l’hé- parine (tableau I). L’agent de réticulation utilisé a été le POCl3 (fig.2) permettant une polymérisation rapide du polymère en moins de 5 minutes du fait des contraintes de temps liées à la CEC. Le mélange utilisé était P100D0H. Il autorise une polymérisation rapide en 2 minutes 25 secondes et suffisamment longue pour permettre de recouvrir tout le tissu péricardique. Le tableau II résume les paramètres retenus pour la préparation du gel. La néo- valve en péricarde était ensuite implantée sur l’anneau aortique par 3 hémi-surjets au Prolène 4/0. Les 3 commissures étaient fixées au niveau de la paroi aortique par 3 points en U appuyés sur attelle. L’aortotomie était fermée par 2 hémi-surjets de Prolène 5/0. Après purge des cavités cardiaques, l’aorte était déclampée et le cœur était assisté pendant 20 à 30 minutes en fonction de la tolérance du clampage aor- tique. Evaluation peropératoire et suivi post-opératoire

Lors de la phase de réparation, les cellules des tissus lésés libèrent des produits de l’inflammation tels que les cytokines (Interleukine 1, 6, 10 etc.) et les fac- teurs de croissance (par exemple le Tumor Necrosis Factors ou TNF) chargés de la mobilisation des macrophages pour la détersion de la lésion [17, 18], mais aussi des radicaux oxygénés [19] qui vont accroitre la mortalité cellulaire et aggraver les méca- nismes de fibrose [20]. L’utilisation du péricarde autologue à l’état frais sans prétraitement entraine une détérioration précoce du greffon valvulaire par épaississement du tissu péri- cardique et une incidence élevée d’endocardites post opératoires [14]. Le prétraitement des implants tissu- laires même autologues permet de minimiser le phé- nomène de remodelage tissulaire et de stabiliser leur matrice extra-cellulaire ce qui les préserve d’une possible dégradation enzymatique [9, 21]. Le gluta- raldéhyde est à l’heure actuelle le composé de pré- traitement des biomatériaux valvulaires le plus uti- lisé. Il a cependant une certaine cytotoxicité qui pro- voque une devitalisation des cellules interstitielles qui serait le point de départ du processus de minéra- lisation des tissus bio-prothètiques [9, 21, 22]. De nombreuses autres composés alternatifs sont actuel- lement testées et évaluées. C’est le cas notamment du gel polysaccharidique que nous avons utilisé dans le cadre de ce travail de recherche. Cet hydrogel de polysaccharide serait moins délétère que le glutaral- déhyde dans le prétraitement des tissus bioprothè- tiques [23]. Le recouvrement du péricarde par ce gel de polysac- charides permet de lui conférer une surface compa- tible avec le flux sanguin et de minimiser lesrisques de fibrose rétractile à court terme. Dans cette étude, nous avons sélectionné trois types de polysaccha- rides : le pullulane, le dextrane, et l’héparine. Les deux premiers sont connus pour leurs caractères ioniques en milieu alcalin et par la possibilité éven- tuelle de pouvoir les modifier chimiquement. L’héparine est utilisée dans la composition du gel pour sa capacité à former un « glycocalix » à la sur- face membranaire cellulaire. Lee et al. ont montré qu’en traitant des péricardes decellularisés et tannés au glutaraldéhyde par l’héparine, la matrice résistait mieux à la dégradation enzymatique notamment par la collagénase [24]. L’héparine, appartenant à la famille des héparane -sulfates, est présente dans les cellules mastocytaires des tissus. Elle est connue pour, à la fois protéger les éléments constitutifs de la …

Summary

The choice of valvular substitute poses numerous challenges particular in the children. The use of the patient own pericar- dium for constructing heart valve prosthesis is an interesting alternative and has several potential advantages: there is no immune reaction between the host and the implanted valve and their low cost is an attractive solution for patients in the deve- loping countries. The aim of our study is to focus and evaluate technical aspects of construction and implantation of autolo- gous pericardium prosthesis prétraited with polysaccharide gel. Five (5) sheep underwent aortic valve replacement with autologous pericardium prosthesis according to Goetz’s tech- nique using cardiopulmonary bypass. The heart was exposed with a standard left thoracotomy through the 4th intercostal space. Cardiopulmonary bypass and cross-clamp mean time was 145 min and 79 min respectively. The prosthesis mean time construction and surgical implantation was 14 and 49 min res- pectively. Echocardiograhic study showed trivial central regurgitation in 2 cases. Two sheep died owing myocardial fai- lure at the end of the procedure. Truly stenless aortic valve replacement using autologous pericardium pretraited with a polysaccharide hydrogel is feasible, with cross clamping time acceptable and without precoce structural dégénération. Histological results are particulary useful to evaluate this new method for pericardial valvular implant using polysaccharid gel.

Keywords: Aortic valve, autologous pericardium, hydrogel, experimental study, in vivo.

de polysaccharides pour prétraiter l’autogreffe péri- cardique dans la reconstruction valvulaire aortique. Cet hydrogel permettrait d’augmenter la viabilité et la capacité de recolonisation des tissus. Il s’agit d’une étude de faisabilité dont le but est de mettre au point et d’évaluer les techniques de fabri- cation et d’implantation chirurgicale de la valve en péricarde autologue traitée par un hydrogel de poly- saccharide dans un modèle animal expérimental.

MATERIEL ET METHODES

Toutes les procédures du protocole expérimental ont été réalisées conformément aux recommandations dictées par le guide de soins et d’utilisation des ani- maux de laboratoire (Guide for the Care and Use of Laboratory Animals- National Research Council 1996). Modèle expérimental Cinq (5) moutons de la race «préalpes» ont été opé- rés pour une reconstruction de la valve aortique avec le propre péricarde de l’animal. L’âge moyen des animaux était de 12 mois et le poids moyen de 50 Kg. Les interventions sont faites sous anesthésie géné- rale avec une prémédication à la Kétamine à la dose de 1mg/Kg. Les animaux étaient intubés par voie oro – trachéale et ventilés mécaniquement en mode volume contrôlé (respirateur Drager Primus ®). L’anesthésie était entretenue par l’isoflurane et le propofol. L’électrocardiogramme était monitoré de façon continue grâce à 4 électrodes transcutanées, la satu- ration capillaire était mesurée par un capteur au niveau de l’oreille. Prélèvement et préparation du péricarde Le cœur a été abordé par une large thoracotomie pos- téro-latérale gauche dans le 4ème espace intercostal. La face médiastinale du péricarde a été disséquée et débarrassée des reliquats graisseux pleuraux et thy- miques. Une large pièce rectangulaire de péricarde était ensuite prélevée partant de la ligne médiane jusqu’aux limites du nerf phrénique gauche. La pièce de péricarde était ensuite mise dans une cupule de sérum salé isotonique glacé. Mise en place de la Circulation Extra-corporelle (CEC) La circulation extra-corporelle (CEC) était installée après héparinisation générale à la dose de 300 uni- tés/Kg. L’aorte était canulée au niveau de l’aorte descen-

