OBJETIVO: Avaliar os resultados tardios de 10 anos com a operacão de Ross, analisando a sobrevida, incidência de reoperações e desempenho tardio do auto-enxerto pulmonar e homoenxerto da reconstrução da via de saída do ventrículo direito. MÉTODOS: Entre maio/1995 e fevereiro/2005, 227 pacientes com média de idade de 29,1±11 anos foram submetidos à operação de Ross. A etiologia prevalente foi a moléstia reumática em 61% dos casos. O auto-enxerto foi implantado com a técnica de substituição total da raiz em 202 casos, com cilindro intra-luminal em 20 e de forma subcoronariana em 5. A reconstrução da via de saída do ventrículo direito foi feita de forma convencional, com homoenxertos criopreservados (n= 160), com extensão proximal de pericárdio no homoenxerto (n= 41) e com homoenxertos decelularizados (n= 26). O tempo de seguimento pós-operatório variou de 1 - 118 meses ( média= 45,5 meses). RESULTADOS: A mortalidade imediata foi de 3,5% e a sobrevida tardia foi de 96,9%, aos 10 anos. Não houve episódio de tromboembolismo, constatando-se apenas dois casos de endocardite. Onze pacientes foram reoperados, por problemas envolvendo o auto e/ou homoenxerto, progressão de doença reumática mitral e insuficiência coronariana iatrogênica. Após 10 anos, 96,4% e 96,2% dos pacientes estavam livres de reoperação no auto-enxerto e no homoenxerto, respectivamente. Não foi observada dilatação tardia dos auto-enxertos.A reconstrução da via de saída do ventrículo direito com homoenxertos decelularizados diminuiu de forma significativa a incidência de gradientes tardios. CONCLUSÃO: Os resultados tardios com a operação de Ross demonstraram excelente sobrevida tardia e baixa incidência de reoperações e morbidade tardia. Consideramos este procedimento a melhor opção no tratamento cirúrgico da valvopatia aórtica em crianças e adultos jovens.
Dez anos de experiência com a operação de Ross
Aliança Saúde Santa Casa – PUCPR, Curitiba, PR
O substituto valvar aórtico ideal ainda é bastante controverso; entretanto, muitos consideram a operação de Ross como a melhor opção, especialmente em crianças e adultos jovens1,2. Dentre as vantagens do auto-enxerto pulmonar, encontram-se a durabilidade, o desempenho hemodinâmico fisiológico com preservação do mecanismo normal de abertura e fechamento valvar, a ausência de complicações tromboembólicas, baixa incidência de complicações infecciosas, além do potencial de crescimento, quando implantado em crianças. Essas vantagens têm sido confirmadas pelos resultados clínicos de médio e longo prazos em diversas séries3,4.
Por outro lado, a operação é tecnicamente mais complexa e sujeita à crítica de poder criar uma doença em duas valvas, no paciente com doença original em apenas uma. Além disso, variações na técnica da operação podem resultar em diferentes tipos de complicações com grande impacto nos resultados5.
Os resultados de longo prazo dos casos pioneiros de Ross refletem, em sua maior parte, a experiência com o implante do auto-enxerto pulmonar em posição subcoronariana6. Entretanto, na era atual, a técnica mais empregada tem sido a de substituição total da raiz aórtica, pela maior facilidade em se obter, consistentemente, um enxerto geometricamente alinhado e competente3.
Apesar da capacidade de adaptação da valva e da parede arterial pulmonar ao regime pressórico da circulação sistêmica, existe preocupação crescente de que o auto-enxerto pulmonar esteja sujeito a dilatação progressiva com formação de aneurisma da neo-aorta, e prolapso e insuficiência valvar concomitantes7,8. Além disso, a incidência de degeneração e disfunção do homoenxerto valvar implantado na via de saída do ventrículo direito, também pode aumentar a morbidade tardia, sujeitando os pacientes à necessidade de reoperações9,10.
O objetivo deste trabalho foi reavaliar, após dez anos de experiência, os resultados tardios com a operação de Ross, na qual foi empregada, preponderantemente, a técnica de substituição total da raiz aórtica, e, diferentemente de outras séries, em uma população com predomínio da moléstia reumática como etiologia da doença valvar. Foram avaliados os desempenhos funcionais tardios tanto dos auto-enxertos pulmonares como dos homoenxertos valvares empregados para a reconstrução da via de saída do ventrículo direito.
Entre maio/1995 e fevereiro/2005, 227 pacientes foram submetidos a substitutição da valva aórtica pelo auto-enxerto pulmonar, no Serviço de Cirurgia Cardíaca da Aliança Saúde Santa Casa – PUCPR. Cento e sessenta e um pacientes (71%) eram masculinos e a idade variou de 5 a 56 anos (média= 29,1±11 anos), sendo que 35 pacientes tinham idade inferior a 18 anos. A etiologia mais freqüente da doença valvar foi a moléstia reumática em 140 casos (61%), sendo que 15 pacientes apresentavam disfunção mitral importante associada. Dez pacientes apresentavam endocardite bacteriana na valva nativa ou em prótese valvar e quatro tinham aneurisma da aorta ascendente. Trinta e quatro pacientes já haviam sido submetidos a uma ou mais operações anteriores na valva aórtica sendo, plastia valvar aórtica em 14, plastia valvar mais ressecção de membrana subvalvar em 7 e prótese biológica em 13. Alguns dados clínicos e de exames complementares encontram-se listados na
Todas as operações foram realizadas pelo mesmo cirurgião e a técnica operatória foi detalhadamente descrita em publicações anteriores11. Entretanto, alguns detalhes técnicos relevantes para a correlação com eventuais disfunções do auto-enxerto e/ou do homoenxerto valvar são aqui revistos.
As operações foram feitas com circulação extracorpórea, hipotermia moderada de 30-32ºC e proteção miocárdica com cardioplegia sanguínea gelada intermitente nos óstios coronarianos. O tempo de clampeamento aórtico foi de 104±22 min (min= 69, max= 175) e o de circulação extracorpórea de 137±26 min (min= 92, max= 230).
A técnica mais freqüentemente empregada foi a da substituição total da raiz aórtica em 202 casos, enquanto a técnica do cilindro intra-luminal (inclusão) foi usada em 20 pacientes e o implante subcoronariano em cinco.
Durante o preparo do auto-enxerto, foi deixada uma borda muscular de apenas 2-3 mm abaixo do plano valvar. Para a anastomose proximal, foi empregada a técnica de pontos separados, tomando-se o cuidado de passar os pontos junto à base das cúspides valvares. Independente da técnica empregada, a anastomose proximal foi sempre intra-anular, de forma que o anel aórtico nativo desse sustentação para o auto-enxerto pulmonar.
Quando empregada a técnica de substituição total da raiz aórtica, a anastomose proximal foi sempre reforçada em toda a sua circunferência com um tira de teflon ou de pericárdio bovino, tentando prevenir qualquer dilatação futura do anel aórtico. Da mesma forma, qualquer discrepância de diâmetro, proximal ou distal, foi sempre ajustada para compatibilizar as dimensões do auto-enxerto pulmonar com as do anel aórtico e da aorta ascendente. Em pacientes com discreta dilatação anular foi realizada a plicatura dos triângulos intercomissurais (n= 8) e, nos casos com anuloectasia mais acentuada, foi feita a redução externa do anel aórtico, com tira de teflon (n= 14). Já nos casos de hipoplasia do anel aórtico, foi feita a sua ampliação pela técnica de Mannouguian (n=6) ou pela técnica de Ross-Konno, em cinco ocasiões12,13. A aorta ascendente foi ampliada em cinco casos de hipoplasia e, mais freqüentemente, foi reduzida por ressecção triangular em cunha, de porção da sua parede, em 18 pacientes com dilatação. Nos casos com aneurisma da aorta ascendente, o auto-enxerto foi estendido com um tubo de dacron até à porção inicial do arco aórtico. Em nenhum caso, a anastomose distal foi reforçada com tiras de teflon ou pericárdio bovino.
