まず最初に.生体用フラップとは何か？ 機械弁とは？
生体弁とは.他の動物の体内から材料を採取し.それを加工して作った人工心臓弁のことです。 生体材料としては.ウシ心膜弁とブタ大動脈弁がよく使われますが.どちらの弁も寿命に基本的に差はありません。
機械弁は非金属と金属でできた人工弁で.おなじみの「ドア」に似ていますが.ドアの枠が円形で.中に1つまたは2つの「ドア」がついているのが特徴です。 1枚のドアにはシングルフラップ.2枚のドアにはダブルフラップが装着されます。 メカニカルフラップの多くは.ダイヤモンドと同等の強度と耐摩耗性を持つ熱分解炭素で作られており.非常に丈夫で耐久性の高いものとなっています。
生体弁の特徴は？
生体弁は構造的にヒトの大動脈弁や肺動脈弁の構造に似ており.移植後の血行動態はヒトの弁に非常によく似ています。 移植後3～6カ月で弁膜表面はフィブリンと内皮組織で覆われ.弁膜材料が患者さんの血液に触れることはなくなるため.抗凝固療法は必要ありません。 しかし.生体材料には寿命があるため.一般的には術後7～10年で.機能は維持できるもののある程度の劣化が始まり.術後15～20年までには再びフラップの交換が必要になると言われており.これが生体材料フラップの最大のデメリットと言えます。
生体弁が破壊される理由は何でしょうか？
まず.移植部位が関係しています。 僧帽弁部位は大動脈弁（拡張期圧.一般に低圧と呼ばれる）よりもかなり高い圧力（収縮期圧.通称高圧）がかかるため.生体弁は僧帽弁部位よりも大動脈弁部位の方が若干長持ちします。
2つ目は年齢です。 小児は骨格の成長発育期にあり.血液中のカルシウム代謝が活発なため.生体弁は移植後早期に石灰化し.損傷しやすい。 慢性腎不全も血液中のカルシウム代謝に影響を与え.比較的緩やかではありますが.上記のような現象が起こる可能性があります。
また.心拍数が速いと弁膜症が促進される傾向があります。
最後に.生体材料の質は耐用年数に大きな影響を与えますが.これは医師や患者さんがコントロールできる要素ではありません。
機械式弁の最大の利点は.その耐久性です。 純粋に実験データに基づくと.現代の機械弁の理論的寿命は50年以上であり.したがってあらゆる年齢の患者に対応できる寿命を持っている。 さらに.小型の機械弁（例えば19または21）は.同じタイプのステント付き生体弁よりも開口面積が著しく大きいため.大動脈弁輪が小さい患者に最適です。機械弁のフレーム構造も生体弁よりも著しく低く.機械弁のさらに2つの利点があります。 機械弁の最大の欠点は.生涯にわたって抗凝固療法が必要なことです。つまり.毎日ワルファリンを服用する必要があり.抗凝固検査（INR）の結果に応じて服用量を調節します。 毎日の抗凝固療法は面倒な反面.薬の調整が不十分だと出血（抗凝固過剰）や血栓症（抗凝固不足）を引き起こしやすいと言われています。 また.内出血（脳出血）が発生した場合や外科的治療が必要な場合.抗凝固療法中の患者さんへの対応がより問題となります。 また.ワルファリンは胎盤を通じて胎児の奇形を引き起こす可能性があるため.これも深刻な問題です。
一葉弁と二葉弁ではどちらが良いのでしょうか？
大きな弁膜症（特に大動脈弁膜症）では.一枚弁と二枚弁の間に大きな違いはなく.文献上では一枚弁の方が生理学的に正しい血流動態であるという報告が散見されます。 しかし.環状出血が小さい患者さんでは.二葉弁の方が開口面積が大きく.血行動態が良好です。 抗凝固療法に関しては.機械弁における血栓症の発生率とその影響は.二葉弁の方が一葉弁よりも良好である。 このため.特に二葉弁が推奨される三尖位では.二葉弁の使用率は一葉弁のそれより臨床的に有意に高いのです。
患者さんはどのようにして自分に合った人工弁を選べばよいのでしょうか？
機械弁と生体弁のそれぞれの特徴を知れば.状況に応じて適切なものを選ぶことができます。
生体弁は次のような患者さんにおすすめです。
1.心拍数が一定で心房細動のない65歳以上の患者さん.特に70歳以上の患者さんには生体弁をおすすめします。 また.65歳未満で余命15～20年以内の患者さんにも生体弁が推奨されます。
2.妊娠可能な年齢で.手術後に子供を持つことを希望される患者さん。 メカニカルフラップ交換後の妊娠には.ワルファリンの代わりにヘパリンの適用を試みることは可能ですが.それでも奇形や出血・塞栓の危険性があります。 したがって.妊娠を準備している女性には.生物学的フラップを選択することを強くお勧めします。
3.出血傾向のある患者さんには.生物学的フラップが推奨されます。 出血傾向のある方.出血性疾患のある方.長期抗凝固療法ができない方などです。
4.地理的.医学的な制約から抗凝固療法を受けることができない患者さんには.生体弁が推奨されます。
5.三尖弁置換術の患者さんにも生体弁が推奨されます。
6.ステントレス弁による大動脈基部置換術は.すべての点で適している患者.あるいは生体弁の置換術を必要とするが大動脈輪が小さく.大動脈が発達している患者に検討されることがある。
機械弁は以下の患者に推奨されます。
1.抗凝固療法の禁忌のない65歳以下の若い患者.特に術前の持続的な心房細動と多弁症の患者。
2.生体弁の植え込みに適さない患者さん。 例えば.大動脈基部が小さい患者や.左心室が小さく左心室流出路がはっきりしない患者では.生体弁を僧帽弁に留置すると左心室流出路の二次狭窄を招くことが多く.機械弁の使用が支持されることがあります。
3.機械弁による三尖弁置換が必要な場合は.ユニラフレット弁の使用を避け.バイラフレット弁を推奨する。
結論：
生体弁と機械弁の使い分けは絶対的なものではなく.状況に応じて医師との綿密なコミュニケーションにより決定することが可能である。 海外では半数以上のフラップ置換患者が生体弁を選択しており.その主な理由はQOLが高いこと.術後合併症が比較的少ないこと.再手術による経済的負担がないことである。 中国ではその逆で.半数以上の患者さんが機械的フラップを選びますが.その理由は主に経済的な問題だけでなく.再手術の恐怖もあるからです。 しかし.生体フラップ技術が徐々に発展し.生体フラップの耐用年数が徐々に延長されることに加え.国民の経済的.概念的な変化により.生体フラップの使用は徐々に増加すると思われます。