Prosthetic Heart Valves — Mechanical vs Bioprosthetic, PPM, Thrombosis & Selection Algorithm

Source: Digest จาก teaching-log 2 เวอร์ชัน (Ch77 + valve-selection note + Ch79, เนื้อหา overlap มาก — รวมเป็นเพจเดียว) + live search (18 ก.ค. 2026). Shape C (Device) — สำหรับ TAVR-specific device/complication → ดู TAVR แยก (transcatheter valve เป็นคนละ device)


⚙️ Mechanism & Hemodynamic Effects — 2 Valve Types

TypeHemodynamic PhenotypeDurability
Mechanical (pyrolytic carbon)Hinge → turbulent flow + blood stasis → high shear stress → platelet activation + intrinsic coagulation pathway → ต้อง VKA ตลอดชีวิตแทบไม่ SVD
Bioprosthetic (porcine/bovine pericardium)Hemodynamic ใกล้เคียงธรรมชาติ → thrombogenicity ต่ำGlutaraldehyde fixation → phospholipid residue + Ca²⁺ → dystrophic calcification • cyclic stress → collagen fragmentation → SVD

🎯 Indications & Selection Algorithm

ChoiceAge Criteria (2020 ACC/AHA)Age Criteria (2025 ESC/EACTS)Mechanism
Mechanical< 50 ปี< 60 ปี (Aortic) / < 65 ปี (Mitral)SVD เร็วมากในคนอายุน้อย (calcium turnover สูง) — reoperation ซ้ำ → mortality สะสมสูงกว่า
Bioprosthetic> 65 ปี> 65 ปี (Aortic) / > 70 ปี (Mitral)Calcium turnover ช้าลง → SVD ช้าลง สอดคล้อง life expectancy
Individualized (gray zone)50–65 ปี60–65 (Aortic) / 65–70 (Mitral)Shared decision-making — lifestyle, ViV suitability

Compelling indications:

  • Mechanical always ถ้ามีข้อบ่งชี้ VKA ตลอดชีวิตอยู่แล้ว (AF, VTE)
  • Bioprosthetic ถ้ามี CI ต่อ VKA, ติดตาม INR ไม่ได้, หรือ life expectancy สั้น (มะเร็งลุกลาม)

ตั้งครรภ์/childbearing age: VKA เสี่ยง fetal teratogenicity ช่วง 1st trimester → bioprosthetic ปลอดภัยกว่า — แต่ต้อง counsel เรื่อง accelerated SVD จาก pregnancy hemodynamic/metabolic change

🚨 Contraindications & Complications

Patient-Prosthesis Mismatch (PPM)

EOA เล็กเกินไปเทียบ BSA → abnormally high transvalvular gradient แม้ leaflet เปิดปกติ → LV pressure overload คงอยู่ → ขัดขวาง reverse remodeling

Severity (Aortic)iEOAConsequence
Moderate≤ 0.85 cm²/m² (≤0.90 ถ้า BMI>30)Exertional dyspnea
Severe≤ 0.65 cm²/m² (≤0.70 ถ้า BMI>30)เทียบเท่า severe native AS, mortality ↑

Mechanical Valve Thrombosis

INR ต่ำกว่า target → thrombus ที่ hinge → restriction → acute severe stenosis/regurgitation → cardiogenic shock

Bioprosthetic Valve Thrombosis (BPVT) / HALT

Neo-sinus stasis → fibrin thin layer (Hypoattenuated Leaflet Thickening) → leaflet motion ↓ → gradient ↑ progressive, ± embolic stroke

💊 Antithrombotic Therapy (หลักการ + target — หากต้อง order เต็ม → สร้างใน Standing Order)

ValveDrugTarget
Mechanical — Aortic, no risk factorVKAINR 2.5
Mechanical — Aortic + risk factor / Mitral (ทุกชนิด)VKAINR 3.0 (Mitral +risk → 3.5)
On-X Aortic valve (เจาะจง)VKA + Aspirin 75-100 mg/dayINR 1.5–2.0 (หลัง 3 เดือน, Class IIb)
Bioprosthetic surgicalVKA หรือ Aspirin3 เดือนแรก → Aspirin ตลอดชีวิต