Après sevrage de la CEC, la qualité du remplace- ment valvulaire aortique était évaluée sur des para- mètres échocardiographiques et hémodynamiques. L’échocardiographie épicardique en coupe petit axe mode 2D avec doppler couleur permettait de recher- cher une fuite valvulaire aortique significative. Sur le plan hémodynamique, on vérifiait la dilatation du ventricule gauche (VG) et le gradient trans-valvu- laire par la mesure du gradient VG – Aorte. Les moutons étaient suivis les six premiers jours post-opératoires aux locaux du laboratoire animalier, puis ils étaient transférés à la ferme dans l’attente de la date prévue de leur sacrifice.

RESULTATS

Le temps de CEC moyen pour toutes les procédures chirurgicales était de 140 min et le temps de clam- page aortique moyen de 79 min. Le temps moyen de confection de l’autogreffe péri- cardique était de 14 min. Le temps moyen de pose de l’autogreffe en position orthotopique sous coronaire était de 49 min. L’échocardiographie per opératoire a montré 2 cas de fuite valvulaire minime centrale sans aucune conséquence hémodynamique. Il n’y a eu ni fuite para-valvulaire ni thrombose valvulaire. Deux moutons sont morts sur table en per procédure. Le sevrage de la CEC avait été dansles 2 casimpos- sible malgré une longue période d’assistance circula- toire. Celle-ci était arrêtée devant un tableau de défaillance myocardique sans qu’on ait pu faire la preuve d’une insuffisance valvulaire aortique majeure.

DISCUSSION

Le concept de fabrication d’une bio-prothèse valvu- laire cardiaque à partir de tissu autologue (fascia lata, péricarde) est aussi ancien que la chirurgie val- vulaire [13, 14]. Le péricarde possède en effet des propriétés biomécaniques et une disponibilité qui en font un substitut tissulaire intéressant [7]. De plus son utilisation comme substitut valvulaire auto- logue n’entraine pas de phénomène de rejet comme c’est le cas pour les xénogreffes. Néanmoins, la présence de débris cellulaires et matriciels va induire un phénomène de remodelage tissulaire [15, 16] qui peut être à l’origine d’une fibrose post-opératoire lors de la phase de réparation. Cette fibrose peut être rétractile et entrainer in fine une insuffisance valvu- laire par défaut de coaptation des feuillets. En effet,

matrice de la dégradation protéasique, mais égale- ment joue un rôle dans la signalisation cellulaire en protégeant lesfacteurs de croissance de type heparin- binding growth contre les dégradations enzyma- tiques type élastase, collagénase ou plasmine pré- sents lors de la réparation, favorisant ainsi la multi- plication cellulaire et la réparation tissulaire [25]. De plus, elle assure une protection contre la dégradation par les radicaux libres [26]. Le choix de l’agent réticulant s’est porté sur le POCl3 au lieu du Sodium Trimétaphosphate (STMP) qui est plus biocompatible et plus souvent utilisé [23]. Le STMP ne pouvait pas être utilisé dans cette étude car le temps de réticulation est trop long (10 à 15 minutes) par rapport au cahier des charges. Nous avons cependant ajusté la concentration de l’agent réticulant (POCL3) et choisi un mélange de pullulane hépariné qui mettait environ 2 minutes à former un gel (tableau II). Cette composition a été retenue car compatible avec le cahier des charges qui impose un temps moyen de confection de la valve à 15 min environ. Les résultats immédiats de ce travail montrent qu’il est possible d’utiliser le péricarde autologue pré- traité par un gel de polysaccharides dans la recons- truction valvulaire aortique sans risque de dégrada- tion enzymatique ni de fibrose précoce du tissu val- vulaire. De même les observations réalisées tant en per-opératoire, qu’en post-opératoire immédiat n’ont pas mis en évidence de thrombus à la surface de la valve péricardique.Apressacrifice des animaux survivants (12 mois après l’intervention chirurgi- cale), les résultats des examens macroscopiques et histologiques des valves explantées permettront d’évaluer cette méthode de prétraitement des tissus valvulaires par rapport au glutaraldéhyde qui est la référence. Sur le plan de la technique chirurgicale, les princi- pales difficultés rencontrées au cours des procédures étaient liées à l’absence de stent et de collerette de suture de l’autogreffe péricardique. Le recouvre- ment par l’hydrogel ne permettait pas de rigidifier suffisamment le tissu péricardique qui devait être déplissé à chaque point de passage du surjet. En pre- nant en compte ces difficultés opératoires, il sera utile d’utiliser des instruments dédiés comme un porte – valve adapté qui permettra de simplifier notamment l’implantation chirurgicale. Celle-ci consiste à réaliser un surjet circulaire pour fixer la néo-valve sur l’anneau valvulaire aortique avec trois

