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. 2025 May 16;7(3):178–180. doi: 10.24875/RECICE.M25000512
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Debate: TAVI prosthesis selection for severe calcification. The balloon-expandable technology approach

A debate: Selección del tipo de prótesis para TAVI en presencia de calcificación grave. Visión desde la tecnología expandible con balón

Cristóbal A Urbano-Carrillo 1,*
PMCID: PMC12418238  PMID: 40933017

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https://doi.org/10.24875/RECICE.M25000515

QUESTION: What are the implications of aortic valve calcification on the outcomes of transcatheter aortic valve implantation (TAVI)?

ANSWER: Aortic valve calcification has, undoubtedly, been a major influence on TAVI outcomes and the evolving design of heart valves. Severe calcification has been associated with an increased likelihood of complications or poor outcomes, particularly in terms of residual paravalvular leak, need for postoperative pacemaker implantation, or aortic annular rupture, among others.1 Several generations of TAVI prostheses have mainly evolved with the aim of reducing paravalvular leak,2 through the use of skirts and coverings that facilitate sealing by adapting to the irregularities caused by annular and outflow tract calcifications. The goal is to balance sealing capacity with the optimal radial force needed, preventing excessive force that could cause conduction disturbances or, more critically, annular rupture. This emphasizes the critical role of procedural planning, which must account for the extent of calcification in all affected tissues. This meticulous planning, combined with experienced judgment and a deep understanding of the behaviour of each prosthesis is crucial for selecting the crect valve size.

Q.: What morphological and quantitative aspects of valvular calcification do you assess at your center?

A.: In addition to the usual annular measurement, in patients with severe calcification it is important to systematically identify the distribution and extent of calcium:

  • – Sinotubular junction: at this level, it is crucial, especially when using a balloon-expandable valve, to determine whether calcification may compromise balloon inflation and, in the worst-case scenario, trigger balloon rupture, resulting in incomplete valve deployment with the risk of embolization, and the possibility of barotrauma-related dissection or aortic rupture in extreme cases. Therefore, it’s important to measure the minimum diameter between the most prominent calcium spicules and the contralateral border to confirm that the size of the balloon inflated with the necessary volume to deploy the selected prosthesis is not larger than that diameter.

  • – Conary ostium: Calcified plaques in the aortic wall near the conary artery origins can increase the risk of conary occlusion if displaced during valve deployment. Identifying this risk is crucial for implementing appropriate conary protection strategies.

  • – Sinuses of Valsalva and leaflets: first, it must be determined whether 3 sinuses are present or if we are facing a bicuspid valve, which has typical calcification patterns. The presence of calcified commissural fusions may require balloon predilatation to ensure passage through the valvular plane with the prosthesis and predict the leaflet behavior relative to the conary arteries. The calcium will redistribute but will not disappear, so if calcium nodules are present on the leaflets occupying the sinus floor, we must consider the depth of the sinuses, and the association between leaflet length and conary ostium height. If these sizes are suboptimal, the calcified leaflet may evert and occlude the conary artery detaching from its base, or perforating the aortic wall if space is extremely limited.

  • – Aortic annulus: evaluating calcium distribution at this level is crucial, as this is where the prosthesis will exert its greatest radial force. Symmetrical distribution throughout the annular circumference (360°) is rare but undoubtedly one of the most complex scenarios to deal with. In this case, one must assess the depth of calcium into the outflow tract and consider higher or lower implantation depths if it achieves sealing in a less calcified area. If not, an additional measurement beyond the annulus in the outflow tract should be taken to determine if the annular/tract anatomy is straight tubular, flared, or tapered. This information can help us oversize or undersize the prosthesis. However, typically, calcium is more focally distributed, with “teeth”extending toward the outflow tract, especially from the left conary sinus toward the mitral-aortic continuity. A critical point is often a thinning area where the annulus transitions to the outflow tract, which is precisely where the distal end of the valve is usually positioned. This distribution presents one of the highest risks of rupture, specifically at the calcium thinning site, due to a physical principle: denser calcium regions are more resistant to deformation, so if density is not uniform, energy tends to be released where resistance is at its lowest point, potentially causing rupture. Therefore, planning should account for transitions between highly and minimally calcified zones when making decisions on implantation depth. Heterogeneous calcific density likely increases the risk of complications.

Q.: How does the degree of calcification affect valve type selection?

