Leaflet replacement in aortic valve repair (AVr) is associated with increased long-term repair failure. Hemodynamic performance and mechanical stress levels were investigated after porcine AVr with 5 types of clinically relevant replacement materials to ascertain which material(s) would be best suited for repair. Porcine aortic roots with intact aortic valves were placed in a left-heart simulator mounted with a high-speed camera for baseline valve assessment. Then, the non-coronary leaflet was excised and replaced with autologous porcine pericardium (APP), glutaraldehyde-fixed bovine pericardial patch (BPP; Synovis™), extracellular matrix scaffold (CorMatrix™), or collagen-impregnated Dacron (HEMASHIELD™). Hemodynamic parameters were measured over a range of cardiac outputs (2.5–6.5L/min) post-repair. Material properties of the above materials along with St. Jude Medical™ Pericardial Patch with EnCapTM Technology (SJM) were determined using pressurization experiments. Finite element models of the aortic valve and root complex were then constructed to verify the hemodynamic characteristics and determine leaflet stress levels. This study demonstrates that APP and SJM have the closest profiles to normal aortic valves; therefore, use of either replacement material may be best suited. Increased stresses found in BPP, HEMASHIELD™, and CorMatrix™ groups may be associated with late repair failure.

La valve aortique est une composante anatomique centrale du cœur, sujette à de hautes pressions. Les conséquences d’un dysfonctionnement sont graves, notamment l’insuffisance cardiaque qui elle-même peut causer plusieurs symptômes et un impact sur la qualité de vie. Pour prévenir cette complication, il est possible de remplacer la valve par une prothèse. Il en existe plusieurs types parmi lesquelles l’équipe chirurgicale et le patient peuvent choisir. Les dernières lignes directrices américaines n’ont pas de recommandations claires pour les patients entre 50 et 70 ans. Ces patients, âgés de 65 ans et moins et surnommés jeunes adultes dans notre étude, reçoivent de moins en moins de prothèses mécaniques, au profit de celles de type biologique. Ce mouvement semble fondé sur certaines études suggérant une survie comparable entre ces 2 alternatives. De plus, on déconseille souvent la valve mécanique car elle nécessite un traitement anticoagulant à vie. Or, peu d’études ont suivi à long terme ces patients plus jeunes en analysant l’impact sur la qualité de vie du traitement anticoagulant ainsi que le risque de saignement. Notre étude visait donc surtout à analyser l’incidence, la sévérité et l’impact de ces saignements majeurs et la qualité de vie suite à un remplacement de valve aortique chez ces patients. Après un suivi moyen de 11 ans, les résultats suggèrent un taux incident de saignement majeur de 0.8% par patient-année et la mortalité associée à ceux-ci est faible à 3.3%, soit 2 hémorragies intracrâniennes. En tout, 48 patients ont eu un saignement majeur (8.9%). D’un autre côté, l’impact sur la qualité de vie obtenu par un questionnaire spécifique aux valves est faible. En outre, seulement 10.5% des patients utilisaient l’automesure pour surveiller leur anticoagulation, suggérant beaucoup de place à l’amélioration à ce niveau. Cette étude permet donc de mieux orienter la prise de décision au moment de la chirurgie et mieux informer les patients. / The aortic valve is a central component of the heart, experiencing high strain. The consequences of any dysfunctions are usually important, notably heart failure, which in itself is associated with many symptoms and lower quality of life. To prevent this complication, it is possible to replace the valve with a prosthesis. There are many options for the surgeon’s team and the patient to choose from. The latest American guidelines do not have clear recommendations for patients aged between 50 and 70 years. These patients aged 65 years and less, categorized as non-elderly adults, are receiving less and less mechanical prosthesis in profit of the biological ones. This trend seems to be based in part on some studies suggesting comparable survival between these alternatives. Moreover, the mechanical valve is frequently not recommended because it necessitates a lifelong anticoagulant treatment. However, few studies have reported a long-term follow-up of these younger patients analyzing the impact on the quality of life and the risk of major bleeding. The goal of our study was to analyze the incidence, severity and impact of major bleedings and the quality of life after aortic valve replacement in these patients. After a mean follow-up of 11 years, results show a linearized rate of 0.8% per patient-year and the associated mortality is low at 3.3%, consisting of 2 intracranial hemorrhages. Overall, 48 patients experienced a major bleeding (8.9%). On the other hand, the impact on the quality of life measured with a valve-specific questionnaire is low. Also, only 10.5% of the patients were using self-management or self-medication to monitor their anticoagulation, suggesting a lot of room for improvement in this regard. This study helps better define long-term outcomes in this patient population in order to better inform patients about surgical options.