(3) points d’attaches commissurales sur la jonction sino-tubulaire capables de résister à des forces axiales engendrées par des pressions supérieures à 200 mm Hg très largement supérieures aux pressions diastoliques chez l’homme [12, 27]. L’absence d’armature de l’autogreffe péricardique ou valve « stentless » permet de maximiser la sur- face utile de la valve, ce qui constitue un réel avan- tage de cette technique de remplacement valvulaire chez les malades qui ont une dysfonction ventricu- laire gauche ou un petit anneau aortique comme c’est le cas chez l’enfant [4, 6]. De plus la suture directe de l’autogreffe valvulaire péricardique sur l’anneau aortique natif ou la paroi de l’aorte permet de préserver l’anatomie fonction- nelle de toute la racine de l’aorte et les capacités de croissance de l’anneau natif [4, 28]. Les contrôles écho-cardiographiques ont montré un bon fonctionnement de l’autogreffe dans tous les cas avec seulement une fuite centrale minime dans deux cas sans aucune conséquence hémodynamique. La mortalité per-opératoire est souvent élevée (envi- ron un animal sur deux) dans ce type de procédures qui sont lourdes nécessitant l’utilisation de la CEC et un arrêt du cœur plus ou moins long. Le mouton est pourtant considéré comme le modèle expérimental de choix en chirurgie valvulaire [29]. D’autres modèles animaux, tels que le bœuf ou le chien, sont également utilisés car ils supportent le sevrage de la CEC. Ils posent néanmoins, pour le premier des pro- blèmes de coûts et d’équipements encore plus lourds et pour le second des problèmes éthiques. Le porc, fréquemment utilisé dansl’évaluation des matériaux, tolèrent très mal le sevrage de la CEC et est sujet à de nombreuses complications post opératoires, notamment des péricardites. Le mouton présente

l’intérêt d’avoir des constantes cardiaques (fré- quence cardiaque, débit cardiaque, pression arté- rielle, gazométrie sanguine, électrocardiogramme) superposables à celles de l’homme [30]. Il en est de même pour la numération et la formule sanguine [31]. Il présente également un métabolisme phos- pho-calcique rapide qui permet d’objectiver rapide- ment les résultats. Les calcifications apparaissent en moyenne vers 6 mois [30]. Il s’agit par ailleurs d’un animal disponible,simple d’élevage et d’entretien. Il est donc considéré comme un bon modèle expéri- mental en chirurgie cardiovasculaire avec des résul- tats satisfaisants et une mortalité péri-opératoire acceptable, à condition que les procédures chirurgi- cales ne nécessitent pas des temps de CEC longs [29]. Le clampage aortique est moins bien supporté dans les procédures longues parce qu’il s’agit de cœurs sains donc sans pré-conditionnement. Les cas de décèssur table dans cette étude seraient liés à une défaillance myocardique probablement due à cette intolérance des animaux à des procédures chirurgi- cales relativement longues sans préconditionne- ment.

CONCLUSION

L’utilisation d’une valve en péricarde autologue pré- traitée par un hydrogel de polysaccharides dans la reconstruction valvulaire aortique est techniquement faisable chez le gros animal sans détérioration pré- coce de la prothèse. L’évaluation à long terme se fera après sacrifice des animaux survivants (12 mois après l’intervention chirurgicale). Les examens macroscopiques et histologiques des valves explan- tées permettront d’évaluer et de comparer cette méthode de prétraitement des tissus valvulaires par rapport au glutaraldéhyde qui est la référence.

Figure 1 : Confection de la néo-valve. (A) Découpe du péricarde à l’aide du moule corres-pondant à la taille de l’anneau natif. (B) Aspect de la néo-valve après implantation en 3D

Traitement de la ﬁbrillation atriale

par devops | Sep 20, 2023 | Service

KEYWORDS
Atrial fibrillation;Radiofrequency;Cryoablation;Experimentalsurgery;Electophysiology

Summary Atrial fibrillation is the most frequent form of cardiac arrhythmia. Its surgical management has improved in recent years with major advances in our knowledge of the underlying pathogenic mechanisms. This has led to simpler therapeutic strategies such as epicardial ablation. The aim of this comparative experimental study was to evaluate the efficacy of this treatment, achieved with either bipolar radiofrequency or cryoablation.

Materials and methods. — Twelve sheep were used. After left thoracotomy, epicardial ablation of the junction between the left pulmonary veins and the left atrium was achieved by means of bipolar radiofrequency in group A (n = 6) and by cryoablation in group B (n = 6). Electrical stimulation thresholds were determined before and after ablation. Four weeks after ablation, sheep were killed for pathologic studies.

Results. — The mean stimulation threshold was 3.5 ± 0.6 mA before ablation and 15.6 ± 5.6 mA after ablation. The difference was significant in both groups, showing that effective conduction blockade was obtained with the two ablation methods. Histologic studies after radiofrequency and cryoablation showed limited coagulation necrosis and cellular rarefaction, respecting the supportive tissue.

Conclusions. — Both methods of surgical ablation by the epicardial route yielded effective electrical isolation of the pulmonary vein junction with the left atrium. This conduction blockade was due to limited coagulation necrosis with myocyte rarefaction, of similar extents in the two procedures. Standardization and refinement of this technique could extend the treatment indications for atrial fibrillation associated with other cardiac disorders that require surgical treatment without opening the left atrium. © 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

∗ Corresponding author. Service de chirurgie cardiovasculaire, hôpital européen Georges-Pompidou, 20, rue Leblanc, 75015 Paris, France
E-mail addresses: ba.maguette@yahoo.fr (M. Ba), j.chachques@brs.aphp.fr (J.C. Chachques).

1875-2136/$ — see front matter © 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
doi:10.1016/j.acvd.2008.07.004

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MOTS CLÉS
Fibrillation atriale ; Radiofréquence;Cryoablation;Expérimentale;Chirurgie;
Électrophysiologie

Résumé La fibrillation atriale est le trouble du rythme cardiaque le plus fréquent. Son traitement chirurgical a bénéficié ces dernières années des progrès importants réalisés dans la connaissance de ses mécanismes pathogéniques. Ces progrès ont permis le développement de stratégies thérapeutiques plus simples, tel que le cloisonnement épicardique. Nous avons entrepris cette étude expérimentale dans le but d’évaluer l’efficacité de ce traitement en comparant radiofréquence bipolaire et cryoablation.

Matériel et méthodes. — Douze brebis ont été opérées. Par thoracotomie gauche, des cloisonnements épicardiques de la junction veines pulmonaires gauches—oreillette gauche ont été effectués par radiofréquence bipolaire pour le groupe A (n = 6) et par cryoablation pour le groupe B (n = 6). Les seuils de stimulations électriques étaient déterminés avant et après ablation. Quatre semaines après ablation, les brebis étaient sacrifiées pour des études anatomopathologiques

Résultats. — La moyenne des seuils de stimulation relevée avant ablation était de 3,5 ± 0,6 mA et passait à 15,6 ± 5,6 mA après ablation. La différence statistiquement significative pour les deux groupes témoignant d’un bloc de conduction efficace pour les deux méthodes d’ablation. Les résultats histologiques ont montré aussi bien après radiofréquence qu’après cryoablation des lésions limitées de nécrose de coagulation avec raréfaction cellulaire respectant le tissu de soutien.

