Composite Graft Replacement of the Aortic Root, Ascending Aorta, and Proximal Aortic Arch

Introductie en algemene strategie

Er zijn verschillende indicaties om de aortawortel en de ascenderende aorta te herstellen. De meest voorkomende is de aneurysmatische verwijding van de aortawortel ± ascenderende aorta die gepaard gaat met disfunctie van de aortaklep (in het algemeen regurgitatie). In dit geval kunnen de bladen van de aortaklep in principe normaal zijn, maar is er een verlies van de sinotubulaire junctie ten gevolge van de verwijding van de aorta. Dit kan leiden tot onvoldoende coaptatie van de bladen en daardoor tot klepregurgitatie. Bij andere patiënten kunnen de bladen van de aortaklep abnormaal zijn door bicuspide morfologie (echte bicuspide of pseudo-bicuspide klep) en de ziekte gaat gepaard met een vergrote aorta ascendens. Wanneer de primaire indicatie om de patiënt te opereren de aortaklepaandoening of myocardiale revascularisatie is, wordt de ascenderende aorta gewoonlijk zeer ruim vervangen (dit betekent als de diameter groter is dan 4,5 cm). Een andere situatie waarin reparatie van de aortawortel en de aorta ascendens noodzakelijk is, is bij patiënten met ernstige aortaklepstenose (bicuspide of tricuspide aortaklep) en poststenotische verwijding van de aorta ascendens. Indien bij deze categorie patiënten de sinotubulaire junctie behouden blijft en de diameter van de aortawortel ter hoogte van de sinussen van Valsalva niet meer dan 4 cm bedraagt, gaat de auteur gewoonlijk over tot een afzonderlijke vervanging van de aortaklep en een supracoronaire vervanging van de ascenderende aorta met een prothetische graft.

De laatste tien jaar is de auteur steeds agressiever geworden in het vervangen van de volledige ascenderende aorta en heeft hij een korte periode van mild hypothermisch arrest zeer ruimhartig gebruikt om de distale anastomose uit te voeren zonder aortakruisklem. De belangrijkste voordelen van deze strategie zijn: een zo volledig mogelijke reparatie van de ascenderende aorta en een gemakkelijkere voltooiing van de distale anastomose ter hoogte van de proximale aortabooganastomose. De ervaring van de instelling van de auteur met gematigde hypothermische circulatiestilstand (kerntemperatuur 28-30°C en tympanische temperatuur 22-24°C) is zeer bemoedigend, met een percentage neurologische complicaties van minder dan 2% voor electieve chirurgie.

De preoperatieve beoordeling van patiënten die een aortawortel en ascenderende ± proximale aortaboogoperatie moeten ondergaan, omvat in het algemeen een transthoracale echocardiografie, en ofwel een angio CT-scan of een magnetische resonantie beeldvorming om alle noodzakelijke informatie over de gehele thoracale aorta te verkrijgen. Een goede beschrijving van de verwijding van de aorta is noodzakelijk voor een optimale planning van de procedure, met name het niveau van de distale anastomose. Bij patiënten jonger dan 40 jaar en zonder verkalking van de kransslagaders op de CT-scan van het hart, wordt geen angiografie verricht. Dit onderzoek wordt echter wel verricht bij elke patiënt met significante cardiovasculaire risicofactoren en bij patiënten ouder dan 40 jaar.