A: Perhaps the operator’s experience with the chosen valve model is the most influential factor in minimizing complications in heavily calcified scenarios, as operators know the limits of the technology they’re using. However, assuming comparable experience, in my opinion, balloon-expandable valves offer an advantage in expansion capacity and deployment control, allowing for more precise positioning. The combination of a low-recoil alloy and a balloon that inflates progressively and uniformly provides the necessary radial force to overcome calcium resistance while enabling control to stop inflation if high resistance or asymmetry is detected, preventing complications. While the idea that the prosthesis adapts to annular morphology is attractive, despite many self-expanding valves having supra-annular valve mechanisms, the risk of underexpansion is likely high3 requiring aggressive pre- and post-dilatations to create space and prevent recoil. Balloon-expandable technology allows for better sphericity indices in a more controlled and progressive way when appropriate proper implantation technique is used.

Q.: And how does the degree of calcification affect valve sizing?

A: Generally, in these scenarios, the goal with a balloon-expandable valve should be to avoid exceeding 5% oversizing, achieved by adjusting the inflation volume based on the valve nominal size, which usually leads to choosing smaller sizes or inflation volumes than usual for the same annular size in the absence of calcium. Caution in size and inflation volume selection is a great ally in avoiding complications. You can always opt for more aggressive inflations later if necessary and if the initial calcium modification allows. Of note, these valves will gradually expand and modify calcium, so controlled inflation is arguably more important than the final volume used.

Q.: Does the procedure differ based on valve calcification?

A: Technically, several peculiarities should be considered in the presence of a heavily calcified valve:

  • – Predilatation: in standard cases, direct implantation of the balloon-expandable valve without predilatation is typical. In high calcium scenarios, predilatation offers several advantages, such as assessing calcium behavior in the sinuses of Valsalva and its relationship with conary arteries, especially with simultaneous contrast injection. If calcification affects the sinotubular junction, predilatation may help determine the actual risk of balloon rupture during valve release. Most importantly, in cases of calcified commissural fusion, effective predilatation facilitates passage through the valve plane without the need fr aggressive push maneuvers. However, balloon predilatation in such situations may theoretically increase the risk of embolizing calcium debris during inflation, making it a potential indication for cerebral protection devices. Non-homogeneous calcium distribution can cause the asymmetric expansion of the prosthesis, thus shortening more in areas with less or no calcium compared with denser regions. While this does not compromise the functionality of valve, it should be considered when planning very high implantation depths. With balloon-expandable valves, residual leak is usually absent in standard implantation. In cases of high-grade calcification, we must be cautious in pursuing this goal, as it may involve forcing expansion that endangers the patient, especially during postdilatation. Remember that in reducing paravalvular (not central) regurgitation, skirt design is highly effective, and its effect may take a few minutes. Therefore, before aggressive postdilatation, it is advisable to allow time for the distal skirts to take effect.

  • – Postdilatation: the first postdilatation should be performed with the same volume as deployment inflation, keeping it fully inflated for, at least, 5 seconds before increasing the volume in subsequent inflations.

If planning reveals a real risk of conary artery occlusion, protection techniques should be considered.

Q.: What are the advantages of self-expanding prostheses in the most severely calcified valves?

A.: In addition to previously discussed aspects, of note, the ability of balloon-expandable technology to yield excellent results in reducing paravalvular leak,4,5 which is one of the main causes of poor outcomes in calcified prostheses. Moreover, with good planning and proper sizing, highly precise implantations can be achieved, with direct and progressive calcium modification, minimal recoil risk, and less need for postdilatation. The ability to achieve more precise implantations reduces the need for pacemaker implantation as well. Additionally, excellent outcomes have been demonstrated in patients with bicuspid valves, even though these often present with high calcium loads and varied distributions. In conclusion, balloon-expandable technology offers potential advantages in these patients due to its radial strength, control, implantation precision, and lower rates of paravalvular leak and need for pacemaker implantation,6 provided that proper planning goes beyond simple annular sizing, including thorough assessment of calcium distribution and crect size selection, and, above all, adequate knowledge of the prosthesis and the experience needed to handle this complex scenario. Undoubtedly, scientific evidence is needed to determine, beyond opinions, what technology is better, an answer that must come from ongoing clinical trials comparing the new TAVI valves under specific clinical conditions, such as extensive valve calcification.

STATEMENT ON THE USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE

No artificial intelligence was used.

Footnotes

FUNDING: None declared.

