La valvola a palla Starr-Edwards: breve storia

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LA VALVOLA A PALLA STARR-EDWARDS: BREVE STORIA

La “valvola a palla Starr-Edwards” è stata utilizzata per la prima volta clinicamente come valvola di sostituzione della valvola mitrale nel 1960.

LE VALVOLE A PALLA

Miles Lowell Edwards (18gennaio 1898 – 10aprile 1982)

Le valvole a palla funzionano secondo il semplice principio che la palla sarà forzata su un lato della valvola o sull’altro a seconda del modo in cui scorre il sangue. Esse sono state modellate su valvole a palla utilizzate in applicazioni industriali per consentire il flusso di fluidi su un’unica direzione. Quando la pressione esercitata dal cuore sul sangue (e sulla palla) supera la pressione nell’aorta, la palla viene spinta lontano dal cuore. Questa è la posizione aperta della valvola e il sangue può defluire dal cuore nell’aorta. Dopo che il cuore espelle il sangue, la pressione all’interno del cuore si riduce notevolmente, così il sangue cercherà di fluire all’interno del cuore. La pressione negativa risucchia la valvola a sfera all’indietro. La valvola a sfera si adatta all’apertura del cuore e impedisce il reflusso del sangue.
L’avvento del bypass cardiopolmonare rese possibile la sostituzione valvolare aortica in posizione subcoronarica, e ciò accadde nel 1961 allorchè il chirurgo vascolare Albert Starr (nato il 1giugno 1926 a New York) suggerì per primo la possibilità di inserire in tale posizione la sua protesi valvolare mitralica modificata.

STARR ED EDWARDS

Valvola mitralica ‘Starr-Edwards’.

Proprio un anno prima, Dwight Emary Harken (1910–1993) aveva dimostrato che era fattibile l’inserire valvole con palla ingabbiata in posizione subcoronarica.
Starr aveva iniziato a lavorare sulle valvole a palla nel 1958, presso l’Università dell’Oregon, iniziando la sua collaborazione con l’ingegnere Miles Lowell Edwards (1898-1982). L’interesse verso la cardiologia di Edwards era nato allorchè suo figlio si era ammalato di febbre reumatica sviluppando un soffio valvolare cardiaco. Edwards propose a Starr una collaborazione volta all’invenzione di un cuore meccanico che potesse sostituire un cuore umano scompensato. Starr convinse Edwards a concentrarsi sull’invenzione di una protesi valvolare cardiaca.

Edwards avrebbe costruito i prototipi delle valvole e Starr li avrebbe inseriti nei cuori dei cani.

PROTOTIPI VALVOLARI su cavie

Albert Starr ha ricevuto nel 2007 il prestigioso “Albert Lasker Clinical Medical Research Award” per il suo lavoro sulle protesi valvolari mitraliche ed aortiche.

In poche settimane, Edwards inviò a Starr i prototipi che aveva costruito nel suo laboratorio di casa, che si trovava nella residenza estiva della famiglia a Brightwood, Oregon. La prima valvola di Edwards aveva un telaio circolare di teflon solido che conteneva due lembi in silastic che fungevano da valvole. Starr suturò la prima valvola utilizzando un anello di tessuto in teflon attaccato alla protesi. Il prototipo funzionò per diverse ore prima che si formasse un coagulo che bloccava i lembi silastici e l’animale morì. Starr ed Edwards svilupparono un nuovo metodo che forniva una tecnica superiore per suturare la protesi nell’anello mitralico.
Nel 1960, il dottor Herbert Griswold, direttore del dipartimento di cardiologia presso l’Università dell’Oregon apprese della funzione durevole nei cani con una protesi della valvola mitrale con gabbia a sfera. Griswold diede il compito a Starr di procedere con un intervento chirurgico di sostituzione valvolare in una giovane donna prossima alla morte per una valvola mitrale gravemente danneggiata.

I PRIMI IMPIANTI SULL’UMANO

Nell’agosto del 1960, Starr sostituì la sua valvola mitrale danneggiata con una protesi che Edwards aveva fabbricato nel suo laboratorio. La sua funzione cardiaca dopo l’intervento fu eccellente, ma la paziente morì improvvisamente 11 ore dopo l’intervento chirurgico quando l’aria intrappolata nel suo atrio sinistro enormemente dilatato embolizzò nel suo cervello. Questo risultato devastante provocò sconforto, ma non scoraggiò Starr ed Edwards. Starr aveva dolorosamente imparato una lezione tecnica fondamentale. Quattro settimane dopo, Starr inserì una protesi della valvola mitrale in un secondo paziente. Lo spettacolare recupero di quell’uomo ed il ritorno a una vita normale fu la prova drammatica che la protesi era efficace e durevole.

I PRIMI SUCCESSI

Ricostruzione alla tomografia computerizzata 3D di una vista a tre camere che mostra il normale funzionamento della valvola Starr-Edwards nella posizione aortica.

Il 21 marzo 1961, Starr ed Edwards presentarono i risultati dei loro primi otto pazienti alla prestigiosa “American Surgical Association“: cinque pazienti con insufficienza cardiaca terminale erano tornati a una vita normale dopo l’inserimento della valvola Starr Edwards.

Nel 1961, Edwards concluse che il successo clinico con la valvola mitrale lo obbligava a creare un’attività che avrebbe prodotto protesi valvolari cardiache di alta qualità. Edwards fondò l’azienda “Edwards Laboratory“, convincendo un vecchio amico fidato, Ray Astle, ad unirsi a lui come direttore generale. Essi affittarono uno spazio in un piccolo edificio a Santa Ana, in California, e con due dipendenti iniziarono a produrre una protesi per valvola mitrale Starr-Edwards alla volta.
La domanda per le valvole aumentò rapidamente nel 1962 e nel 1963. Edwards e colleghi dovettero affrontare grossi problemi quando cercavano di ottenere una produzione affidabile. Questi furono superati attraverso la tenacia e l’impegno incrollabile per produrre valvole della massima qualità.

DOPO LA VALVOLA MITRALICA, QUELLA AORTICA

Alcune protesi valvolari cardiache.

Nel 1961, dopo il successo con la protesi della valvola mitrale, Edwards e Starr rivolsero la loro attenzione all’invenzione di una protesi con gabbia a sfera per sostituire la valvola aortica. La funzione e l’anatomia della valvola aortica sono sostanzialmente diverse dalla valvola mitrale, e quindi sono state necessarie modifiche al design originale. I quattro montanti sono stati sostituiti da tre montanti di spessore ridotto di una lega eccezionalmente dura, ‘Stellite 21‘.

L’anello di cucitura doveva essere sagomato per adattarsi strettamente ai flussi ad alta pressione attraverso la valvola aortica. Edwards perfezionò gradualmente la struttura della valvola aortica, cercando di ottenere le massime prestazioni.

Nel 1963, Starr ed Edwards riportarono la loro esperienza clinica con la sostituzione della valvola aortica con quella che hanno definito la loro “protesi con valvola a sfera semirigida“.

RIFERIMENTI:

 

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