Clinische vignetten

In de eerste video wordt de techniek van composiet-graft vervanging van de aortawortel gedemonstreerd (Video 1). De patiënt was 45 jaar oud en leed aan annulo-aortadilatatie met ernstige aortaklepregurgitatie. De annulus was 29 mm in diameter en er waren talrijke fenestraties ter hoogte van de drie commissuren. De auteur was van mening dat een David-procedure aangewezen was, maar de patiënt stond erop de meest definitieve optie te krijgen, namelijk een mechanische klep. Resectie van de aortawortel en de aortaklep werd uitgevoerd en de kransslagaders werden geëxcideerd met een kleine rand aortaweefsel. Een 27 mm composiet graft werd gedimensioneerd en fixatie ter hoogte van de aorta annulus werd uitgevoerd met onderbroken Ethibond 2.0 hechtingen met teflon armen. De hechtingen werden vanaf de ventriculaire zijde gemaakt. Als alternatief kunnen de hechtingen van buiten naar binnen worden uitgevoerd, waarbij de pledgets buiten de aorta worden gelaten (dit is bijzonder nuttig om de aorta annulus een beetje te vernauwen). De kransslagaders werden opnieuw geïmplanteerd met continue 6.0 Prolene hechtingen, beginnend met het linker ostium. Om de hemostase te controleren, wordt cardioplegia in het aorta transplantaat ingebracht en kan fibrine sealant (Evicel, Ethicon, (New Brunswick, NJ, USA)) worden gebruikt. Ten slotte wordt de distale anastomose uitgevoerd, wordt de cross-clamp verwijderd en wordt de lucht zorgvuldig verwijderd door naaldpunctie van de prothetische graft en CO2-insufflatie in het operatieveld.

De tweede video illustreert de techniek van een afzonderlijke vervanging van aortaklep en supracoronaire graft bij een 68-jarige man, die zich presenteerde met ernstige aortastenose gecombineerd met matige regurgitatie en poststenotische verwijding van de ascenderende aorta (video 2). De afmetingen van de aortawortel waren praktisch normaal met een diameter van 3,8 cm ter hoogte van de sinussen van Valsalva en de sinotubulaire junctie was goed bewaard gebleven. Op dit niveau was de kwaliteit van de aortawand uitstekend. Selectieve cardioplegia werd toegediend in de kransslagaders. Aortaklepvervanging werd uitgevoerd met een biologische Edwards Lifesciences (Irvine, Californië, VS) Perimount Magna Ease 25 mm prothese en supracoronaire graftvervanging werd uitgevoerd met een Vascutek Terumo Anteflow (Renfrewshire, Schotland, VK) prothese 28 mm (zijarm 10 mm). De distale anastomose werd eerst uitgevoerd, daarna werd de graft op de juiste lengte gesneden en de proximale anastomose werd als laatste uitgevoerd. Voor de anastomosen werd geen verstevigingsmateriaal gebruikt. De totale kruisklemtijd bedroeg 52 minuten, inclusief een lichte onderkoelde circulatiestilstand van acht minuten en een antegrade cerebrale perfusie van vijf minuten. De patiënt herstelde goed en werd op de zesde dag na de operatie ontslagen.

operatietechniek

Cardiopulmonale bypass en myocardiale bescherming

Patiënten met aortawortelziekte en die met ascenderend aorta-aneurysma worden geopereerd via een mediane sternotomie. Bij de meerderheid van de patiënten met een aderverkalkend aneurysma is gewoonlijk de gehele opgaande aorta verwijd. Wanneer de arteriële terugkeer van de cardiopulmonaire bypass wordt uitgevoerd via de aortacanulatie, wordt de canule in het meest craniale deel van de ascenderende aorta geplaatst. Als alternatief voor directe aortacanulatie wordt cannulatie van de rechter subclavische slagader uitgevoerd bij alle patiënten met acute aortadissectie type A en bij patiënten bij wie een moeilijke sternale reentry wordt verwacht wegens een redo-procedure. Femorale arteriële cannulatie wordt slechts uitzonderlijk uitgevoerd, bijvoorbeeld bij patiënten die een noodcanulatie nodig hebben tijdens mechanische regurgitatie. Veneuze drainage wordt uitgevoerd via rechteratriumcanule met behulp van een tweefasige canule. Cardiopulmonaire bypass wordt ingesteld bij matige hypothermie (32°C voor eenvoudigere ingrepen of 28-30°C voor ingrepen waarbij een korte circulatiestilstand is gepland). Een ontluchting voor de linkerhartholte wordt geplaatst via de rechter superieure pulmonale vene en vervolgens via de mitralisklep in de linker ventrikel bij patiënten met aanzienlijke aorta-insufficiëntie. Het is zeer belangrijk om verwijding van de linker ventrikel te voorkomen in geval van ventrikelfibrillatie tijdens de afkoelingsperiode. Soms is het afklemmen van de aorta onmiddellijk na het begin van het fibrilleren van het hart noodzakelijk. Zodra de aorta gekruist is, opent de auteur de aorta ascendens en dient hij antegrade cardioplegia van koud bloed rechtstreeks in de kransslagaders toe. Bij patiënten zonder aortaregurgitatie wordt cardioplegie toegediend via een aortawortelcanule. Koudbloed-cardioplegia wordt tijdens de gehele behandeling met tussenpozen van 20-30 minuten herhaald.