BIBLIOGRAFÍA

  • 1.Guimarães L, Ferreira-Neto AN, Urena M, et al. Transcatheter aortic valve replacement with the balloon-expandable SAPIEN 3 valve:Impact of calcium score on valve performance and clinical outcomes. Int J Cardiol. 2020;306:20-24. [DOI] [PubMed]; Guimarães L, Ferreira-Neto AN, Urena M, et al. Transcatheter aortic valve replacement with the balloon-expandable SAPIEN 3 valve:Impact of calcium score on valve performance and clinical outcomes. Int J Cardiol. 2020;306:20–24. doi: 10.1016/j.ijcard.2020.02.047. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Mauri V, Frohn T, Deuschl F, et al. Impact of device landing zone calcification patterns on paravalvular regurgitation after transcatheter aortic valve replacement with different next-generation devices. Open Heart. 2020;7:e001164. [DOI] [PMC free article] [PubMed]; Mauri V, Frohn T, Deuschl F, et al. Impact of device landing zone calcification patterns on paravalvular regurgitation after transcatheter aortic valve replacement with different next-generation devices. Open Heart. 2020;7:e001164. doi: 10.1136/openhrt-2019-001164. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Eckel C, Kim WK, Sötemann D, et al. ACURATE neo2 Versus SAPIEN 3 Ultra Transcatheter Heart Valve in Severe Aortic Valve Calcification:A Propensity-Matched Analysis. Circ Cardiovasc Interv. 2024;17:e013608. [DOI] [PubMed]; Eckel C, Kim WK, Sötemann D, et al. ACURATE neo2 Versus SAPIEN 3 Ultra Transcatheter Heart Valve in Severe Aortic Valve Calcification:A Propensity-Matched Analysis. Circ Cardiovasc Interv. 2024;17:e013608. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.123.013608. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Thiele H, Kurz T, Feistritzer HJ, et al. Comparison of newer generation self-expandable vs. balloon-expandable valves in transcatheter aortic valve implantation:the randomized SOLVE-TAVI trial. Eur Heart J. 2020;41:1890-1899. [DOI] [PubMed]; Thiele H, Kurz T, Feistritzer HJ, et al. Comparison of newer generation self-expandable vs. balloon-expandable valves in transcatheter aortic valve implantation:the randomized SOLVE-TAVI trial. Eur Heart J. 2020;41:1890–1899. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa036. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Elnaggar HM, Schoels W, Mahmoud MS, et al. Transcatheter aortic valve implantation using Evolut PRO versus SAPIEN 3 valves:a randomized comparative trial. REC Interv Cardiol. 2023;5:94-101.; Elnaggar HM, Schoels W, Mahmoud MS, et al. Transcatheter aortic valve implantation using Evolut PRO versus SAPIEN 3 valves:a randomized comparative trial. REC Interv Cardiol. 2023;5:94–101. [Google Scholar]
  • 6.Webb J, Wood D, Sathananthan J, Landes U. Balloon-expandable or self-expandable transcatheter heart valves. Which are best?Eur Heart J. 2020;41:1900-1902. [DOI] [PubMed]; Webb J, Wood D, Sathananthan J, Landes U. Balloon-expandable or self-expandable transcatheter heart valves. Which are best? Eur Heart J. 2020;41:1900–1902. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa167. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
REC Interv Cardiol. 2025 May 16;7(3):178–180. [Article in Spanish]

A debate: Selección del tipo de prótesis para TAVI en presencia de calcificación grave. Visión desde la tecnología expandible con balón


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https://doi.org/10.24875/RECIC.M25000517

PREGUNTA: ¿Quó implicaciones tiene la calcificación valvular aórtica en los resultados del implante percutáneo de válvula aórtica (TAVI)?

RESPUESTA: La calcificación valvular aórtica es, sin duda, uno de los condicionantes anatómicos que más ha influido y sigue influyendo en los resultados del TAVI, así como en el diseño de los dispositivos. La existencia de una calcificación grave se ha relacionado con un incremento en la posibilidad de complicaciones o de malos resultados, sobre todo en términos de fuga paravalvular residual, necesidad de marcapasos tras el procedimiento o rotura del anillo aórtico, entre otros1. Las distintas generaciones de dispositivos para TAVI han ido evolucionando en gran medida con el objetivo de disminuir la fuga paravalvular2, mediante el uso de faldones y recubrimientos que facilitan el sellado al adaptarse a las irregularidades que suponen las calcificaciones en el anillo y en el tracto de salida, buscando un equilibrio entre dicha capacidad de sellado y la fuerza radial óptima necesaria, sin que esta sea excesiva para evitar trastornos de la conducción y, sobre todo, la temida rotura del anillo. De ahí la importancia de planificar el procedimiento conociendo la extensión de la calcificación en todos los tejidos afectados, para seleccionar la medida correcta basándose en la experiencia y el perfecto conocimiento del comportamiento de la prótesis que se va a usar.

