Inicio y desarrollo de las válvulas cardiacas protésicas

Primera parte: Las válvulas artificiales mecánicas: la simbiosis el Dr. Starr y el ingeniero Edwars. Hace 50 años, en 1958, el ingeniero Edwars y el Dr. Starr se encontraron e iniciaron el camino hacia la prótesis artificial cardiaca. En 1960 se implantó la primera prótesis valvular.

Mr Edwars	Prótesis de Starr-Edwars	Dr. Starr

Antecedentes.

El primer intento de colocación de un dispositivo mecánico para solucionar un problema derivado de una mal función de una válvula hay que situarlo en el año 1952 cuando Charles Hufnagel implanta el primer dispositivo paliativo para corregir la insuficiencia aórtica. Esta “válvula de bola” era una prótesis valvular diseñada antes de la era de la “cirugía abierta” del corazón. Esta prótesis se colocaba en la porción descendente de la torácica, distal a la subclavia. La camisa de la válvula era de metilmetacrilato/pexiglas y la bola de la válvula de polietileno de metacrilato.
Al menos 151 casos se han descrito de este tipo de implantes. Un 20% a 30 % de complicaciones precoces y tardías están descritos. Este dispositivo extracardiaco sólo era útil para la insuficiencia aórtica, quedaba sin abordar el problema de la válvula estenótica mitral y aórtica y el de insuficiencia mitral.

Válvula de Hufnagel. Se implantó la primera en septiembre de 1952

La cirugía cardiaca estaba en sus comienzos, el abordaje era siempre extracardiaco y de manera frecuente sólo en pacientes con cardiopatías congénitas, reparación de coartaciones de aorta, cerrando ductus persistente o haciendo shunt tipo Blalock Taussing en pacientes con enfermedad de Fallot.

Y coincidiendo con la implantación extracardiaca de la válvula de Hufnagel el Dr. Gibbon realiza la primera intervención a “corazón abierto” usando una “máquina corazón-pulmón” y casi de manera simultánea Lillehei y Varco en Minneapolis y Kirklin en Rochester hacen progresos en este campo.

El comienzo.

Hay que esperar hasta agosto del 1960 en que el Dr. Albert Starr (1926) opera a una mujer de 40 años, en situación muy grave, implantándole una prótesis de bola en posición mitral. La paciente llevaba varios meses ingresada con atención continua en tienda de oxigeno, padecía una cardiopatía reumática con estenosis mitral severa con dos comisurotomías previas. La mala fortuna hizo que en esta primera implantación de una válvula mecánica la paciente falleciera en el postoperatorio de embolismo gaseoso, el segundo caso con éxito precoz y tardío es el de un varón, con una estenosis mitral calcificada y dos comisurotomías previas.

Phillip Amunson El segundo paciente al que se le implantó una
prótesis valvular de Starr-Edwars en posición mitral

El Dr. Starr ha relatado recientemente, con motivo de la concesión del Premio Lasker, como vivió el desarrollo de su válvula. Es interesante de su relato destacar algunos hechos, primero una preparación personal como cirujano cardiaco, segundo un encuentro en el año 1958, con un ingeniero retirado M.Lowell Edwars (1924-1982) que le propone la realización de un corazón artificial y tercero el seguimiento de un método experimental para el desarrollo de la válvula primero en animales y después trasladarlo al humano.
El ingeniero M L Edwards era un experto en sistemas hidráulicos que tenía una compañía de ingeniería con una división de investigación que financiaba con los royalties de sus patentes y se había interesado en la circulación humana, por lo que fue a ver a Dr. Starr. Ambos después del primer encuentro abandonaron la propuesta inicial de Edwars del corazón artificial pues el Dr.Starr le indicó, según él mismo relata, que era muy prematuro para iniciar la carrera de la búsqueda de la máquina que sustituyera a todo el corazón pero indicó que se podría intentar solucionar el problema de las válvulas cardiacas.