Aortawortelvervanging

De specifieke technieken voor aortawortelreparatie – bv. een David-procedure of een composietgraftvervanging (video 1) – zijn afgestemd op de pathologie en gebaseerd op de toestand van de aortaklep, de sinussen van Valsalva en de plaats van de coronaire openingen. In feite bestaan er verschillende operatietechnieken om de aortawortel te herstellen en de indicatie wordt voor elke patiënt afzonderlijk behandeld. Als de aortasinus normaal van grootte is en de aortaklepblaasjes ziek zijn, verdient een vervanging van de aortaklep in combinatie met een supracoronaire graft onze voorkeur (video 2). Bij sommige patiënten met normale aortakleppen en normale aortasinus is een eenzame vervanging van de aorta ascendens met een ondermaats supracoronair transplantaat de techniek waaraan de voorkeur wordt gegeven, omdat deze meestal effectief genoeg is om naast elkaar bestaande lichte tot matige klepregurgitatie te behandelen door de sinotubulaire junctie te vernauwen.

Als de diameter van de aortasinus meer dan 4 cm bedraagt (bij patiënten jonger dan 70 jaar) en de aortakleppen ziek zijn, is vervanging van de aortawortel met de gemodificeerde Bentall-techniek geïndiceerd. Bij deze patiënten worden de kransslagaders meestal craniaal van de aortavernauwing verplaatst. Alvorens met de reconstructie te beginnen, worden de aorta ascendens en de aortawortel gewoonlijk volledig weggesneden. De kransslagaders worden met een kleine ring van aortaweefsel weggesneden en gemobiliseerd om spanningsvrije reïmplantatie in de aortaprothese mogelijk te maken. De inclusietechniek is de afgelopen 20 jaar niet gebruikt, omdat de auteur van mening is dat deze techniek vaker gepaard gaat met pseudo-aneurysma’s van de kransslagaders op middellange tot lange termijn.

De procedure begint met de proximale hechting van de composietgraftprothese aan de aortaring met gebruikmaking van gescheiden matrashechtdraad van 2,0 Ethibond ondersteund met kleine teflonpledgets. De eerste hechting wordt geplaatst ter hoogte van de commissuur tussen de linker en rechter coronaire sinussen en de volgende worden met de klok mee gehecht (afbeelding 1). De hechtingen worden door de annulus aangebracht, waarbij de pledgets aan de aortazijde worden gelaten, zodat de annulus wordt uitgehold, maar in kleine annulaire diameters. De auteur geeft er de voorkeur aan deze hechtingen van de ventriculaire zijde naar de aorta te steken, zodat de pledgets onder de aorta annulus liggen. Vervolgens worden de hechtingen door de naaikrans van de composiet graft prothese (afbeelding 2) geplaatst, die later naar de aorta annulus wordt geparachuteerd (afbeelding 3). De hechtingen worden vervolgens aangetrokken en de klep wordt in het uitstroomtraject van de linker hartkamer geplaatst (dit zorgt voor een uitstekende hemostase).

Afbeelding 1: Het hechten van de composiet graft aan de aorta annulus begint ter hoogte van de commissuur tussen de linker en rechter coronaire sinussen en wordt met de klok mee voortgezet in back-end mode tot het midden van de niet-coronaire sinus. Daarna wordt de voorhandtechniek toegepast voor de rest van de niet-coronaire sinus en de linker coronaire sinus.