Risk factors สำหรับ target INR สูง: AF, prior thromboembolism, LVEF<35%, hypercoagulable state

❗ห้ามเด็ดขาด: DOACs ใน mechanical valve ทุกชนิด (RE-ALIGN trial — dabigatran เพิ่ม thromboembolism + bleeding) — contact activation บน metal surface ไม่ถูกยับยั้งด้วย DOAC mechanism

🚨 Management — PVT & SVD

Obstructive Mechanical PVT:

  • Emergency valve replacement (Class I) — critically ill, no absolute CI
  • Fibrinolysis (IIa) — right-sided PVT, small thrombus (<0.8 cm²), high surgical risk

BPVT/HALT: VKA trial (target INR 2.5) — reversible leaflet restriction → gradient กลับมาปกติใน 1–3 เดือน

SVD: Re-do SAVR (low risk) vs Valve-in-Valve TAVI (ViV-TAVI) (high surgical risk) — ต้องระวัง severe PPM หลังสอดซ้อนเข้าไป


🔍 Supplementary: Echo of Prosthetic Dysfunction, Thrombus vs Pannus, Fibrinolysis & ESC INR Matrix

Prosthesis types & normal Doppler

Mechanical: bileaflet (3 physiologic jets), single tilting disc (central jet), caged-ball. Biologic: stented / stentless / percutaneous; homograft AV = ทน IE ดีกว่า + physiologic + thrombogenicity ต่ำ. Normal “closing volume” jet (< 50% of phase) สั้นแคบ ไม่ turbulence. Physiologic leak = สั้น-แคบ-ไม่ aliasing-within sewing ring; pathologic = กว้าง-eccentric-aliasing-รอบ/นอก sewing ring. Rocking motion > 40% = dehiscence

Echo criteria — Aortic prosthetic stenosis (key: AT > 100 ms)

Peak velocity > 3 m/s · mean gradient > 20 mmHg · DVI < 0.3 (VTI LVOT/AV) · AT > 100 ms หรือ AT/ET > 0.4 · jet contour กลม (round) = stenosis, triangular = normal · EOA < 1.2 cm² หรือ EOAi < 0.85 cm²/m²

Echo criteria — Mitral prosthetic stenosis (key: PHT > 130 = high PPV; peak E ≥ 1.9 = high NPV)

ParameterNormalPossible stenosisSignificant stenosis
Peak velocity (m/s)< 1.91.9–2.5≥ 2.5
Mean gradient (mmHg)< 55–10> 10
VTI(MV)/VTI(LVOT)< 2.22.2–2.5> 2.5
EOA (cm²)≥ 21–2< 1
PHT (ms)< 130130–200> 200

(Bileaflet MV: E ≥ 2.4 m/s จึงสงสัย.) Tricuspid prosthesis: stenosis ถ้า peak vel > 1.7 m/s, mean gradient ≥ 6 mmHg, PHT ≥ 230 ms

PPM (prosthesis-patient mismatch)

Aortic EOAi ≤ 0.85 cm²/m²; Mitral EOAi ≤ 1.2 cm²/m²

Thrombus vs Pannus

ParameterThrombusPannus
Valve/positionMechanical > bio; MVR > AVRMech = bio; AVR > MVR
HistoryInadequate OAC, ระยะสั้นนานหลังผ่าตัด, ค่อยเป็น
Echoใหญ่, soft, mobile, เกิน valve limitsเล็ก, echo-dense, fixed, annular
CT HounsfieldHU < 145 (HU < 90 → thrombolytic ได้ผลดี)HU ≥ 145

Fibrinolytic regimens (left-sided prefer surgery; right-sided prefer lysis)