El Dr. Starr y el ingeniero Edwars comenzaron sus encuentros y por indicación de Starr dirigieron sus actividades a buscar una solución a la válvula mitral, teniendo en cuenta su posición y complejidad, y tomaron algunas asunciones. Como que la supresión del aparato subvalvular cordal y la no contracción del anillo mitral no modificaba la función ventricular de manera importante, y así podrían eliminar la valvular nativa y colocar una mecánica en el anillo mitral. El primer diseño fue de una simple anillo de Dacron sujetado entre dos capas de Teflón montadas sobre un barra que atravesase el orifico de la válvula. Se realizaron implantes en perros, que sobrevivían a la intervención pero que fallecían al segundo o tercer día de oclusión tombótica. Además, se producían áreas de desconexión en la línea de sutura.

El cambio de estrategia

El sistema se rediseñó y siguió fracasando y fue entonces, cuando se abordó la posibilidad de diseñar un válvula de bola con la esperanza de que la formación del trombo se detuviese en el margen del orificio de la válvula y no interfiriese con la función de la prótesis y se volvió el pensamiento al modelo de válvula de Hufnagel. El cambio fue muy importante pues se pasó de imitar a la naturaleza, a un diseño que valorase la función. Se inició el rediseño y después de abandonar el material acrílico por el ruido que producía se adoptó una caja abierta en vez del tubo acrílico y una bola de Silastic menos ruidosa. Este cambio de no tratar de imitar en el diseño de la válvula la forma de la naturaleza reproduciendo lo más aproximadamente posible la válvula nativa, sino el de buscar los aspectos funcionales de la válvula fue decisivo para avanzar en este campo protésico.

El inicio en vivo de la implantación de válvulas protésicas de bola se inició en perros en Oregon Medical School. Uno de los perros un labrador de 70 libras sobrevivió 13 meses con una prótesis implantada de este tipo. Sien embargo, muchas de las válvulas implantadas en pocos días tenían trombosis oclusivas y los anticoagulantes producían hemorragias. Starr decidió recubrir el área atrial de la implantación de la prótesis con silastic, lo que enlenteció la formación del trombo en los primeros días, hasta que el tratamiento anticoagulante empieza su acción y evita la trombosis.

A partir de este momento el desarrollo de implantes de válvulas protésicas se hizo muy frecuente y se extendió a la válvula aórtica y tricúspide. La hegemonía total de la válvula mecánica se mantiene hasta los años 70 del siglo pasado en el que hacen irrupción las válvulas biológicas compartiendo hoy en día la indicación al mismo nivel que las mecánicas.

La evolución ha partir de entonces ha sido la que se refleja en el gráfico inferior, pero como se observa tiene que compartir a partir del año 1975 su puesto con las válvulas artificiales biológicas (2 parte)

Marta Castro Pérez. Periodista
Dr. Alfonso Castro Beiras. Cardiólogo

Starr A. The thoracic surgical industrial complex. Ann ThoracSurg 1986;42:124-33.
Pluth JR. The Starr valve revisited. Ann Thorac Surg 1991;51:333-4.
Blalock A. Cardiovascular surgery, past and present. J Thorac Cardiovasc Surg 1966;51:153-67.
tarr A, Herr RH, Wood JA. The present status of valve replacement.erbini EJ, Bittencourt D, ileggi F, Jatene A. Surgical correction of aortic and mitral valve lesions. Results in a series of 105 patients who underwent valvular replacement with the Starr prosthesis. J Thorac Cardiovasc Surg 1996;51:474-Aciemo LJ. The history of cardiology. New York: The Parthenon Publishing Group, 1994:629-30.
Harken DE, Curtis LE. Heart surgery-legend and a long look. Am J Cardiol 1967;19:393-400.
Hufnagel CA, Vilkgas PD, Nahas H. Experiences with new types of aortic valvular prostheses. Ann Surg 1958;147:636-GibbonJH Jr. The development of the heart-lung apparatus.
AmJ Surg 1978;135:608-19.January
Braunwald NS, Cooper T, Morrow AG. Complete replacement of the mitral valve: successful clinical application of a flexible polyurethane prosthesis. J Thorac Cardiovasc Surg 1960;40:1-11.
Braunwald NS. It will work: the first successful mitral valve replacement. Ann Thorac Surg 1989;48:S1-3.
tarr A, Edwards ML. Mitral replacement: clinical experience with a ball-valve prosthesis. Ann Surg 1961;154:726-40.
Starr A, Edwards ML. Mitral replacement: late results with a ball valve prosthesis. J Cardiovasc Surg 1963;4:435-47.