Afbeelding 2: De hechtingen worden door de naaibuffer van de klep gehaald. In dit geval werden de teflon pledgets onder de aorta annulus geplaatst. Als alternatief kunnen de hechtingen worden uitgevoerd vanaf de aortazijde (outside-in) waarbij de teflonpledgets buiten de bloedstroom worden gehouden. Dit is vooral gunstig wanneer de grootte van de aorta annulus moet worden verkleind.

Afbeelding 3: De composiet graft wordt vervolgens in de aorta annulus geparachuteerd (mechanische klep) of in een supra-annulaire positie geplaatst wanneer een bioprosthetische klep is gebruikt. De hechtingen worden aangetrokken en doorgeknipt. Op dit moment is de kerntemperatuur gewoonlijk op 28 of 30°C gebracht om verder te gaan met de distale anastomose ter hoogte van de proximale (open) aortaboog.

Wanneer de annulaire anastomose is uitgevoerd, heeft de temperatuur van de patiënt gewoonlijk de beoogde kerntemperatuur van 28 tot 30°C bereikt. De patiënt wordt in de Trendelenburg positie geplaatst en Pentothal wordt toegediend. Nadat de bispectrale index tot nul is gedaald, wordt de extracorporale circulatie onderbroken. De arteriële canule wordt uit de aorta ascendens getrokken. Op dat ogenblik wordt het craniale deel van de aorta ascendens gereseceerd en vervolgens worden selectieve perfusiekatheters in beide gemeenschappelijke halsslagaders geplaatst voor antegrade selectieve cerebrale bescherming. Gewoonlijk duurt het ongeveer 30 seconden tot 1 minuut om met de cerebrale perfusie te beginnen. Deze techniek van cerebrale perfusie vereist een constante flow van ongeveer 500 milliliter per minuut, met een perfusiedruk van niet meer dan 60 mmHg. Tijdens hypothermische circulatiestilstand met cerebrale perfusie wordt de distale anastomose aangelegd ter hoogte van de innominate arterie. Gewoonlijk wordt een Vascutek Anteflow prothetische graft gebruikt, die recannulatie van de patiënt via het zijpantser van de prothese mogelijk maakt, zodra de distale anastomose is uitgevoerd. Net voor het herstarten van de extracorporale circulatie trekt de auteur de perfusiekatheters terug en kijkt naar de bijna voltooide ontluchting van de supra-aortatakken, de aortaboog en de prothese die net onder de zijarm is vastgeklemd. De controle van de hemostase kan in dit stadium zeer gemakkelijk rond de gehele anastomose geschieden.

Daarna wordt het werk voortgezet aan de aortawortel. De anastomosen van de kransslagaders met de vasculaire graft worden dan uitgevoerd. Eerst moet een neo-ostium worden gemaakt met behulp van een thermische cutter (afbeelding 4). De auteur begint altijd met de linker kransslagader re-attachment. Deze anastomose wordt uitgevoerd met een continue 6.0 Prolene hechtdraad. Een boviene pericardiale strook wordt slechts uitzonderlijk gebruikt in geval van zeer brosse coronaire knopen of in geval van aortadissectie. Voor de linkshandige chirurg is het vrij gemakkelijk om deze continue hechting te starten van binnen de coronaire opening en vervolgens van buiten de graft. Het posterieure deel van de anastomose wordt aangelegd en vervolgens wordt de hechtdraad verwisseld. Voor het voorste deel van deze anastomose wordt de hechtdraad van buiten de kransslagaderopening naar binnen buiten de vaatprothese gehecht (afbeelding 5). Wanneer de linker kransslagaderopening opnieuw is geïmplanteerd, wordt dezelfde procedure uitgevoerd voor de rechter kransslagader en wordt de anastomose op dezelfde manier uitgevoerd als de linkerkant (afbeelding 6): hier wordt de hechtdraad (voor de achterwand) van binnen naar buiten van het transplantaat gehecht en vervolgens van buiten naar binnen. Zodra beide coronaire anastomosen zijn uitgevoerd, wordt de graft onder druk gezet met koudbloed cardioplegia in de aortawortel en een cross-clamp voor de graft. In dit stadium kan wat fibrinelijm worden gebruikt om de kleine hechtlijn af te dichten.