O auto-enxerto pulmonar foi sempre orientado de forma que o seu seio mais fino e desprovido de revestimento pericárdico fosse posicionado para o seio coronariano esquerdo, tendo dessa forma algum suporte das estruturas cardíacas posteriores à aorta ascendente.
Para a reconstrução da via de saída do ventrículo direito, os pacientes foram divididos em três grupos, dependendo da técnica operatória empregada ou método de preservação do enxerto. No grupo 1 (n=160), a reconstrução da via de saída foi feita com homoenxertos valvares frescos ou criopreservados suturados proximal e distalmente, sem a interposição de qualquer tipo de material protético. No grupo 2 (n=41), a reconstrução da via de saída do ventrículo direito foi feita com homoenxertos criopreservados; entretanto, a anastomose proximal foi feita com a interposição de um remendo de pericárdio bovino ou pericárdio autólogo imerso em glutaraldeído, de forma a alongar o homoenxerto e evitando qualquer tensão nas anastomoses ou corpo do homoenxerto. Já o grupo 3 (n=26) foi constituído por pacientes cuja via de saída do ventrículo direito foi reconstruída com homoenxertos valvares descelularizados. A técnica de implante, nesse grupo, foi semelhante à do grupo 1.
Procedimentos associados foram necessários em 28 pacientes: plastia mitral em 15, ressecção de aneurisma de aorta ascendente em 4, correção de CIV em 3 e revascularização do miocárdio, com enxerto venoso para a coronária direita, em casos de disfunção ventricular direita por hipofluxo coronariano, em 6 casos.
Nenhum paciente fez uso de anticoagulantes, e a prescrição de medicamentos cardiotônicos ou para insuficiência cardíaca ficou a critério do cardiologista de referência. A observação de complicações pós-operatórias foi feita de acordo com diretrizes bem estabelecidas14.
Todos os pacientes realizaram ecocardiograma transtorácico mono e bidimensional com Doppler, antes da alta hospitalar, e foram orientados para repetir esse exame no 6º e 12º mês de pós-operatório e depois anualmente. Foram anotadas as dimensões sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo, assim como as espessuras da sua parede posterior e septal, sendo o cálculo da massa ventricular esquerda estimado pela formula, MVE= 0,80 X 1,05 X [(Septo+Parede Posterior+Dimensão Sistólica VE)3 – Dimensão Sistólica VE2].
Os gradientes transvalvares, no auto-enxerto pulmonar e no homoenxerto da via de saída do ventrículo direito, foram calculados pela equação modificada de Bernoulli. O grau de insuficiência valvar foi estimado pela largura do jato de regurgitação na via de saída do ventrículo esquerdo, conforme descrito por Perry, e graduado como ausente, trivial, leve, moderado ou importante15. Utilizando a metodologia de Roman e cols., foram medidas as dimensões do auto-enxerto pulmonar no nível anular, dos seios de Valsalva e najunção sinotubular16. Na avaliação ecocardiográfica tardia dos gradientes pulmonares e das dimensões do auto-enxerto pulmonar, foram considerados apenas os exames realizados pelo ecocardiografista de nossa instituição, que foram feitos de forma normatizada por um único operador
O levantamento dos dados clínicos de pós-operatório tardio e a realização de ecocardiograma de controle foram feitos de forma dirigida, por três médicos, em nossa instituição, entre julho de 2004 e fevereiro de 2005. Cento e dez pacientes (50,2%) vieram a nossa instituição e realizaram entrevista, exame clínico e ecocardiograma de controle. Em 61 pacientes (27,8%), pudemos obter informações clínicas e do ecocardiograma atualizado, por meio de entrevista com o paciente e/ou cardiologista de referência, enquanto que em outros 31 casos (14,1%) somente as informações clínicas puderam ser obtidas. Dezessete pacientes (7,7%) não puderam ser contactados e foram considerados perdidos de seguimento. O tempo de seguimento total variou de 1 a 118 meses (média= 45,5 meses).
Para a comparação dos gradientes pulmonares tardios entre os três grupos analisados, foi usado o teste não paramétrico de Kruskal-Wallis, dada a ausência de simetria dos dados e da homogeneidade das variâncias. Na análise dos fatores de risco para o desenvolvimento de gradientes pulmonares tardios, foi utilizado o teste não paramétrico de Mann-Whitney. As curvas atuariais de sobrevidade e livres de eventos foram feitas usando-se o método de Kaplan-Meier.
A mortalidade hospitalar foi de 3,5% (8/227). As causas foram a síndrome de baixo débito em 2 casos, hemorragia intra-operatória incontrolável em 2, fibrilação ventricular irreversível no pós-operatório imediato, lesão de artéria circunflexa anômala, lesão do primeiro ramo septal e angulação da coronária esquerda, em 1 caso cada.
Houve cinco óbitos tardios. Quatro foram súbitos, nos 1º, 2º, 4º e 36º meses, enquanto que o quinto óbito foi decorrente de endocardite do homoenxerto direito, aos 4 anos de evolução. Nos três primeiros pacientes que faleceram subitamente, a evolução clínica era bastante satisfatória e não havia condições clínicas que indicassem a ocorrência de eventos desfavoráveis. Já o paciente que faleceu subitamente no 36º mês, era um caso de estenose aórtica e subaórtica congênita, com 4 operações prévias, bloqueio átrio-ventricular total e dependente de marcapasso cardíaco, que veio a falecer no 3º ano de pós-operatório de uma operação de Ross-Konno. A sobrevida atuarial tardia foi de 96,9%(LC95%= 94,2% - 99,6%) aos 10 anos, quando considerados apenas os óbitos tardios e de 93,5% (LC95%= 90,1% - 97,0%), quando incluída a mortalidade hospitalar (
Dos 197 pacientes com evolução clínica conhecida, 181 encontram-se em classe funcional I e 15 em classe funcional II. Um paciente, operado com insuficiência aórtica IAo e miocardiopatia dilatada, continua com disfunção ventricular esquerda acentuada e apresenta-se atualmente em classe funcional III.
Não foi detectado nenhum caso de tromboembolismo no seguimento tardio. Endocardite bacteriana ocorreu duas vezes: uma no homoenxerto da via de saída do ventrículo direito, causando um dos óbitos tardios e outra no auto-enxerto pulmonar que, apesar de ter sido erradicada com emprego de antibióticos, resultou em insuficiência valvar importante, por perfuração de uma das cúspides valvares, sendo necessária a reoperação. Nos 10 pacientes que foram operados por endocardite infecciosa, não houve recidiva.
No período de seguimento, houve 11 reoperações, as quais estão listadas na
Em seis pacientes, foi necessária a substituição do auto-enxerto pulmonar, conforme demonstra a
Em quatro desses casos, houve disfunção primária com insuficiência do auto-enxerto. Três foram operados com a técnica de implante subcoronariano e um com a técnica de inclusão. A causa de disfunção foi por problema técnico em dois casos, seqüela de endocardite bacteriana em um e auto-enxerto inapropriado em outro. Todos tiveram seus auto-enxertos pulmonares substituídos por homoenxertos aórticos criopreservados.