Conclusions. — L’ablation chirurgicale par approche épicardique permet d’obtenir un isolement électrique efficace de l’abouchement des veines pulmonaires à l’oreillette gauche dans les deux procédures d’ablation. Ce bloc de conduction est lié à des lésions limitées de nécrose de coagulation avec raréfaction myocytaire similaires dans les deux procédures. La standardisation et le raffinement de cette technique pourraient permettre d’étendre les indications de prise en charge de la fibrillation atriale associée à d’autres pathologies cardiaques dont la cure chirurgicale ne nécessite pas l’ouverture de l’oreillette gauche. © 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

INTRODUCTION
Atrial fibrillation is the most frequent cardiac arrhythmia. Its incidence is about 0.4% in the general population and increases significantly with age, reaching 5 to 6% after 60 years; it is generally associated with cardiac disorders and especially mitral valve disease [1,2]. This arrhythmia has seen a renewal of interest in recent years with improvements in our knowledge of the related morbidity and mortality, the electrophysiological mechanisms underlying its initiation and persistence, and its treatment [3,4]. Since the pioneering work of Cox, surgical treatment has taken an important place in the therapeutic arsenal. Despite sinus rhythm restoral in many patients, Cox surgery and its variants are technically difficult and carry a high risk of hemorrhage and postoperative conduction disorders due to the multiple incisions. Moreover, they significantly increase the ischemic period and myocardial ischemia [5]. Various modifications and conceptual improvements in Cox surgical techniques have been developed in recent years in order to avoid these pitfalls and to simplify the technique. In particular, there has been a move towards energy sources capable of reproducing the lines of Cox incisions (radiofrequency, cryotherapy, laser and microwaves), without the accompanying disadvantages. Whatever the energy source, deep transmural ablation lesions appear to be the main mechanical determinant of efficacy. This requires the use of high temperatures in the case of unipolar radiofrequency abla

tion, but tissue resistance creates multidirectional energy flow [6] that can induce injury of the endocardium and neighboring tissues, including the esophagus. Cases of esophageal perforation, thromboembolic complications and pulmonary vein stenosis have been reported after unipolar radiofrequency ablation by the endocardial route [7,8]. To avoid these adverse effects, to improve efficacy and to simplify the technique, research has focused in recent years on the use of different energy sources and on the use of the epicardial route, which is theoretically less invasive with respect to the endocardium and neighboring organs. Moreover, the epicardial approach allows surgical treatment of atrial fibrillation to be performed during procedures that do not require left atriotomy, such as coronary and aortic surgery. The aim of this study was to examine, in an animal model, factors potentially influencing the efficacy of epicardial catheter ablation achieved by means of either bipolar radiofrequency or cryoablation. Efficacy was evaluated by measuring the degree of conduction blockade and the histologic lesions generated by ablation.

Materials and methods
The animal model used for this study was the sheep. All the animals came from the same breeder and were handled in keeping with Inserm guidelines (French Institute of Health and Medical Research). Twelve sheep with a mean weight of

35 kg (range 25—50 kg) were used. Premedication consisted of an intramuscular injection of 0.5% Vetranquil® (acepromazine) at a dose of 5 mg/kg. Induction was achieved with 1% Diprivan® (propofol) at a dose of 6 mg/kg via the jugular vein. After intubation with a no 7 tracheal tube, ventilation was ensured by a Siemens 900C® respirator (volume: 10 ml/kg; frequency: 24 per minute; FiO2: 60%). Anesthesia was maintained with a mixture of 60% oxygen and 1—2% Forene® (isoflurane). Antibiotics administration was started by intravenous injection of 1 g Cefacidal® (cephazoline sodium) and was continued for three days after surgery. Continuous electrocardiographic monitoring was performed throughout the operation. The animals were extubated after the operation.

Surgical technique, epicardial ablation and
electrophysiological studies

The 12 sheep were divided into two groups. Group A underwent radiofrequency ablation (n = 6) and Group B underwent cryoablation ablation (n = 6). In both groups, the surgical approach consisted of left thoracotomy and opening of the pericardium behind the phrenic nerve, the left pulmonary veins being carefully dissected. Two temporary epicardial electrodes were placed upstream of the pulmonary vein junction and connected to an external pulse generator (Medtronic model 2380, high output external pulse generator). Stimulation thresholds were determined before and after ablation, using the following electrostimulation parameters: pulse duration: 0.5 ms; frequency: 250 ppm; energy: 1 to 40 milliampères (mA). In group A, epicardial ablation was achieved with a bipolar radiofrequency clamp (Cobra bipolar system, Boston Scientific, USA). The pulmonary veins were clamped at the time of the procedure, at their junction with the left atrium. The radiofrequency parameters were the following:
• power: 40 W;
• temperature: 70 ◦C;
• duration: 20 s.

Tissue destruction by radiofrequency begins at 45 ◦C. Coagulation lesions and protein denaturation leads to a loss of cell function, without tissue incision, and starts at temperatures of 60—80 ◦C. The thickness of the lesions seems to be proportional to the duration, temperature and power setting, and varies between 2 and 3 mm for a temperature of 70 ◦C applied for 60 s, including direct and indirect lesions caused by heat diffusion.
In group B (6 sheep), ablation was achieved by cryoablation with a nitrogen monoxide (N2O) cryosurgery unit (Frigitronics, Cooper Surgical, Connecticut, USA). The cryothermia probe was curved but rigid, allowing blood flow in the pulmonary veins to be reduced during the ablation procedure. The cryoablation parameters were as follows: temperature: −70 ◦C; duration: 2 min.

Animal sacrifice

Four weeks after surgical ablation, the animals were killed for pathological studies of the ablation site. Median sternotomy was used to avoid adhesions linked to the first thoracotomy. After dissection of the left pulmonary veins,

emporary electrodes upstream of the junction of the pulmonary veins and the left atrium. The animals was then killed by intravenous injection of Penthotal (thiopental sodium) and 2 g of potassium. The pulmonary veins and left atrium were removed, macroscopically examined, then immediately fixed in 10% formaldehyde for histological studies. The tissues were sliced into 3 m-sections embedded in paraffin and stained with hematoxylin-eosin-saffron (HES) and orceine.