Afbeelding 4: Creatie van de linker neo-opening om de linker kransslagader opnieuw te hechten, met behulp van een thermische cutter.

Afbeelding 5: Het linker coronaire ostium is opnieuw gehecht. Ik begin de anastomose aan de achterwand van binnenuit de kransslagader en hecht het transplantaat van buitenaf vast. Zodra de helft van de anastomose is uitgevoerd, gaat de auteur verder met het andere uiteinde van de hechting en voert hij de voorwand van buiten naar binnen door de kransslagader en van binnen naar buiten door de graft (de laatste steek wordt in deze afbeelding gedemonstreerd).

Afbeelding 6: Dezelfde procedure voor de rechter kransslagader. De anastomose voor de linkshandige chirurg wordt gestart op de achterwand in-out door het transplantaat en vervolgens wordt de naald doorgevoerd in de kransslagader out-in. Zodra de helft van de anastomose is uitgevoerd, wordt het werk voortgezet met het andere uiteinde van de hechtdraad dat door het transplantaat in-out en vervolgens door de kransslagaderopening wordt geleid.

Met een minimale maar niet overdreven mobilisatie van de kransslagaders is een directe implantatie van deze knopen in het vaattransplantaat altijd mogelijk. In enkele zeer zeldzame maar complexe gevallen van heroperatie kan een alternatieve techniek van implantatie van de kransslagaders noodzakelijk zijn, indien mobilisatie van de knopen gevaarlijk kan zijn. In deze gevallen heeft de auteur de klassieke Cabrol-techniek gebruikt met een 6 tot 8 millimeter prothetische graft om de overeenkomstige kransslagader opnieuw te implanteren. Meer recent heeft de auteur de voorkeur gegeven aan het gebruik van een kort segment van de vena saphena voor dit doel. Alvorens de procedure te beëindigen wordt de proximale prothese van de composiet graft (proximale deel) geanastomosed aan het prothetische segment afkomstig van de aortaboog met 4.0 Prolene continued hechtdraad.

In dit stadium wordt de ascenderende aorta ontlucht met een naald en wordt de kruisklem verwijderd. De patiënt bevindt zich nog steeds in de Trendelenburgpositie en het ontluchten wordt vergemakkelijkt door het gebruik van CO2-insufflatie in het operatieveld (afbeelding 7). Epicardiale pacemakerelektroden worden op de hartkamer en de rechterboezem geplaatst en de patiënt wordt van de cardio-pulmonaire bypass onder AAI-stimulatie 90/min. afgevoerd zodra de kerntemperatuur 35,5 °C heeft bereikt.

Afbeelding 7: ;Intraoperatieve situs aan het einde van de procedure. De composiet graft prothese is geanastomeerd met de proximale boog – ascenderende graft. Een naald wordt gebruikt voor de-airing. De patiënt ligt in Trendelenburg positie. Links de anteflow zijarm met de arteriële canule voor terugkeer van CPB.

Het pericard wordt gesloten over de prothetische graft, en thoraxdrains worden in de pericardholte en in de retrosternale ruimte aangebracht. Het sternum wordt op de gebruikelijke wijze met draden gesloten. De huid wordt dan intracutaan gesloten met zelfresorberend hechtmateriaal. Vóór het verlaten van het OP-theater bevestigt transesofageale echocardiografie de kwaliteit van de herstelling en controleert de vulling van het hart, de functie van de klep en de contractiliteit van beide ventrikels.

