Investigation of tricuspid valve transcatheter therapies: preclinical assessment of innovative treatment strategies

Tricuspid regurgitation (TR) is a widespread and often undertreated heart valve disorder, mainly caused by right ventricular (RV) dilation and annular enlargement, known as functional TR (FTR). Surgical treatments are rarely performed due to high risk, especially in frail or elderly patients. Recently, transcatheter therapies have emerged as less invasive alternatives, though their application to the tricuspid valve is challenging due to complex anatomy and lack of standardized clinical workflows. This PhD project aimed to bridge the gap between medical innovation and preclinical evaluation by developing and characterizing experimental platforms for testing novel transcatheter solutions. A key achievement was the establishment of an ex-vivo porcine heart model simulating FTR. The model used a mock circulatory loop and demonstrated reproducible pathological changes post freeze–thaw, including annular dilation and increased regurgitation, enabling controlled testing of therapeutic devices. Using this platform, the project evaluated a novel transcatheter edge-to-edge repair (TEER) device, showing significant regurgitation reduction and safe mechanical performance. Further studies simulated pathological progression to test device efficacy under worsening RV dilation and pulmonary pressure. A third study assessed a sub-valvular implant in vivo due to limitations of the passive model, confirming safety through load analysis. Together, these investigations demonstrated the value of engineered, biologically relevant platforms in device evaluation. This work supports innovation in transcatheter therapies for TR and provides a methodological foundation for future device development and clinical translation, potentially informing future therapeutic strategies and guidelines.

L’insufficienza tricuspidale (TR) è una patologia valvolare diffusa e spesso non trattata, causata principalmente dalla dilatazione del ventricolo destro (RV) e dell’anello valvolare, nota come TR funzionale (FTR). Le opzioni chirurgiche sono raramente utilizzate a causa dell’elevato rischio operatorio, soprattutto nei pazienti anziani o fragili. Negli ultimi anni, le terapie transcatetere hanno rappresentato un’alternativa meno invasiva, ma la loro applicazione alla valvola tricuspide risulta complessa per via dell’anatomia articolata e dell’assenza di protocolli clinici consolidati. Questo progetto di dottorato ha avuto l’obiettivo di colmare il divario tra innovazione medica e valutazione preclinica, sviluppando e caratterizzando piattaforme sperimentali per testare nuove soluzioni transcatetere. Un risultato chiave è stata la creazione di un modello ex-vivo su cuore di maiale in grado di simulare la FTR. Utilizzando un circuito di perfusione pulsatile, il modello ha mostrato alterazioni patologiche riproducibili dopo congelamento e scongelamento, come la dilatazione dell’anello e l’aumento della rigurgitazione, rendendolo adatto alla valutazione controllata dei dispositivi terapeutici. Attraverso questo modello è stato testato un nuovo dispositivo di riparazione edge-to-edge (TEER), che ha dimostrato efficacia nella riduzione della rigurgitazione e sicurezza meccanica. Studi successivi hanno simulato il peggioramento della patologia per analizzare le prestazioni dei dispositivi in condizioni cliniche realistiche. Una terza indagine ha valutato in vivo la sicurezza di un impianto subvalvolare, superando i limiti del modello passivo ex-vivo. Nel complesso, il lavoro dimostra il valore di piattaforme sperimentali ingegnerizzate nella valutazione di dispositivi transcatetere, fornendo una base metodologica solida per l’innovazione e la traduzione clinica futura.