Importante salientar que, nenhum paciente operado com a técnica de substituição total da raiz aórtica necessitou de reoperação por disfunção primária do auto-enxerto pulmonar.
Um paciente desenvolveu endocardite bacteriana na valva tricúspide, a qual se estendeu para a tira de teflon, em torno do auto-enxerto pulmonar, com formação de importante abcesso para-valvar. Apesar de o auto-enxerto pulmonar não estar afetado pelo processo infeccioso e de ser normofuncionante, este foi lesado durante o debridamento dos tecidos infectados, sendo o paciente submetido a próteses biológicas, em posições aórtica e tricúspide.
Um paciente apresentou pseudo-aneurisma na linha de sutura proximal do auto-enxerto pulmonar com o anel aórtico, o qual pôde ser corrigido de forma direta, sem necessidade de substituição valvar.
Na última avaliação ecocardiográfica, 152 auto-enxertos pulmonares estavam competentes ou com insuficiência trivial, 10 apresentavam insuficiência leve, enquanto que quatro pacientes apresentavam insuficiência valvar moderada (
Três deles foram operados em 1995, eram reumáticos e os auto-enxertos foram implantados com a técnica de substituição total da raiz. No primeiro caso, a insuficiência valvar já havia sido graduada como moderada no 1º ano de evolução, mantendo-se inalterada até o nono ano de seguimento. No segundo paciente, existe forte suspeita de novos surtos reumáticos pois, apesar do desenvolvimento de insuficiência moderada no auto-enxerto pulmonar, a progressão da valvopatia mitral foi ainda mais acentuada. No terceiro paciente, o auto-enxerto pulmonar apresentava insuficiência leve, no 3º ano de evolução, progredindo para moderada, no 9º ano de seguimento tardio.
Um outro paciente, com aneurisma da aorta ascendente, valva aórtica bivalvular e dilatação acentuada do anel valvar aórtico, apresenta insuficiência valvar moderada do auto-enxerto desde o 6º mês de pós-operatório, mas continua estável até o segundo ano de seguimento.
A probabilidade de os pacientes estarem livres de reoperação, no auto-enxerto pulmonar, foi de 96,4%(LC95%= 93,6% - 99,2%) aos 10 anos de evolução, enquanto que 89% (LC95%= 79,6% - 93,6%) estão livres de reoperação e com o auto-enxerto normofuncionante (
Os gradientes nos auto-enxertos pulmonares foram consistemente baixos, tanto na fase imediata como tardiamente. Na última avaliação ecocardiográfica, a média dos gradientes instantâneos máximos foi de 8 ± 3,2mmHg (min = 2, max= 32). Em apenas dois casos, os gradientes foram maiores que 20 mmHg. No primeiro, o gradiente residual de 24 mmHg se encontra na via de saída do ventrículo esquerdo, em um paciente com estenose aórtica e subaórtica congênita, apesar de uma ampliação do tipo Ross-Konno. O segundo caso se deve a surto reumático recidivante, com o paciente tendo o diagnóstico atual de DLAo ( gradiente = 32mmHg) e DLMi moderadas, após 9 anos de evolução. Em decorrência do bom desempenho hemodinâmico dos auto-enxertos, a massa ventricular esquerda reduziu de 288± 45g no pré-operatório para 197±39g tardiamente.
As dimensões do auto-enxerto no nível anular, dos seios de Valsalva e da junção sinotubular, nos 110 pacientes com ecocardiograma de controle tardio realizados em nossa instituição, encontram-se relacionadas na
Quatro pacientes foram reoperados, para substituir o homoenxerto valvar na via de saída do ventrículo direito. Em todos, as cúspides valvares estavam morfologicamente normais; entretanto, havia importante reação fibrótica perivascular com retração acentuada e compressão extrínseca da parede arterial do conduto, causando estenose tubular difusa.
Além disso, dez pacientes, embora assintomáticos, demonstraram gradientes instantâneos máximos superiores a 40 mmHg na avaliação ecocardiográfica tardia. Em 8 deles, esses gradientes já haviam sido detectados nos primeiros dois anos de evolução pós-operatória, e se mantiveram inalterados ou com pequena progressão nos anos subsequentes. A probabilidade de os pacientes estarem livres de reoperação no homoenxerto valvar direito foi de 96,2% (LC95%= 94,1% - 98,3%) aos 10 anos de evolução, e 85,5% (LC95%= 82,9% - 88,3%) estão livres de reoperação e com gradientes instantâneos máximos
A técnica de reconstrução e/ou o método de preservação dos homoenxertos influenciaram de forma significativa os gradientes tardios encontrados na via de saída do ventrículo direito. No grupo 1 (Homoenxertos convencionais, sem extensão com pericárdio) a média dos gradientes instantâneos máximos foi de 24,2±17,7mmHg, sendo que 9 pacientes (13,4%) tinham gradiente maior que 40 mmHg. Já no grupo 2, (Homoenxertos convencionais, com extensão proximal feita com pericárdio) o gradiente instantâneo máximo foi de 17,2±11,8mmHg, sendo que apenas 1 paciente (4,1%) teve gradiente superior a 40mmHg. No grupo 3, (Homoenxertos decelularizados) o gradiente instantâneo máximo foi de 10,7±4,4mmHg, e o maior gradiente observado nesse grupo foi de 22mmHg.
A análise univariada de fatores de risco para o desenvolvimento de gradientes elevados na via de saída do ventrículo direito demonstrou que, além do método de preservação dos homoenxertos, somente a idade do paciente menor que 20 anos esteve associada a estenoses tardias (
Este estudo confirma que a operação de Ross é uma opção segura no tratamento cirúrgico de crianças e adultos jovens com valvopatia aórtica. A mortalidade hospitalar de 3,5% nos parece bastante aceitável, especialmente se considerarmos a complexidade de nossos casos que incluiu pacientes mitro-aórticos, reoperações, aneurismas da aorta ascendente e endocardite bacteriana em valvas nativas e próteses valvares. Os riscos aumentados da operação de Ross, nestas circunstâncias, já foram bem discutidos5. Além disso, com maior experiência, foi possível melhorar ainda mais os resultados imediatos, havendo apenas um óbito hospitalar nos últimos oitenta casos operados.
As vantagens do emprego de um substituto valvar fisiológico ficaram evidenciadas na excelente sobrevida tardia, com ausência de eventos tromboembólicos mesmo sem terapia anticoagulante, baixa prevalência de complicações infecciosas e ampla recuperação funcional. Embora este estudo não seja comparativo, a maior sobrevida e melhor qualidade de vida nos pacientes submetidos à operação de Ross, quando comparados a outros substitutos valvares, já foram bem documentadas por outros 2,17.
Apesar disso, a eventual necessidade de reoperações tardias, no auto e/ou homoenxerto valvar, continua sendo a maior preocupação, após o procedimento.