Statistical analysis

The results of the electrostimulation tests were compared using Student’s test. The difference in the mean stimulation thresholds was considered significant when p< 0

Results

The only complication observed during an epicardial ablation procedure was a case of intractable ventricular fibrillation during the test of electrostimulation, at the end of a bipolar radiofrequency procedure. Postoperative complications consisted of a wall infection in a sheep sacrificed 15 days after the bipolar radiofrequency procedure and death of a sheep after a wool shearing session at the farm, 3 weeks after cryoablation.

Surgical technique

Surgical epicardial ablation by bipolar radiofrequency with the Cobra clamp was technically simpler than the cryoablation procedure. The Cobra bipolar clamp was easier to manipulate than the cryoablation probe and allowed the procedure to be performed in a single pass. Moreover, the bipolar radiofrequency system monitors the duration, temperature, power and tissue impedance, allowing the right energy level to be delivered to create transmural lesions, which was not the case with the cryoablation system.

Electrostimulation thresholds

The mean atrial stimulation threshold was 3.5 ± 0.6 mA before surgical ablation and 15.6 ± 5.6 mA after surgical ablation. The difference between the pre- and postablation thresholds was significant in both groups (p < 0.05). There was no significant difference in the stimulation thresholds between the two groups before or after surgical ablation. The mean threshold recorded just before sacrifice, that is 3 to 4 weeks after epicardial catheter ablation, was 13 ± 3.2 mA. There was no significant difference in either group between the stimulation thresholds measured after ablation and before sacrifice.

Histologic findings

Eleven of the 12 sheep were sacrificed for pathologic studies (one sheep died on the farm without autopsy). Macroscopically, no thrombosis, perforation or stenotic lesions were seen in the pulmonary veins at the site of

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Figure 1. Histologic study of the left atrium showing myocyte rarefaction after bipolar radiofrequency (HES, × 200).

Figure 2. Foci of myocyte necrosis after radiofrequency at the junction between the left atrium and the pulmonary veins (HES, × 400).

epicardial ablation. Histologic examination of the radiofrequency (Figs. 1 and 2) and cryoablation sites (Fig. 3) showed coagulation necrosis, rarified myocytes with picnotic nuclei and hypereosinophilia

Figure 3. Necrosis and myocyte rarefaction in the wall of the left atrium after cryoablation (HES, × 400).

was not accompanied by an inflammatory reaction.
There were no signs of destruction of the supportive tissue (Figs. 1—3). No marked histological differences were noted between the two ablation methods.

Discussion

Treatment of isolated atrial fibrillation is mainly based on interventional cardiology approaches by the endocavitary route.
Surgical treatment of atrial fibrillation is only warranted in patients who have an underlying cardiac disorder also necessitating surgery.
This is why the two treatment approaches (endocardial vs epicardial) cannot be compared, their indications being different.
Surgical isolation of the pulmonary veins can be achieved by the endocardial route (after opening the left atrium) or by the epicardial route.The main advantage of the epicardial method is that the pulmonary veins can be isolated without left atriotomy and on a beating heart, thus simplifying the surgical procedure and reducing the aortic clamp time and the risk of complications.
This technical simplification may extend the indications of surgical management of atrial fibrillation to patients undergoing standard cardiac surgery (for example, treatment of atrial fibrillation associated with coronary or aortic surgery).
The main aim of this experimental study was to show the feasibility of pulmonary vein isolation by the epicardial route, using two different energy sources. This is why we chose to isolate the left pulmonary veins after left thoracotomy. Median sternotomy would be more suitable for complete isolation of the left and right pulmonary veins, but right or left thoracotomy seemed more appropriate in this experimental context, in terms of the surgical technique and postoperative recovery. By determining the stimulation thresholds before, immediately after and 1 month after epicardial catheter ablation, we were able to evaluate the efficacy of the two ablation procedures in terms of the degree of conduction blockade created at the pulmonary vein junction. The mean stimulation threshold rose from 3.5 ± 0.6 mA to 15.6 ± 5.6 mA after ablation and remained at 13 ± 3.2 mA at sacrifice, 1 month after ablation. The mean stimulation thresholds before and after ablation were significantly different (p < 0.05), showing effective conduction blockade between the two sides of the ablation site. There was no significant difference between the two ablation methods during stimulation tests. Stimulation tests have also been used elsewhere to assess electrical isolation of the atrial myocardium at the pulmonary vein junction with the left atrium [9,10]. According to Gillinov and Mac Carthy [10], electrical isolation becomes effective when an electrode placed upstream of the ablation site is incapable of stimulating the atrium beyond an amplitude of 10 mA. In our study, effective conduction blockade was achieved after epicardial catheter ablation in all the operated sheep and with both methods. The stimulation thresholds were always at least 10 mA after ablation. It is therefore possible to electrically isolate the atrial myocardium at the junction between the left atrium and the pulmonary veins by using an epicardial approach. This part of the atrium is the main site at which atrial fibrillation arises and persists [4,11]. Other anatomical structures in the region of the right atrium (Marshall

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ligament, interatrial septum, coronary sinus) can provoke supraventricular arrhythmias [4,12], which may explain the failure of some left monoatrial ablation procedures. In these cases, right atrial ablation by cardiac catheterization is the treatment of choice. It is also possible to combine the epicardial and endocardial approaches during the same operation. For example, permanent atrial fibrillation associated with mitral disease can be treated by the epicardial route, combined with endocardial lines created after opening the left atrium (lines between the pulmonary veins and the mitral annulus, left atrium) [13].
The main objective of the epicardial approach is to simplify the surgical ablation technique, based on a better knowledge of the pathogenic mechanisms of atrial fibrillation. Recently, the need to create lines of lesions between the left and right pulmonary veins or between the left pulmonary veins and the mitral annulus was challenged, especially in paroxystic fibrillation [10,14]. Atrial ablation can thus be achieved by using a purely epicardial approach when the surgical procedure does not necessitate left atriotomy. Relative to endocardial ablation, the epicardial approach avoids the risks of esophageal perforation [7], reduces the risk of pulmonary vein stenosis and thromboembolic complications linked to endocardial trauma [8] and promotes atrial contractility after sinus rhythm restoral. Benussi et al. have shown that all patients who recover sinus rhythm after epicardial catheter ablation and mitral surgery also recover biatrial contractility 3 months after the operation [15]. When surgical ablation was performed by the endocardial route and with unipolar radiofrequency, only 67% of patients in sinus rhythm recovered biatrial electrical conduction [16]. This difference would appear to be linked to the more limited trauma of the atrial myocardium after epicardial ablation by bipolar radiofrequency [15]. The existence of an experimental model of atrial fibrillation would have allowed us to evaluate atrial contractility after sinus rhythm restoral by epicardial catheter ablation. This is the main limitation of our study which used ‘‘non pathological’’ atrial tissues, as in the case of atrial fibrillation.
The energy sources used for ablation can be divided into two main groups: those based on heating (radiofrequency, laser, and microwaves) and those based on freezing. We compared these two categories of energy source. Radiofrequency can be used in unipolar or bipolar mode. Bipolar radiofrequency circumscribes the delivered energy between two clamp inserts and thus avoids the bystander tissue damage associated with the multidirectional energy flow of unipolar radiofrequency ablation [6,9]. It would also allow the creation of circumferential and transmural lesions — essential for effective electrical isolation — on the beating heart. The histological existence of such transmural lesions is controversial, however [3,13], and it is difficult to show the complete nature of lesions created by ablation in clinical practice. Complete transmural lesions would nevertheless guarantee the efficacy of the procedure, but only histological studies can show the extent of the lesions. Even histologic results can be controversial. In our study, we observed the persistence of bridges of viable myocytes close to areas of coagulation necrosis and limited cell rarefaction. The apparent extent of the lesions also depends on where the sample is sectioned. Moreover, lesions cre