  • rTPA 10 mg bolus → 90 mg over 90 min ร่วมกับ UFH; หรือ streptokinase 1.5 MU over 60 min (ไม่ต้อง UFH)
  • Favor surgery: มี surgical expertise, low surgical risk, CI ต่อ lysis, recurrent thrombosis, NYHA IV, clot > 0.8 cm², LA thrombus, concomitant CAD/valve disease, สงสัย pannus
  • Favor fibrinolysis: ไม่มี surgery, high surgical risk, first episode, small clot ≤ 0.8 cm², เห็น thrombus ชัด
  • Embolism + residual thrombus ≥ 10 mm → surgery

ESC prosthetic-valve target INR by thrombogenicity (verified 2021/2025 ESC)

ThrombogenicityNo patient risk factor≥ 1 risk factor
Low2.53.0
Medium3.03.5
High3.54.0

Risk factors: MVR/TVR, prior thromboembolism, AF, mitral stenosis ระดับใดก็ตาม, LVEF < 35%. Low thrombogenicity: Carbomedics, Medtronic Hall, ATS, St Jude Medical, On-X, Sorin Bicarbon. High: Lillehei-Kaster, Omniscience, Starr-Edwards (caged-ball) & older tilting-disc. All mechanical MV → INR ≥ 3.0; add low-dose ASA เมื่อ TE ซ้ำขณะ adequate INR (IIa) หรือ concomitant CAD (IIb)

🗿MRI ในผู้ป่วย prosthetic valve: 1.5T ปลอดภัยทุกชนิด รวมทั้งทันทีหลังผ่าตัด; 3T น่าจะปลอดภัยเช่นกัน (ไม่แตะภาพตามคำแนะ)


🚨 STRICT AVOIDANCE / RED FLAGS

  • ห้าม DOAC ใน mechanical valve ทุกชนิด (Class III harm) — ไม่เพียงพอยับยั้ง contact activation
  • Thrombus ขนาดใหญ่ (≥0.8 cm²/>10mm) + left-sided → ห้าม fibrinolysis — fragmentation → catastrophic systemic embolization, ต้องผ่าตัด
  • ViV-TAVI ต้องเช็ค severe PPM ก่อนเสมอ — valve ซ้อนทำให้รูเปิดเล็กลงอีก

🎯 High-Yield Recall

  • Mechanical = VKA ตลอดชีวิต, no DOAC; Bioprosthetic = Aspirin/VKA ชั่วคราว 3 เดือน
  • 2025 ESC/EACTS age cutoff: mechanical <60(Ao)/<65(MV); bioprosthetic >65(Ao)/>70(MV)
  • PPM severe = iEOA ≤0.65 cm²/m² (Aortic) — เทียบเท่า severe AS
  • INR target: Aortic 2.5(no RF)/3.0(RF); Mitral 3.0(no RF)/3.5(RF)
  • Pitfall: RE-ALIGN trial → DOAC ห้ามอย่างเด็ดขาดใน mechanical valve
  • 🔍 Verification status

    Searched & verified (18 ก.ค. 2026):

    • 2025 ESC/EACTS age cutoff: MHV <60 (aortic)/<65 (mitral); bioprosthetic >65 — ยืนยันตรง (EJPC/JACC guideline comparison); ACC/AHA ใช้ <50 (mechanical)
    • DOAC contraindicated ใน mechanical valve ทุกชนิด (Class III) — ยืนยันใน 2025 ESC/EACTS (RE-ALIGN: dabigatran เพิ่ม thromboembolism+bleeding)
    • หลัง TAVI: low-dose aspirin preferred ถ้าไม่มี independent OAC indication (2025 ESC)

    ⚠️ จาก source/textbook, ยังไม่ re-verify รายตัว: INR target ทั้งหมด (2.5/3.0/3.5), PPM iEOA cutoff, On-X INR 1.5–2.0 (IIb), fibrinolysis thrombus size cutoff

    🔴 แก้แล้วจากฉบับก่อน (18 ก.ค. 2026): reframe section “Antithrombotic Order Set” → “Antithrombotic Therapy (หลักการ)” ตาม cross-database linking (order เต็มควรอยู่ Standing Order); ลบ corrupted block ท้ายเพจ (escape พัง + JSON fragment)