Mais recentemente, alguns autores relataram dilatação progressiva e insuficiência valvar aórtica como a principal causa de reoperações tardias em pacientes submetidos à operação de Ross com a técnica de substituição total da raiz. David e cols. analisaram 118 pacientes com tempo de seguimento médio de 44 meses, e encontraram 7 casos de insuficiência aórtica moderada ou grave, o que representou 92% de pacientes livres dessa complicação após 6 anos de evolução. Segundo os autores, pacientes com valva aórtica bivalvular e dilatação do anel aórtico constituem um subgrupo de pacientes mais propensos à dilatação tardia, pois apresentam alterações degenerativas mais acentuadas na parede da aorta ascendente e tronco pulmonar7. Na experiência de Elkins e cols., apenas 86% dos pacientes estavam livres de reoperação no auto-enxerto pulmonar, após 8 anos de evolução. Em 206 pacientes, com tempo de seguimento médio de 28 meses, foram necessárias 11 reoperações por insuficiência valvar, sendo a dilatação anular a causa mais freqüente. Por análise de regressão múltipla, encontraram que o diagnóstico pré-operatório de estenose aórtica, esternotomia prévia e a técnica de substituição total da raiz foram fatores que diminuíram o risco do desenvolvimento de insuficiência valvar tardia5. Em contrapartida, na experiência de David e cols., a técnica de inclusão esteve associada a menos dilatação e insuficiência valvar do que à técnica de substituição total da raiz aórtica7. Kouchoukos e cols. reoperaram 11 auto-enxertos pulmonares dentre 119 pacientes com tempo de evolução médio de 51 meses. A maioria das reoperações ocorreu após o quinto ano de seguimento, sendo a dilatação progressiva do auto-enxerto a causa mais comum. A probabilidade de os pacientes estarem livres de reoperação no auto-enxerto pulmonar foi de apenas 75%, aos 10 anos. Como adendo em sua publicação, os autores informaram que sete pacientes adicionais foram reoperados por insuficiência aórtica, entre 5,5 e 11,5 anos de evolução8.
Nossos resultados não confirmam estas observações, com diferenças significativas não somente na prevalência, mas também no modo e relação temporal desta complicação. Nos 227 pacientes desta série, apenas 6 foram reoperados por disfunção no auto-enxerto, o que resultou em 96% livres desse evento, aos 10 anos de evolução. Todas as reoperações foram necessárias antes do quinto ano de pós-operatório, sendo a falha técnica e a endocardite bacteriana as causas mais freqüentes de disfunção. É importante resaltar que, nenhum paciente operado com a técnica de substituição total da raiz aórtica foi reoperado nos primeiros dez anos. Dos quatro pacientes com IAo moderada tardia, nenhum apresenta dilatação anular e dos seios de Valsalva. Em dois de nossos casos, existe forte suspeita de novos surtos reumáticos como causa. Dados semelhantes aos nossos foram relatados por Carr-White e cols. que não evidenciaram dilatações superiores a 20% nos auto-enxertos de 49 pacientes, com períodos de observação de até 4 anos18.
Diversos fatores podem influenciar a dilatação do auto-enxerto pulmonar. Detalhes da técnica operatória tais como o implante intra-anular, a orientação espacial do enxerto, o reforço da sutura proximal com tiras de teflon ou pericárdio e correção de discrepâncias entre os diâmetros do auto-enxerto e a porção proximal e distal da aorta, não são realizados de forma uniforme entre os grupos cirúrgicos18-20. O adequado controle da pressão arterial, especialmente nos primeiros meses de pós-operatório, também pode ser significativo pois, nessa fase, a parede arterial pulmonar ainda não está adequadamente remodelada para suportar as pressões sistêmicas18.
Alguns estudos demonstraram que a parede arterial pulmonar de pacientes submetidos à operação de Ross apresenta, pré-operatoriamente, graus variados de deficiência e fragmentação de suas fibras elásticas, especialmente naqueles com valva aórtica bivalvular7,18. Na maioria das séries norte-americanas com a operação de Ross, a valva aórtica bivalvular é a etiologia mais freqüente, o que pode explicar a elevada incidência de dilatação tardia 8. Nossa série é composta por 60% de doentes reumáticos, o que pode, pelo menos em parte, justificar a diferença nos resultados. Além disso, nosso tempo de seguimento médio de 44 meses pode ainda ser insuficiente para conclusões mais definitivas, o que enfatiza a necessidade de observação continuada nesses pacientes. As dimensões tardias aqui observadas sugerem que a geometria do auto-enxerto pulmonar é diferente da geometria da raiz aórtica nativa, sendo os diâmetros da junção sinotubular significativamente maiores do que os do nível anular.Nossas medidas ecocardiográficas foram superponíveis com as apresentadas por Carr-White e cols., e o fato de nosso tempo de seguimento ser bem superior, reforça a estabilidade e manutenção dos diâmetros do auto-enxerto ao longo do tempo18.
Outro aspecto relevante na operação de Ross refere-se ao potencial de crescimento, quando implantado em crianças21. Elkins e cols. analisaram 86 crianças submetidas a esta operação, demonstrando que o crescimento do auto-enxerto pulmonar foi proporcional ao desenvolvimento somático. Infelizmente, em nossa casuística, os dados referentes às dimensões anular, do seio de Valsalva e da junção sinotubular só foram elaborados na avaliação tardia, e não puderam ser sistematicamente comparados às dimensões pós-operatórias imediatas, o que nos impede de documentar o crescimento do auto-enxerto pulmonar em nossos pacientes pediátricos.
O envolvimento do auto-enxerto pulmonar em novos surtos de moléstia reumática já foi registrado por outros, sendo a provável causa de IAo moderada em dois de nossos casos. Por isso, a adequada profilaxia contra a doença deve ser feita de forma bastante rigorosa22.
Apesar de os homoenxertos valvares serem mais duráveis no lado direito da circulação, em decorrência do menor nível pressórico, também estão sujeitos à disfunção e necessidade de reoperações. A possibilidade de estenoses por retração da parede arterial do conduto ou localizada na região da anastomose distal é uma complicação bem estabelecida após a operação de Ross9,10.
Nossa experiência confirma a observação de outros, demonstrando que, apesar de os homoenxertos apresentarem desempenho hemodinâmico normal logo após a operação, freqüentemente existe discreto/moderado aumento dos gradientes em decorrência de retração fibrótica dos condutos. Este processo é precoce, ocorrendo nos primeiros dois anos de pós-operatório, e tende a estabilizar após esse tempo. Na maioria dos pacientes, os gradientes instantâneos máximos não ultrapassam 20 mmHg e provavelmente sejam de pequena repercussão clínica. Entretanto, em alguns casos, a reação inflamatória é mais intensa, causando estenoses mais importantes, podendo ser necessária a reoperação. Conforme já demonstrado em outros estudos, crianças e adolescentes apresentam maior risco para essa complicação, e isso também ocorreu em nossa série9,10,23.
Em 114 pacientes submetidos à operação de Ross por Ward e cols., 20% apresentaram gradientes instantâneos máximos entre 25–40 mmHg no homoenxerto pulmonar e, em 4% dos casos, esse gradiente foi maior do que 50mmHg. Nos pacientes com estenose importante, os gradientes elevados foram detectados precocemente, entre os 4º - 12º meses de pós-operatório. Com auxílio da ecocardiografia, os autores concluíram que a maioria dos homoenxertos apresenta uma retração em torno de 15%, sendo mais intensa em alguns casos. Em decorrência disso, recomendam o uso rotineiro de homoenxertos de maior diâmetro10. Entretanto, a nossa experiência confirma as observações de Moidl e cols. de que o uso de homoenxertos de grande diâmetro, por si, não foi suficiente para prevenir essa complicação24.