Plusieurs avancées exceptionnelles ont permis à un nombre grandissant d’enfants avec pathologies cardiaques complexes d’atteindre l’âge adulte. Ainsi, plus de patients développent maintenant des complications en lien avec leur maladie ou leurs antécédents chirurgicaux. Malheureusement, en raison de nombreux obstacles limitant la recherche en cardiopathie congénitale adulte, un écart de savoir perdure et freine l’optimisation des soins. En attendant le couplage de grands registres pédiatriques et adultes facilitant l’accès aux données existantes, les projets multicentriques indépendants demeurent essentiels. Cette thèse présente deux études multicentriques de cohorte comparant des techniques opératoires couramment utilisées dans le traitement de pathologies congénitales cardiaques complexes dans le but de promouvoir la santé des patients à long terme. La première étude visait à évaluer l’impact chronique du type de procédure de Fontan sur le risque thromboembolique. Pour ce projet nord-américain, 522 patients avec connexion atriopulmonaire (21.4%), tunnel latéral (41.8%) ou conduit extracardiaque (36.8%) ont été recrutés. À l’aide d’analyses multivariées contrôlant pour la décennie opératoire et les effets variables dans le temps de l’arythmie et de la thromboprophylaxie, l’étude a conclu à un plus faible risque de complications thromboemboliques systémiques (rapport des risques instantanés [RRI] : 0.20 ; intervalle de confiance [IC] à 95% : 0.04-0.97) et combinées (RRI : 0.34 ; IC à 95% : 0.13-0.91) avec le conduit extracardiaque. Ces résultats remettent en question la croyance populaire selon laquelle cette technique serait plus thrombogène en raison d’un grand contact avec du matériel synthétique et d’un débit limité par le calibre fixe du greffon. La deuxième étude avait pour but d’investiguer, auprès de patients avec tétralogie de Fallot ou sténose pulmonaire corrigée nécessitant une implantation de valve pulmonaire, l’efficacité immédiate et l’innocuité d’une intervention concomitante sur la valve tricuspide. Pour ce projet pancanadien, 542 patients ayant subi un remplacement isolé de la valve pulmonaire (66.8%) ou une chirurgie combinée des valves pulmonaire et tricuspide (33.2%) ont été enrôlés. À l’aide d’analyses multivariées, cette étude a révélé que la chirurgie combinée était associée à une plus grande réduction du grade de régurgitation tricuspidienne qu’un remplacement isolé de la valve pulmonaire (rapport de cotes [RC] : 0.44 ; IC à 95% : 0.25-0.77) sans une augmentation des complications périopératoires (RC : 0.85 ; IC à 95% : 0.46-1.57) ou du temps d’hospitalisation (ratio du taux d’incidence : 1.17 ; IC à 95% : 0.93-1.46). Ces résultats questionnent la pertinence d’une gestion conservatrice de l’insuffisance tricuspide sévère. De plus, ils confirment qu’une procédure ciblée peut améliorer de façon sécuritaire la fuite modérée au-delà de l’effet produit par la décharge du ventricule – une stratégie potentiellement avantageuse auprès de jeunes patients déjà à haut risque de défaillance cardiaque droite. En conclusion, avec une puissance statistique plus élevée que les études précédemment publiées, ces travaux ont permis une comparaison valide et pertinente de techniques opératoires couramment utilisées en chirurgie cardiaque congénitale, ce qui influencera possiblement la pratique. Ultimement, cette thèse souligne l’importance de promouvoir la collaboration afin de répondre aux besoins émergents des patients avec pathologies congénitales cardiaques complexes. / Outstanding technical advances have made possible for a growing number of infants with complex heart disease to survive into adulthood. Consequently, more patients are now living long enough to experience late complications related to their underlying pathology or sequelae from past interventions. However, due to the inherent challenges of carrying research in adult congenital heart disease, important knowledge gaps prevent further optimization of care. Waiting on broad linkage of pediatric and adult databases to facilitate access to data, stand-alone multicenter research initiatives remain essential. The current body of work presents two multicenter cohort studies which were designed to help improving the long-term health of patients with complex heart disease through a comparison of common operative techniques. The first study sought to evaluate the chronic impact of Fontan surgery type on the thromboembolic risk. This North American cohort enrolled 522 patients with univentricular palliation consisting of an atriopulmonary connection (21.4%), lateral tunnel (41.8%) or extracardiac conduit (36.8%). In multivariable analyses stratified by surgical decade and controlling for the time-varying effects of atrial arrhythmias and thromboprophylaxis, extracardiac conduits were independently associated with a lower risk of systemic (hazard ratio [HR]: 0.20 vs. lateral tunnel; 95% confidence interval [CI]: 0.04-0.97) and combined (HR: 0.34 vs. lateral tunnel; 95% CI: 0.13-0.91) thromboembolic events. These results cast doubt on the widely held notion that extracardiac conduits are potentially more thrombogenic than lateral tunnels by virtue of greater exposure to synthetic material and relative flow restriction through a fixed pathway. The second study investigated, in patients with repaired tetralogy of Fallot or equivalent disease undergoing