Herstel van de aortawortel met behulp van de composite graft replacement is een gevestigde techniek voor patiënten bij wie een aortaklepsparende wortelherstelling niet geschikt is. De composite graft is beschikbaar met het beste prothetische materiaal dat op de markt verkrijgbaar is: bileafletkleppen bevestigd aan vasculaire grafts die worden gebruikt voor geïsoleerde aortavervanging (1).

Sinds de oorspronkelijke beschrijving door Bentall zijn talrijke modificaties van de techniek voorgesteld. De hedendaagse techniek van het opnieuw aanhechten van de kransslagader met open of dichtgeknoopte anastomosen werd in 1981 geïntroduceerd door Nicholas Kouchoukos (2). Materiaalverfijningen hebben de hemostase ter hoogte van het vasculaire transplantaat en ook ter hoogte van de verbinding van de klepnaadmanchet met de vasculaire prothese aanzienlijk verbeterd. Daarom is de huidige methode voor composiettransplantaten de open techniek in plaats van de techniek voor insluiting van het transplantaat, die nog steeds kan worden aanbevolen voor de meest complexe gevallen (bv. heroperaties). In geval van moeilijke hemostase kan een pericardiale patch worden gebruikt om de graft in te sluiten (de hechtlijn loopt van de longslagader, de vrije bovenrand van de rechterhartkamer, en aan de rechterkant naar de superieure vena cava). Als er spanning onder de pleister is ten gevolge van aanhoudende bloedingen, kan de ruimte onder de pleister worden afgeleid naar de rechterboezem met behulp van een klein kaliber graft als een modificatie van de techniek beschreven door Cabrol. Met de verbeteringen van vandaag is dit uiterst zeldzaam.

De ervaring met composiet graft vervanging in de instelling van de auteur vertegenwoordigt ongeveer 80 gevallen per jaar met verschillende pathologieën (3). In de electieve setting is de ziekenhuismortaliteit vergelijkbaar met de mortaliteit van geïsoleerde aortaklepvervanging en ligt rond de 1,5 tot 2,5%. Het perioperatieve risico is verhoogd in gevallen van aortadissectie, maar radicale reparatie van de aortawortel voorkomt latere heroperaties.

Het feit dat de operatie wordt uitgevoerd door een linkshandige chirurg verhoogt het perioperatieve risico niet (4). In zijn rapport over linkshandige chirurgen onthulde Adsumilli de percepties van linkshandige chirurgen bij de aanpassing aan een rechtshandige wereld (5). Persoonlijk verwacht de auteur niet dat linkshandige chirurgen zich moeten aanpassen aan technieken die door rechtshandige mentoren worden beschreven. Vroegtijdige lateraliteitsgerelateerde mentoring in de medische opleiding en tijdens de chirurgische stage met het verstrekken van linkshandige instrumenten kan de ongemakken verminderen die linkshandige chirurgen tijdens het leren kunnen ondervinden. De auteur heeft echter ondervonden dat sommige situaties gemakkelijker kunnen worden bereikt door linkshandig te zijn, bijvoorbeeld de constructie van de distale anastomose op de open boog, alsook de herbevestiging van de linker kransslagader aan het vasculaire deel van de composiet graft.

1. Turina M. Composite Graft replacement of the aortic root using the button technique. Multi-Media Manual Cardio-thorac Surg 2003, doi: 10.1510/MMCTS.2003.000001.
2. Kouchoukos NT, Karp RB. Resectie van ascenderend aorta-aneurysma en vervanging van aortaklep. J Thorac Cardiovasc Surg. 1981;81:142-3.
3. Paterick TE, Ammar KA, Jan MF, Loberg R, Buch M, Khandheria BK, Tajik AJ. Aortopathieën: etiologie, genetica, differentiële diagnose, prognose en management. Am J Med 2013;126:670-8.
4. Bann S, Darzi A. Selection of individuals for training in surgery, Am J Surg 2005;190:98.102.
5. Adusumilli PS, Kell C, Chang JH, Tuorto S, Leitman IM. Linkshandige chirurgen: Are They Left Out? Current Surgery 2004;61:587-91