Carr-White e cols. fizeram minucioso estudo sobre o comportamento dos homoenxertos na operação de Ross, e detectaram gradientes pulmonares maiores que 30mmHg em 17% dos casos, sendo maior que 50mmHg em aproximadamente um terço destes. Nos pacientes que desenvolveram gradientes tardios, o estudo por ressonância magnética demonstrou não somente uma retração circunferencial nos condutos, mas também uma redução em torno de 40%, no comprimento deles. Dentre as possíveis causas para essa retração, os autores sugerem que a tensão na parede do conduto possa liberar substâncias teciduais que estimulem uma reação fibrótica cicatricial9. Esses achados nos estimularam a fazer a modificação técnica na reconstrução da via de saída do ventrículo direito, alongando a porção proximal dos homoenxertos com remendos de pericárdio e aliviando a tensão no corpo do enxerto e nas anastomoses (grupo 2). Com isso, ocorreu diminuição dos gradientes tardios (grupo 1 = 24,2 mmHg versus grupo 2 = 17,2 mmHg), sendo que somente um paciente assim operado teve gradiente maior que 40 mmHg. A diferença estatística entre os grupos foi limítrofe (p=0,06), mas acreditamos que isso se deva ao número relativamente pequeno de casos estudados. A eficiência dessa manobra em reduzir os gradientes pulmonares tardios foi confirmada por Betchel e cols.25.
Apesar de os mecanismos causadores de estenose nos homoenxertos direitos não serem totalmente compreendidos, a ocorrência de febre pós-operatória e a presença de reação inflamatória crônica na adventícia com infiltrado linfocitário perivascular, em homoenxertos explantados, sugerem que fenômenos imunológicos sejam envolvidos9,10. Além disso, diversos estudos têm demonstrado que o emprego de homoenxertos valvares resulta em elevação de anticorpos HLA tipo I e II circulantes. Entretanto, a correlação entre o grau da rejeição imunológica e a disfunção tardia dos enxertos ainda é controversa 26,27.
O processo de decelularização elimina as células endoteliais e intersticiais das cúspides e parede arterial dos homoenxertos, reduzindo acentuadamente seu potencial imunogênico, o que, pelo menos em teoria, poderia reduzir ou retardar a ocorrência das estenoses dos homoenxertos implantados na via de saída do ventrículo direito28,29. Na experiência de Betchel e cols., o emprego de homoenxertos decelularizados com a tecnologia Synergraft foi eficiente em reduzir a reação imunológica, mas não preveniu o desenvolvimento de gradientes tardios25.
Nossa experiência com homoenxertos decelularizados não está de acordo com a de Betchel e cols. possivelmente em decorrência das diferentes técnicas de decelularização25,30. Publicamos, recentemente, nossos resultados com homoenxertos decelularizados, que comprovam acentuada redução da antigenicidade e importante redução nos gradientes tardios31. Os pacientes do presente estudo (grupo 3) confirmam que, até 3 anos de evolução, os homoenxertos decelularizados apresentam desempenho hemodinâmico normal, sem elevação nos gradientes tardios. Esse dado é bastante animador visto que, em nossa experiência, as complicações dos homoenxertos direitos foram as mais prevalentes após a operação de Ross. Obviamente, resultados de prazo mais longo serão necessários para confirmar os méritos dessa nova tecnologia.
Os resultados com até 10 anos de evolução demonstraram que a operação de Ross esteve associada com excelente sobrevida tardia, baixa morbidade e excelente recuperação funcional. O auto-enxerto pulmonar teve pequena incidência de disfunção e não observamos dilatações tardias, durante o período de seguimento. Nenhum paciente operado com a técnica de substituição total da raiz aórtica foi reoperado por disfunção primária.Modificações na técnica operatória e/ou de preservação tecidual dos enxertos minimizaram os problemas relacionados à via de saída do ventrículo direito.
Em decorrência desses resultados, consideramos a operação de Ross como a melhor alternativa no tratamento cirúrgico da valvopatia aórtica de crianças e pacientes jovens.
Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.
Correspondência: Francisco Diniz Affonso da Costa Rua Henrique Coelho Neto, 55 82220-120 – Curitiba, PR E-mail:
Recebido em 06/05/05; revisado recebido em 17/08/05; aceito em 22/08/05.
OBJECTIVE: To evaluate the 10-year outcomes of the Ross Operation, analyzing survival rate, incidence of reoperations, and late performance of pulmonary autografts and homografts in the reconstruction of the right ventricular outflow tract. METHODS: Two hundred and twenty seven patients with a mean age of 29.1±11 years underwent Ross operation from May 1995 to February 2005. The most prevalent etiology was rheumatic disease in 61% of the cases. Autografts were implanted using the total root replacement technique in 202 cases, with intraluminal cylinder in 20, and in the subcoronary position in 5. The right ventricular outflow tract was conventionally reconstructed with cryopreserved homografts (n = 160), with proximal extension of the homograft with pericardium (n = 41), and with decellularized homografts (n = 26). The postoperative follow-up ranged from 1 to 118 months (mean = 45.5 months). RESULTS: Hospital mortality was 3.5%, and long-term survival was 96.9% at ten years. No episodes of thromboembolism and only two cases of endocarditis occurred. Eleven patients underwent reoperation because of problems related to the auto and/or homograft, progression of rheumatic mitral valve disease, and iatrogenic coronary insufficiency. After 10 years, 96.4% and 96.2% of the patients were free from reoperation in the autograft and homograft groups, respectively. No late autograft dilatation was observed. Reconstruction of the left ventricular outflow tract with decellularized homografts significantly reduced the incidence of gradients on late follow-up. CONCLUSION: Late outcomes with the Ross Operation were associated with an excellent long-term survival and a low incidence of reoperations and late morbidity. We consider this procedure the best option for the surgical treatment of aortic valve disease in children and young adults.
Ten-year experience with the Ross operation
Aliança Saúde Santa Casa – PUCPR, Curitiba, PR, Brazil
The optimal prosthesis for aortic valve replacement remains highly controversial. However, many consider the Ross Operation the best option, especially in children and young adults1,2. Among the advantages of the pulmonary autograft are: the durability, the physiologic hemodynamic performance with preservation of the normal valve opening and closing mechanism, the absence of thromboembolic complications, and the low incidence of infectious complications, in addition to the growth potential when implanted in children. These advantages have been confirmed by mid and long-term clinical results in several series3,4.
On the other hand, the operation is technically more complex and subject to criticism for its potential of inducing disease in two valves in patients with primary disease in only one. Additionally, variations in the surgical procedure may result in different types of complications with an important impact on results5.
Long-term outcomes of pioneer Ross cases reflect, in their majority, the experience with pulmonary autograft implantation in the subcoronary position6. However, currently, the most frequently used technique has been the total aortic root replacement because a geometrically aligned and competent graft is easier to be consistently obtained3.
Despite the ability of the valve and pulmonary arterial wall to adapt to the pressure regimen of the systemic circulation, there is a growing concern that pulmonary autografts are subject to progressive dilatation with formation of neoaortic aneurysm, and concurrent valve prolapse and regurgitation7,8. Additionally, the incidence of degeneration and dysfunction of the valve autograft implanted in the right ventricular outflow tract can also increase late morbidity, and the patients become thus subject to the need for reoperations9,10.
The objective of this study was to reassess, after a ten-year experience, the late outcomes from the Ross operation in which the total aortic root replacement was mainly used, and - unlike what was done in other series - in a population with predominance of rheumatic disease as the etiology of the valve disease. Late functional performances of both the pulmonary autografts and the valve homografts used for reconstruction of the right ventricular outflow tract were assessed.