ated by ablation gradually heal, likely explaining some cases of relapse after effective atrial ablation [3]. These scars lesions only become permanent after 6 months. Transmurality also depends on local conditions such as tissue texture, which is itself linked to the prior duration of the underlying mitral disease and to repeat surgery. In this latter case, the endocardial route appears to be more appropriate [3,15]. The Cobra device (Boston Scientific) used in our study, which monitors several parameters such as temperature, energy power and especially tissue conductance, allows the surgeon to overcome this problem by controlling the ablation conditions. According to Prasad et al. [9], tissue conductance can be used to determine when the lesion becomes transmural: when the target tissues are irreversibly damaged, the conductance between the clamp electrodes declines to a stable minimal value. The ablation can then be stopped, meaning that the energy delivered can be adjusted to the tissue texture. The use of this device therefore overcomes some of the problems of transmurality, thanks to automatic regulation of conductance. The lesions thus induced are characterized by protein coagulation, myocyte degeneration and adipocyte loss. This technological refinement makes epicardial ablation by bipolar radiofrequency less empirical and more standardized than the cryoablation procedure we used. Indeed, the cryoablation probe provided no tissue feedback on the ablation parameters. However, cryothermia remains an interesting alternative to radiofrequency as the lesions tend to be more homogeneous, thus respecting the supportive tissue [17]. When performed by the epicardial route, cryoablation is also capable of creating effective electrical isolation [18,19]. Electrostimulation tests showed a similar degree of conduction blockade after cryoablation and bipolar radiofrequency in our study. There was no marked difference between the radiofrequency and cryoablation methods as regards the lesions at the site of ablation. These limited lesions consisted of coagulation necrosis, rarified myocytes with picnotic nuclei and hypereosinophilia. This type of lesion has been observed by other authors after surgical ablation by radiofrequency, cryothermia and even microwaves [9,20,21]. According to Manasse et al., tissue lesions created by cryothermia are characterized by edema due to osmotic effects of water crystallization [20]. We observed no significant edematous lesions after cryoablation on histologic examination. According to Kubota et al. [22], for cryolesions to be deep and transmural, blood flow through the pulmonary veins must be reduced by left chambers empting during extracorporeal circulation. On the beating heart, as in our study, the traction around the pulmonary veins and the compression during cryoablation probe reduce blood flow and improve the efficiency of ablation. Epicardial catheter ablation is feasible in humans and the first promising results have already been published. A commercial epicardial system (Epicor, Saint Jude Medical) using high-frequency ultrasound was recently marketed and is increasingly used in clinical practice. This system uses a belt that goes round the pulmonary veins, passing behind the superior and inferior vena cava [23]. Possible complications of the epicardial method include damage to adjacent anatomical structures (vena cava, left atrium, circumflex artery). Cryoablation can deteriorate the phrenic nerve by cold diffusion.

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Limitations of the study
Our model of isolated left pulmonary vein ablation is not intended as a treatment for atrial fibrillation in humans. This experimental model, limited to the left atrium, was designed to compare the feasibility and efficacy of two physical energy sources: cryogenics and radiofrequency. Our previous attempt to create a model of chronic atrial fibrillation by rapid electrostimulation of the atrium with a specific pacemaker (Itrel, Medtronic) was unsuccessful. The final histologic studies were performed at 1 month in our model, which was too early to show whether or not the lesions of ablation are reversible; similar studies should thus be conducted at time points beyond 6 months.

Conclusions
Surgical ablation by the epicardial approach yields effective conduction blockade around the pulmonary vein junction, whether bipolar radiofrequency or cryotherapy is used as the energy source. The type and extent of the ablation lesions were similar with the two energy sources. The lesions consist of limited coagulation necrosis with cell rarefaction and no marked insult to the supportive tissue. These methods are simple, effective and reproducible and could help to extend the indications of atrial fibrillation management to patients with other cardiac disorders necessitating cardiac surgery [24,25]. They also suggest that, in the near future, atrial fibrillation could be treated by using minimally invasive surgery and robotics [26], combined with left atrial appendage exclusion devices [27].