a first pulmonary valve implant, the early effectiveness and safety of concomitant tricuspid valve intervention. This pan-Canadian cohort included 542 patients who underwent isolated pulmonary valve replacement (66.8%) or combined pulmonary and tricuspid valve surgery (33.2%). In multivariable analyses, combined surgery was associated with a greater reduction in tricuspid regurgitation grade than isolated pulmonary valve replacement (odds ratio [OR]: 0.44; 95% CI: 0.25-0.77) without an increase in early adverse events (OR: 0.85; 95% CI: 0.46-1.57) or hospitalization time (incidence rate ratio: 1.17; 95% CI: 0.93-1.46). These results strongly question the appropriateness of conservative management of severe tricuspid regurgitation at the time of pulmonary reintervention. Furthermore, they confirm that concomitant tricuspid valve intervention can safely improve moderate insufficiency beyond the effect of right ventricular offloading – a strategy likely worthwhile to adopt in a population of young adults already at high risk of right heart failure. In conclusion, with higher statistical power than previously published studies, the presented body of work allowed for a valid comparison of common surgical techniques used in congenital cardiac care, which will likely impact current practices. Ultimately, this thesis underlines the importance of fostering collaboration in order to meet the emerging health needs of patients with complex heart disease.

Ce mémoire adresse la problématique de la présentation des résultats chirurgicaux en chirurgie cardiaque. Les complications postopératoires sont d’étiologie et de sévérité variées, peuvent atteindre plusieurs systèmes physiologiques et nécessitent différents degrés de traitements. Elles consistent en une source importante de morbidités pour le patient, mais ne sont toutefois pas toujours présentées de manière optimale dans les essais cliniques. En effet, les complications sont actuellement rapportées dans les études de manière hétérogène, ce qui nuit à la recherche en compliquant les comparaisons d’études, les revues systématiques et les méta-analyses. Plusieurs complications individuelles ont des systèmes de classification utilisés sporadiquement dans certains articles en chirurgie cardiaque, mais ceux-ci ne sont pas déployés de manière répandue. D’autre part, des classifications universelles s’appliquant à toutes les complications potentielles ont été adoptées dans la littérature chirurgicale, mais n’ont toutefois pas été implémentées en chirurgie cardiaque. L’étude menée dans le cadre de ce travail a adapté et appliqué la classification de Clavien-Dindo (CCD) et le Comprehensive Complication Index (CCI) pour la première fois en chirurgie cardiaque. Mon étude démontre que les comorbidités importantes en chirurgie cardiaque et les chirurgies plus complexes sont prédictives de la sévérité des complications selon ces deux échelles. Également, le CCD et le CCI corrèlent avec les durées de séjour aux soins intensifs et à l’hôpital après une chirurgie cardiaque. En conclusion, la CCD et le CCI représentent de manière fiable la complexité de l’évolution postopératoire en chirurgie cardiaque. Cela pourrait adresser le manque de standardisation dans la présentation des complications dans les essais cliniques et uniformiser la manière de rapporter les événements adverses en chirurgie cardiaque. Cela aurait également de multiples applications dans les initiatives d'amélioration de la qualité des soins, dans les évaluations des procédures et des procédés, ainsi que dans l'avancement de la recherche. / This memoir addresses the challenge of outcome reporting in cardiac surgery. Postoperative complications are of varying etiology and severity, can affect several physiological systems and require different degrees of treatment. They are an important source of morbidity for the patient but are not always optimally presented in clinical trials. Indeed, complications are currently reported in studies in a heterogeneous manner, which hampers research by complicating study comparisons, systematic reviews and meta-analyses. Many individual complications have classification systems that are used sporadically in some articles in cardiac surgery, but these are not widely used. On the other hand, universal classifications that apply to all potential complications have been adopted in the surgical literature, but none have been implemented in cardiac surgery yet. The study conducted as part of this work adapted and applied the Clavien-Dindo Complications Classification (CDCC) and the Comprehensive Complication Index (CCI) for the first time in cardiac surgery. My study shows that the important comorbidities in cardiac surgery and more complex surgeries are predictive of the severity of complications according to both scales. Moreover, the CCD and CCI also correlate with the lengths of stay in the intensive care unit and hospital after cardiac surgery. In conclusion, the CDCC and CCI reliably represent the complexity of the postoperative evolution in cardiac surgery. This could address the inconsistency with which complications are currently presented in surgical trials and standardize the way adverse outcomes are reported in cardiac surgery. This would have multiple applications in quality of care improvement initiatives, in evaluations of procedures and processes, and in advancement of research.