Two hundred and twenty seven patients underwent aortic valve replacement with pulmonary autograft at the Cardiac Surgery Service of
All surgeries were performed by the same surgeon and the surgical procedure had beenthoroughly described in previous publications11. However, some relevant technical details for the correlation with occasional valve autograft and/or homograft dysfunctions are reviewed here.
The surgeries were performed with extracorporeal circulation, moderate hypothermia of 30-32ºC, and myocardial protection with intermittent cold blood cardioplegia into the coronary ostia. The aortic clamping time was 104±22 min (min= 69, max= 175) and that of extracorporeal circulation was 137±26 min (min= 92, max= 230).
The most frequently used technique was the total aortic root replacement in 202 cases, whereas the intraluminal cylinder technique (inclusion) was used in 20 patients and the subcoronary implantation in five.
During the autograft preparation, a 2-3mm muscular border was left below the valvar level. For the proximal anastomosis separate sutures were used, and care was taken to pass the sutures next to the base of the valve cusps. Regardless of the technique used, the proximal anastomosis was always intra-annular, so that the native aortic ring could support the pulmonary autograft.
When the total aortic root replacement was used, the proximal anastomosis was always reinforced all around its circumference with a Teflon or bovine-pericardium strip, in an attempt to prevent any further dilatation of the aortic ring. Likewise, any proximal or distal diameter discrepancy was always adjusted to make the pulmonary autograft dimensions compatible with those of the aortic ring and of the ascending aorta. In patients with mild annular dilatation a plication of the intercommissural triangle was performed (n = 8) and, in the cases with a more intense annuloectasia, external reduction of the aortic ring was performed with a Teflon strip (n = 14). Enlargement of the aortic arc using Mannougian(n = 6) or Ross-Konno procedures (n = 5) was performed in patients with aortic ring hypoplasia12,13. The ascending aorta was enlarged in five cases of hypoplasia and, more frequently, it was reduced using a wedge resection of part of its wall in 18 patients with dilatation. In the cases with aneurysm of the ascending aorta, the autograft was expanded with a Dacron tube up to the initial portion of the aortic arc. In no case was the distal anastomosis reinforced with Teflon or bovine pericardium strips.
The pulmonary autograft was always placed so that its thinner sinus lacking a pericardium lining was positioned toward the left coronary sinus, thus being at least partially supported by the cardiac structures posterior to the ascending aorta.
For the reconstruction of the right ventricular outflow tract, the patients were divided into three groups according to the surgical procedure or method of graft preservation used. In group 1 (n = 160), outflow tract reconstruction was performed with fresh or cryopreserved valve homografts sutured proximally and distally, without the interposition of any type of prosthetic material. In group 2 (n = 41), the reconstruction of the right ventricular outflow tract was performed with cryopreserved homografts. However, the proximal anastomosis was performed with the interposition of a bovine pericardium or autologous pericardium patch immersed in glutaraldehyde, so as to elongate the homograft and avoid any tension in the anastomoses or in the body of the homograft. Group 3 (n = 26) was comprised of patients whose right ventricular outflow tract was reconstructed with decellularized valve homografts. The implantation procedure in this group was similar to that of group 1.
Associated procedures were necessary in 28 patients: mitral valvuloplasty in 15, resection of aneurysm of the ascending aorta in 4, VSD correction in 3, and coronary artery bypass grafting with venous graft for the right coronary artery in cases with right ventricular dysfunction due to reduced coronary flow in 6 cases.
No patient used anticoagulation drugs, and the prescription of cardiotonic or heart failure drugs was left to the discretion of the patient's cardiologist. The observation of postoperative complications was made according to well-established guidelines14.
All patients had M-mode and two-dimensional transthoracic echocardiograms with Doppler performed prior to hospital discharge and were advised to repeat this test at the 6th and 12th postoperative months and yearly thereafter. Left ventricular systolic and diastolic dimensions were recorded, as well as septal and posterior wall thickness, and the calculation of the left ventricular mass was estimated using the equation LVM= 0.80 X 1.05 X [(Septal+Posterior Wall+LV Systolic Dimension)3 – LV Systolic Dimension2].
Transvalvular gradients in the pulmonary autograft and in the right ventricular outflow tract homograft were calculated using Bernoulli's modified equation based on flow velocities through the valves. The severity of the heart valve regurgitation was estimated by the regurgitant jet width at the left ventricular outflow tract as described by Perry, and graded as absent, trivial, mild, moderate or severe15. The dimensions of the pulmonary autograft at the annulus, of the sinuses of Valsalva, and of the sinotubular junction were measured using Roman et al's method16. In the late echocardiographic assessment of the pulmonary gradients and of the pulmonary autograft dimensions only the tests performed by our institution's echocardiographist according to standardized procedures performed by a single operator were considered.
Three physicians obtained the late postoperative clinical data and performed the control echocardiogram in a guided manner at our institution from July 2004 to February 2005. One hundred and ten patients (50.2%) came to our institution to be interviewed and undergo clinical examination and control echocardiogram. In 61 patients (27.8%) we were able to obtain clinical information and information on the up-to-date echocardiogram by interviewing the patients and/or their cardiologists, whereas in other 31 cases (14.1%) only the clinical information could be obtained. Seventeen patients (7.7%) could not be contacted and were considered lost to follow-up. The total follow-up time ranged from 1 to 118 months (mean = 45.5 months).
The Kruskal-Wallis non-parametric test was used for the comparison of late pulmonary gradients between the three groups analyzed, given the data skewness and heterogeneity of variances. The Mann-Whitney non-parametric test was used in the analysis of risk factors for the development of late pulmonary gradients. Actuarial survival and event-free curves were performed using the Kaplan-Meier method.
Hospital mortality was 3.5% (8/227) The causes were low output syndrome in 2 cases, uncontrollable intraoperative hemorrhage in 2, irreversible ventricular fibrillation in the immediate postoperative period, injury to the anomalous circumflex artery, injury to the first septal branch, and angulation of the left coronary in 1 case each.
Five late deaths occurred. Four of them were sudden, in the 1st, 2nd, 4th and 36th months, whereas the fifth death resulted from endocarditis in the right homograft in the 4th year of follow-up. In the first three patients who had a sudden death, the clinical course was quite satisfactory and there were no clinical conditions indicating the occurrence of unfavorable events. The patient who had a sudden death in the 36th month had congenital aortic and subaortic stenosis with 4 previous surgeries, complete atrioventricular block, and was pacemaker dependent. He died in the 3rd postoperative year of a Ross-Kono operation. The late actuarial survival was 96.9% (95%CI = 94.2% - 99.6%) at 10 years, when only late deaths were considered, and 93.5% (95%CI = 90.1% - 97.0%) when hospital mortality was included (
Of the 197 patients with known clinical course, 181 are in functional class I, and 15 in functional class II. One patient undergoing surgery with AoR and dilated cardiomyopathy remains with severe left ventricular dysfunction and is currently in functional class III.
No case of thromboembolism was detected in the late follow-up. Bacterial endocarditis occurred twice: one in the right ventricular outflow tract homograft causing one of the late deaths and another in the pulmonary autograft which despite having been eradicated with the use of antibiotics resulted in severe heart valve regurgitation because of perforation of one the valve cusps; thus reoperation was required. No recurrences were observed among the 10 patients undergoing surgery because of infeccious endocarditis.