References
[1] ACC/AHA/ESC Guidelines for the management of patients
with atrial fibrillation: executive summary. Circulation
2001;104:2118—50.
[2] Chua LY, Schaff HV, Orszulak TA, Morris JJ. Outcome of mitral
valve repair in patients with preoperative atrial fibrillation. J
Thorac Cardiovasc Surg 1994;107:408—15.
[3] Grandmougin D, Da Costa A, Gailad O, Faure E, Cerisier A,
Favre JP, et al. Traitement de la fibrillation auriculaire par
radiofréquence endocardique en chirurgie cardiaque: aspects
physiopathologiques, considérations techniques et résultats. J
Chir Thorac Cardiovasc 2003;7:5—14.
[4] Haissaguerre M, Jais P, Shah DC, Takahashi A, Hocini M, Quiniou G, et al. Spontaneous initiation of atrial fibrillation by
ectopic beats originating in the pulmonary veins. N Engl J Med
1998;339:659—66.
[5] Cox JL, Boineau JP, Schuessler RB, Jaquiss RD, Lappas DG. Modification of the Maze procedure for atrial flutter and atrial
fibrillation: rational and surgical results. J Thorac Cardiovasc
Surg 1995;110:473—548.
[6] Langberg JJ, Lee MA, Chin MC, Rosenquist M. Radiofrequency
catheter ablation: the effect of electrode size on lesion volume
in vivo. Pacing Clin Electrophysiol 1990;13:1242—8.
[7] Gillinov AM, Petterson G, Rice TW. Esophageal injury during
radiofrequency ablation for atrial fibrillation. J Thorac Cardiovasc Surg 2001;122:1239—40.
[8] Yu WC, Hsu TL, Tai CT, et al. Acquired pulmonary veins stenosis after radiofrequency catheter ablation of paroxysmal atrial
fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol 2001;12:887—92
[9] Prasad SM, Menier HS, Schuessler RB, Damiano RJ. Chronic
transmural atrial ablation by using bipolar radiofrequency
energy on the beating heart. J Thorac Cardiovasc Surg
2002;124:708—13.
[10] Gillinov AM, Mc Carthy PM. Atricure bipolar radiofrequency
clamp for intraoperative ablation of atrial fibrillation. Ann Thorac Surg 2002;74:2165—8.
[11] De Bakker JMT, Ho SY, Hocini M. Basic and clinical electrophysiology of pulmonary vein ectopy. Cardiovasc Res
2002;54:287—94.

[12] Benussi S, Nasciembene S, Agricola E, et al. Surgical ablation of atrial fibrillation using the epicardial radiofrequency
approach: mid-term results and risk analysis. Ann Thorac Surg
2002;74:1050—7.
[13] Melo J, Adragao P, Neves J, Ferreira M, Timoteo A, et al. Endocardial and epicardial radiofrequency ablation in the treatment
of atrial fibrillation with a new intra-operative device. Eur J
Cardiothorac Surg 2000;18:182—6.
[14] Bonanomi G, Schwartzman D, Francischelli D, Hebsgaard
K, Zenati MA. A new device for beating heart bipolar
radiofrequency atrial ablation. J Thorac Cardiovasc Surg
2003;126:1859—65.
[15] Benussi S, Pappone C, Nascimbene S, Oreto G, et al. A simple way to treat chronic atrial fibrillation during mitral valve
surgery: The epicardial radiofrequency approach. Eur J Cardiothorac Surg 2000;17:524—9.
[16] Deneke T, Khargi K, Grewe PH, Von Dryander, et al. Efficacy
of additional Maze procedure using cooled tip radiofrequency
ablation in patients with chronic atrial disease. Eur Heart J
2002;23:558—66.
[17] Rodrigues LM, Leunissen J, Hoeskstra A, et al. Transvenous
cold mapping and cryoablation of the AV node in dogs: observations of chronic lesions and comparison to those obtained
using radiofrequency ablation. J Cardiovasc Electrophysiol
1998;9:1055—61.
[18] Doll N, Kornherr P, Aupperle H, et al. Epicardial treatment of
atrial fibrillation using cryoablation in acute off-pump sheep
model. J Thorac Cardiovasc Surg 2003;51:267—73.
[19] Avitall B, Urboniene D, Rozmus G, et al. New cryotechnology
for electrical isolation of the pulmonary veins. J Cardiovasc
Electrophysiol 2003;14:281—6.
[20] Manasse E, Colombo P, Roncalli M, Galloti R. Myocardial acute
and chronic histological modification induced by cryoablation.
Eur J Cardiothorac Surg 2000;17:339—40.
[21] Manasse E, Colombo P, Barbone A, et al. Clinical histopathology and ultrastructural analysis of myocardium following microwave energy ablation. Eur J Cardiothorac Surg
2003;23:573—7.
[22] Kubota H, Takamoto S, Morota T, et al. Epicardial pulmonary
vein isolation by cryoablation as concomitant cardiac operation to treat nonvalvular atrial fibrillation. Ann Thorac Surg
2003;75:590—3.
[23] Ninet J, Roques X, Seitelberger R, Deville C, Pomar JL, Robin
J, et al. Surgical ablation of atrial fibrillation with off-pump,
epicardial, high-intensity focused ultrasound: results of a multicenter trial. J Thorac Cardiovasc Surg 2005;130:803—9.
[24] Oral H, Chugh A, Ozaydin M, et al. Risk of thromboembolic
events after percutaneous left atrial radiofrequency ablation
of atrial fibrillation. Circulation 2006;114:759—65.
[25] Wyse DG. Transvenous radiofrequency catheter ablation for
atrial flutter and atrial fibrillation: the end of the beginning?
Circulation 2006;114:1670—2.
[26] La Meir M, De Roy L, Blommaert D, Buche M. Treatment of
lone atrial fibrillation with a right thoracoscopic approach. Ann
Thorac Surg 2007;83:2244—5.
[27] Puskas J, Lin E, Bailey D, Guyton R. Thoracoscopic radiofrequency pulmonary vein isolation and atrial appendage
occlusion. Ann Thorac Surg 2007;83:1870—2.

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De nouveaux matériaux pour les valves cardiaques

par devops | Sep 20, 2023 | Service

Le remplacement valvulaire aortique chez les patients jeunes est une problématique de santé publique à l’échelle mondiale, en particulier dans les pays en développement où environ 10 millions d’adultes jeunes et d’enfants souffrant de rhumatisme articulaire sont susceptibles d’être touchés. L’introduction de nouveaux matériaux plus simples à utiliser et moins coûteux représenterait une avancée significative sur les plans clinique et économique.

Contexte actuel
Dans les pays industrialisés, le remplacement valvulaire aortique est la procédure de chirurgie cardiaque la plus courante après le pontage coronaire (11 271 patients opérés en France en 2002). Dans 80 % des cas, l’indication est le rétrécissement aortique calcifié, qui est devenu la principale cause de remplacement valvulaire aortique dans les pays développés après le déclin de la maladie rhumatismale. La moitié de ces patients ont moins de 70 ans. Par ailleurs, dans les pays en voie de développement, l’OMS estime qu’environ 10 millions d’adultes jeunes et d’enfants sont atteints de cardiopathie rhumatismale chronique. Le remplacement valvulaire aortique chez les patients jeunes représente donc un enjeu majeur de santé publique à l’échelle mondiale. Cependant, le coût moyen d’une prothèse valvulaire aortique (qu’elle soit mécanique ou biologique) avoisine les 3 000 euros, ce qui limite leur accessibilité dans les pays en voie de développement.