In the follow-up 11 reoperations were performed. They are listed in
Pulmonary autograft replacement was required in six patients, as shown in
In four of these cases, primary dysfunction with autograft regurgitation occurred. Three underwent surgery with the subcoronary implantation procedure, and one with the inclusion procedure. The dysfunction resulted from a technical problem in two cases, sequela of bacterial endocarditis in one, and inadequate autograft in the other. All had their pulmonary autografts replaced by cryopreserved aortic homografts.
No patients undergoing surgery with the total aortic root replacement procedure required reoperation because of primary dysfunction of the pulmonary autograft.
One patient developed bacterial endocarditis in the tricuspid heart valve, which progressed to the Teflon strip around the pulmonary autograft with formation of a significant paravalvar abscess. Although the pulmonary autograft had not been affected by the infeccious process and had a normal function, it was injured during debridement of the infected tissues, and the patient had to undergo placement of biologic prostheses in the aortic and tricuspid positions.
One patient presented pseudoaneurysm in the proximal suture line of the pulmonary autograft with the aortic ring, which could be corrected directly without valve replacement.
In the last echocardiographic assessment, 152 pulmonary autografts were competent or showed trivial regurgitation, 10 presented mild regurgitation, whereas four patients had moderate heart valve regurgitation (
Three of them underwent surgery in 1995. They were rheumatic and the autografts were implanted with the total root replacement procedure. In the first case, the heart valve regurgitation had already been graded as moderate in the 1st year of follow-up and remained unchanged up to the 9th year of follow-up. In the second patient, there was a strong suspicion of new rheumatic attacks because despite the development of moderate regurgitation in the pulmonary autograft the progression of the mitral valve disease was even more significant. In the third patient, the pulmonary autograft presented mild regurgitation in the 3rd year of follow-up, progressing to moderate in the 9th year of late follow-up.
Another patient with aneurysm of the ascending aorta, bicuspid aortic valve and marked dilation of the aortic valve ring presented moderate heart valve regurgitation of the autograft as from the 6th postoperative month, but remained stable up to the second year of follow-up.
The probability of freedom from reoperation with the pulmonary autograft was 96.4% (95%CI = 93.6% - 99.2%) at 10 years of follow-up, whereas 89% (95%CI = 79.6% - 93.6%) were free from reoperation and with a normofunctional autograft (
Pulmonary autograft gradients were consistently low both in the immediate phase and later. In the last echocardiographic assessment, mean peak instantaneous gradients was 8 ± 3.2mmHg (min = 2, max= 32). In only 2 cases the gradients were higher than 20 mmHg. In the first, the 24-mmHg residual gradient is found in the left ventricular outflow tract in a patient with congenital aortic and subaortic stenosis despite an enlargement using the Ross-Konno procedure. The second case results from recurrent rheumatic attack, and the patient has been currently diagnosed with moderate DAoL (gradient = 32 mmHg) and DMiL after 9 years of follow-up. As a result of the good hemodynamic performance of the autografts, the left ventricular mass decreased from 288± 45g in the preoperative period to 197±39g later.
The dimensions of the autograft at the annulus, of the sinuses of Valsalva, and of the sinotubular junction in the 110 patients with late control echocardiogram performed in our institution are listed in
Four patients underwent reoperation to replace the valvar homograft in the right ventricular outflow tract. In all, the valvar cusps were morphologically normal; however, a significant perivascular fibrotic reaction with marked retraction and extrinsic compression of the arterial wall of the conduit causing diffuse tubular stenosis was observed.
In addition, ten patients although asymptomatic had peak instantaneous gradients higher than 40 mmHg in the late echocardiographic assessment. In 8 of them, these gradients had already been detected in the first two years of postoperative follow-up and remained unchanged or had a slight progression in subsequent years. The probability of freedom from reoperation in the right heart valve homograft was 96.2% (95% CI = 94.1% - 98.3%) at 10 years of follow-up, and 85.5% (95% CI = 82.9% - 88.3%) are free from reoperation and with peak instantaneous gradients
The reconstruction procedure and/or method of homograft preservation had a significant influence on the late gradients found in the right ventricular outflow tract. In group 1 (conventional homografts, without pericardial extension) mean peak instantaneous gradients was 24.2±17.7mmHg, and 9 patients (13.4%) had a gradient higher than 40 mmHg. In group 2 (conventional homografts with proximal extension performed with pericardium) the peak instantaneous gradient was 17.2±11.8 mmHg, and only 1 patient (4.1%) had a gradient higher than 40mmHg. In group 3 (decellularized homografts), the peak instantaneous gradient was 10.7±4.4mmHg, and the highest gradient observed in this group was 22mmHg.
The univariate analysis of risk factors for the development of high gradients in the right ventricular outflow tract demonstrated that, in addition to the method of homograft preservation, only a patient's age - under 20 years - was associated with late stenoses (
This study corroborates the thesis that the Ross operation is a safe option in the surgical treatment of children and young adults with aortic heart valve disease. The hospital mortality of 3.5% seems quite acceptable especially when the complexity of our cases which include mitral-aortic patients, reoperations, aneurysms of the ascending aorta and bacterial endocarditis in native heart valves and prosthetic valves is considered. The increased risks of the Ross operation in these circumstances have already been extensively discussed5. In addition, with a larger experience we were able to improve immediate results even further so that only one hospital death occurred in the past eighty cases operated.
The advantages of the use of a physiological valve substitute were evidenced by the excellent late survival with absence of thromboembolic events even when no anticogulation therapy was used, as well as the low prevalence of infectious complications, and the significant functional recovery. Although this study is not comparative, the longer survival and improved quality of life in patients undergoing Ross operation when compared to other valvar substitutes have already been well documented by other authors2,17.
Nevertheless, the occasional need of late reoperations in the valve auto and/or homograft remains the major concern following the procedure.
More recently, some authors have reported progressive dilation and aortic valve regurgitation as the major cause of late reoperation in patients undergoing the Ross operation with the total root replacement procedure. David et al analyzed 118 patients with a mean follow-up duration of 44 months and found 7 cases of moderate or severe aortic regurgitation, which represented 92% of freedom from this complication after 6 years of follow-up. According to the authors, patients with bicuspid aortic valve and aortic ring dilation comprise a subset of patients more prone to late dilation, because they have more marked degenerative alterations in the wall of the ascending aorta and pulmonary truncus7. In Elkins et al's experience, only 86% of the patients were free from reoperation in pulmonary autograft after 8 years of follow-up. In 206 patients with a mean 28-month follow-up 11 reoperations were necessary because of valvar regurgitation, and annular dilation was the most frequent cause. Using multiple regression analysis, they found that preoperative diagnosis of aortic stenosis, previous sternotomy, and the total root replacement procedure were factors that decreased the risk of development of late valve regurgitation5. On the other hand, in David et al's experience the inclusion procedure was associated with less dilation and valve regurgitation than the total aortic root replacement procedure7. Kouchoukos et al reoperated 11 pulmonary autografts among 119 patients with a mean 51-month follow-up. The majority of the reoperations occurred after the fifth year of follow-up, and progressive autograft dilation was the most common cause. The probability of freedom from reoperation in the pulmonary autograft was only 75% at ten years. As an addendum to their publication, the authors informed that seven additional patients were reoperated because of aortic regurgitation between 5.5 and 11.5 years of follow-up8.
Our results do not corroborate these observations; they show significant differences not only in the prevalence but also in the way and temporal relation of this complication. In the 227 patients of this series, only 6 underwent reoperation because of autograft dysfunction, which resulted in 96% free from this event at 10 years of follow-up. All reoperations were necessary before the fifth postoperative year, and technical failure and bacterial endocarditis were the most frequent causes of dysfunction. It is important to point out that none of the patients undergoing surgery with the total aortic root replacement was reoperated in the first ten years. Of the four patients with late moderate AoR none had dilation of the annulus and of the sinuses of Valsalva. In two of our cases, there is a strong suspicion of new rheumatic attacks as the cause. Data similar to ours were reported by Carr-White et al who did not demonstrate dilations greater than 20% in the autografts of 49 patients with up to 4 years of follow-up18.
Several factors may influence the dilation of the pulmonary autograft. Details in the surgical procedure such as intra-annular implantation, space orientation of the graft, reinforcement of the proximal suture with Teflon or pericardium strips, and correction of discrepancies between the diameters of the autograft and the proximal and distal portions of the aorta are not performed evenly among the surgical groups18-20. The adequate control of blood pressure, especially in the first few postoperative months, may also be significant because in this phase the pulmonary arterial wall is not yet adequately remodeled to support systemic pressures18.
Some studies demonstrated that the pulmonary arterial wall of patients undergoing the Ross operation had varying degrees of defficiency and fragmentation of its elastic fibers preoperatively, especially in those with bicuspid aortic valve7,18. In most of the American series with the Ross operation, bicuspid aortic valve is the most frequent etiology, which can explain the high incidence of late dilation8. Our series is comprised of 60% of rheumatic patients and this can, at least in part, justify the difference in the results. In addition, our mean 44-month follow-up may also be insufficient for more definitive conclusions, which emphasizes the need of a continued observation of these patients. The late dimensions observed here suggest that the pulmonary autograft geometry is different from that of the native aortic root, and sinotubular junction diameters are significantly larger than those at the annulus. Our measurements are similar to those presented by Carr-White et al, and the fact that the duration of our follow-up is much longer reinforces the stability and maintenance of autograft diameters throughout time18.
Another relevant aspect in the Ross operation is related to the growth potential when implanted in children21. Elkins et al analyzed 86 children undergoing this surgery and demonstrated that the growth of the pulmonary autograft was proportional to the somatic development. Unfortunately, in our case series data regarding dimensions of the ring, of the sinuses of Valsalva and of the sinotubular junction were only collected in the late assessment and could not be systematically compared to the immediate postoperative dimensions, which prevents us from documenting the growth of the pulmonary autograft in our pediatric patients.
The involvement of the pulmonary autograft in new attacks of rheumatic disease has already been recorded by other authors, and this is probably the cause of moderate AoR in two of our cases. For this reason, the adequate prophylaxis against this disease should be strictly followed22.
Although valve homografts last longer in the right side of the circulation because of lower pressure levels, they are also subject to dysfunction and the need of reoperations. The possibility of stenosis due to retraction of the arterial wall of the conduit or located in the area of the distal anastomosis is a well-established complication following the Ross Operation9,10.
Our experience corroborates other authors' observation, demonstrating that although homografts show a normal hemodynamic performance immediately after surgery, a mild/moderate increase in gradients frequently occurs as a result of fibrotic retraction of the conduits. This is an early process occurring in the first two postoperative years and which tends to stabilize thereafter. In most of the patients, peak instantaneous gradients did not exceed 20 mmHg and probably have a limited clinical impact. However, in some cases the inflammatory reaction is more intense, causing more severe stenosis and reoperation may be required. As already demonstrated in other studies, children and adolescents have a higher risk of developing this complication and this also occurred in our series9,10,23.
In 114 patients undergoing the Ross performed by Ward et al, 20% showed peak instantaneous gradients between 25-40 mmHg in the pulmonary homograft and in 4% of the cases this gradient was higher than 50 mmHg. In patients with severe stenosis, the high gradients were detected early, between the 4th and 12th postoperative months. Using echocardiography the authors concluded that most of the homografts show an approximately 15% retraction or more in some cases. As a result, they recommend the routine use of oversized homografts10. However, our experience corroborates Moidl et al's observations that the use of oversized homografts by itself was not enough to prevent this complication24.
Carr-White et al conducted a detailed study on the performance of homografts in the Ross Operation and detected pulmonary gradients higher than 30 mmHg in 17% of the cases, and higher than 50 mmHg in approximately one third. In patients who developed late gradients, the magnetic resonance imaging demonstrated not only a circumferential retraction in the conduits, but also an approximately 40% reduction in their length. Among the possible cause for this retraction, the authors suggest that the tension on the conduit wall may cause the release of tissue factors that stimulate a fibrotic healing reaction9. These findings encouraged us to modify the procedure of the reconstruction of the right ventricular outflow tract, by elongating the proximal portion of the homografts with pericardium patches and by relieving the tension in the graft body and in the anastomoses (group 2). As a result, a reduction in late gradients occurred (group 1 = 24.2 mmHg versus group 2 = 17.2 mmHg), and only one patient undergoing this procedure had a gradient higher than 40 mmHg. The statistical difference between the groups was borderline (p = 0.06), but we believe that this was due to the relatively small number of cases studied. The efficiency of this maneuver in reducing late pulmonary gradients was corroborated by Betchet et al25.
Although the mechanisms causing stenosis in right homografts are not completely understood, the occurrence of postoperative fever and the presence of a chronic inflammatory reaction in the adventitia with perivascular lymphocytic infiltrate in explanted homografts suggest that immunological phenomena are involved9,10. In addition, several studies have demonstrated that the use of valve homografts results in elevation of circulating HLA class I and II antibodies. However, the correlation between the degree of immune rejection and late graft dysfunction is still controversial26,27.
The decellularization process eliminates endotelial and interstitial cells from the cusps and arterial wall of homografts, significantly reducing their immunogenic potential which could, at least in theory, reduce or postpone the occurence of stenosis in homografts implanted in the right ventricular outflow tract28,29. In Betchel et al's experience, the use of decellularized homografts with Synergraft technology was efficient in reducing the immune reaction but did not prevent the development of late gradients25.
Our experience with decellularized homografts is not in line with that of Betchel et al's, possibly because of different decellularization techniques25,30. We recently published our results with decellularized homografts which confirm a significant reduction in antigenicity and in late gradients31. The patients in the present study (group 3) corroborate the thesis that up to 3 years of follow-up decellularized homografts have a normal hemodynamic performance with no elevation in late gradients. This fact is quite encouraging, given that in our experience the complications of right homografts were the most prevalent following the Ross Operation. Obviously, long-term results will be required to confirm the advantages of this new technology.
The results with up to 10 years of follow-up have demonstrated that the Ross operation has been associated with an excellent late survival, low morbidity, and excellent functional recovery. The pulmonary autograft had a low incidence of dysfunction and no late dilations were observed during the follow-up. No patients undergoing surgery with the total aortic root replacement procedure were reoperated because of primary dysfunction. Modifications in the surgical and/or graft tissue preservation procedures minimized the problems related to the right ventricular outflow tract.
Based on these results, we consider the Ross operation to be the best alternative in the surgical treatment of aortic valve disease in children and young patients.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
Mailing Address: Francisco Diniz Affonso da Costa Rua Henrique Coelho Neto, 55 82220-120 – Curitiba, PR, Brazil E-mail:
Manuscript received May 6, 2005; revised manuscript received August 17, 2005; accepted August 22, 2005.