Matériaux actuellement utilisés
. Les valves mécaniques
Les substituts valvulaires utilisés se regroupent en deux catégories principales : les valves mécaniques, qui sont relativement faciles à implanter et théoriquement durables, mais qui nécessitent une anticoagulation à vie, avec des complications qui représentent la principale cause d’hospitalisation en France pour des effets secondaires liés à la médication ; les valves biologiques, comprenant les hétérogreffes (bioprothèses), les homogreffes, les autogreffes valvulaires pulmonaires (intervention de Ross) ou péricardiques (remplacement valvulaire en péricarde autologue).

. Les bioprothèses

Les bioprothèses ne nécessitent pas d’anticoagulation, mais elles ont une durée de vie limitée, qui s’amenuise d’autant plus rapidement lorsqu’elles sont implantées à un jeune âge. Dans la plupart des cas, les bioprothèses sont montées sur une armature, ce qui engendre un stress mécanique sur les feuillets valvulaires et crée des turbulences non physiologiques à travers la valve aortique. Cela contribue à la dégénérescence structurelle d’origine mécanique de ces valves. Le traitement par la glutaraldéhyde, une substance cytotoxique, les transforme en matériel inerte pour les rendre biocompatibles, mais cela accélère le processus de dégénérescence biologique à moyen et long termes, avec l’apparition de calcifications et de fibrose rétractile.

Les homogreffes offrent de meilleures performances hémodynamiques, mais elles sont peu disponibles, nécessitant une adaptation à la taille du patient, et elles restent exposées à une dégénérescence due à un mécanisme de rejet lié à l’absence de traitement immunosuppresseur. L’intervention de Ross, qui consiste en une autogreffe de la valve pulmonaire en position aortique, est limitée par sa difficulté technique, et son intérêt demeure controversé en raison du risque de dilatation de l’autogreffe et de rejet de l’homogreffe pulmonaire.

. Améliorations possibles
Avec l’objectif d’améliorer les dispositifs médicaux existants, notre équipe a développé deux types d’approche. La première s’intéresse à de nouvelles techniques chirurgicales plus conservatrices visant à réparer les valves aortiques. Elle repose, après réparation, sur la confection d’un « cerclage » autour de l’anneau aortique natif dilaté grâce à une prothèse externe. Il s’agit d’un cylindre élastique de quelques millimètres, imitant l’expansibilité des artères (figure 1). Ce nouveau dispositif médical, développé en partenariat industriel avec la société CORONéO (Montréal, Canada), a d’abord été testé in vitro puis in vivo sur un modèle ovin, avec des résultats satisfaisants (3). Son efficacité chez l’homme est en cours d’évaluation par l’étude clinique CAVIAAR (4) pour les comparer aux prothèses mécaniques.

Tout Prévoir — L’Espace FMC — juin 2010 n° 412

THÉMATIQUE BIOMATÉRIAUX

La deuxième approche consiste à mettre au point de nouvelles valves biologiques. Une néo-valve aortique peut être réalisée au bloc opératoire à partir du péricarde du patient. Le péricarde autologue représente théoriquement une alternative intéressante en termes d’immunocompatibilité, de disponibilité, de facilité de prélèvement (par la même voie d’abord que celle du geste opératoire), ainsi que par son faible coût, générant des économies en santé. Son utilisation pourrait permettre d’obtenir un substitut valvulaire autologue dont la durée de vie serait supérieure aux bioprothèses actuelles.

Dans la grande majorité des cas, le péricarde est traité en per-opératoire par du glutaraldéhyde à 0,625 % (pendant 10 minutes à température ambiante) afin d’améliorer la maniabilité chirurgicale et de stabiliser la matrice collagénique (5). Le glutaraldéhyde masque les sites immunologiques et améliore les qualités mécaniques du greffon. Cependant, son action cytotoxique expose ce substitut valvulaire autologue aux mêmes risques de dégénérescence tissulaire que les hétérogreffes. D’autres méthodes de préparation du greffon, visant à augmenter les caractéristiques mécaniques en diminuant les effets cytotoxiques, ont été utilisées. L’imprégnation par une solution d’alcool semble faciliter la manipulation du greffon et diminuer la fibrose. Le glutaraldéhyde, tout comme l’éthanol, fixe les tissus en laissant intactes les membranes cellulaires, ce qui empêche probablement la recolonisation cellulaire. Certaines substances, comme l’halofuginone, semblent inhiber in vitro la fibrose rétractile mais restent à évaluer in vivo. Les résultats actuels du péricarde autologue, tant à l’état frais qu’après traitement au glutaraldéhyde, n’ont pas permis de mettre en évidence une durée de vie supérieure à celle des bioprothèses (6).

Grâce au soutien financier de l’Agence de biomédecine, nous développons de nouveaux modes de préparation du péricarde.

Des travaux sont en cours pour développer de nouvelles méthodes visant à éviter le traitement du péricarde avec des solutions de type aldéhyde et favoriser la recolonisation rapide du tissu par les cellules hôtes, dans le but d’éviter l’apparition de calcifications. Ces travaux prennent en compte les contraintes liées au prélèvement et à la création de la valve pendant l’intervention chirurgicale (moins de 15 minutes, voir figure 2).

Ces néovalves, qui ont déjà montré leur efficacité lors des évaluations in vitro, font actuellement l’objet d’une évaluation in vivo dans un modèle animal de grande taille.

Conclusion
Le péricarde autologue représente une alternative intéressante en termes d’immunocompatibilité, de disponibilité, de facilité de prélèvement (par la même voie d’abord que celle du geste opératoire), ainsi que par son faible coût. Son utilisation pourrait permettre d’obtenir un substitut valvulaire autologue dont la durée de vie serait supérieure aux bioprothèses actuelles. Les techniques développées peuvent être étendues à d’autres matériaux et applications cliniques.

Tout Prévoir — L’Espace FMC — juin 2010 n° 412

Utilisation du pericarde autologue

Traitement de la ﬁbrillation atriale

De nouveaux matériaux pour les valves cardiaques

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