P: ¿Qué aspectos morfológicos y cuantitativos valoran en su centro en relación con la calcificación valvular?

R: Además de la medida habitual del anillo, en pacientes con calcificación intensa es importante identificar la distribución y la extensión del calcio de forma sistemática:

  • – Unión sinotubular: a este nivel es crucial, cuando se usa una prótesis expandible con balón, comprobar si la calcificación puede comprometer el inflado del balón y, en el peor de los casos, llevar a una rotura de este que ocasione una liberación incompleta de la prótesis con el riesgo de embolización, además de la posibilidad de disección por barotrauma o rotura aórtica en casos extremos. Por ello, es importante medir el diámetro mínimo entre las espículas de calcio más prominentes y el borde contralateral, y verificar que el tamaño del balón inflado con el volumen necesario para liberar la prótesis seleccionada no es superior a ese diámetro.

  • Ostium coronario: la existencia de placas calcificadas en la pared de la aorta adyacente al nacimiento de las coronarias puede implicar mayor riesgo de oclusión de estas en caso de modificación o desplazamiento durante la liberación de la prótesis. Es importante identificar este riesgo para establecer estrategias de protección de las coronarias en dicho escenario.

  • – Senos de Valsalva y valvas: en primer lugar hay que saber si existen tres senos o si, por el contrario, nos enfrentamos a una válvula bicúspide, que tiene patrones de calcificación característicos. La existencia de fusiones comisurales calcificadas apoyaría la necesidad de predilatación con balón para asegurar el paso del plano valvular con la prótesis, así como predecir el comportamiento de los velos respecto a las coronarias. El calcio va a redistribuirse, no va a desaparecer, por lo que si hay nódulos de calcio en los velos que ocupan el fondo de los senos debemos tener en cuenta la profundidad de estos, así como la relación entre la longitud de las valvas y la altura de salida de la coronaria correspondiente, pues si estas dimensiones no son favorables, en lugar de acomodarse en el fondo de saco de los senos de Valsalva, el velo calcificado puede evertir y ocluir la coronaria, desinsertarse de la base de implantación o incluso perforar la pared aórtica si el compromiso de espacio es extremo.

  • – Anillo aórtico: analizar la distribución del calcio a este nivel es crucial, porque es donde vamos a ejercer la mayor fuerza radial con la prótesis. La distribución simétrica en todo el contorno del anillo, es decir, 360°, no es algo habitual, pero sin duda es uno de los escenarios más complejos. En este caso hay que valorar qué profundidad alcanza el calcio hacia el tracto de salida y valorar un implante más bajo o más alto si con ello conseguimos sellar en una zona más libre de calcio; si no existe tal posibilidad, debemos hacer una medida adicional a la del propio anillo en una zona del tracto de salida que nos indique si la anatomía del anillo/tracto es tubular recta, acampanada o cónica, y podremos manejar esta información para decidir el sobre- o infradimensionado de la prótesis. Sin embargo, lo habitual es que el calcio esté distribuido de manera más focal, en «dientes» que se extienden hacia el tracto de salida, sobre todo desde el seno coronario izquierdo hacia la continua mitroaórtica, con un punto crítico que suele ser un adelgazamiento que coincide con la transición del anillo al tracto de salida, y que es donde suele posicionarse la parte más distal de la prótesis. Esta distribución es una de las de mayor riesgo de rotura, precisamente en el sitio de adelgazamiento del calcio, por una pura cuestión física: los puntos de mayor densidad de calcio tienen mayor resistencia a su deformación, de modo que si dicha densidad no es uniforme, la energía tiende a liberarse en aquellos puntos que ofrecen menor resistencia, pudiendo provocar su rotura. Por tanto, en la planificación hay que considerar estos puntos de transición entre zonas muy calcificadas y poco calcificadas, y tenerlos en cuenta al decidir la altura del implante. La heterogeneidad de la densidad cálcica probablemente incremente el riesgo de complicaciones.

P: ¿Cómo condiciona la extensión de la calificación la selección del tipo de válvula?

R: Quizá sea la experiencia del operador con el modelo de válvula elegido lo que más influye para reducir las complicaciones en un escenario de calcificación extensa, porque él conoce los límites de la tecnología que emplea. Ahora bien, a igualdad de experiencia, las prótesis expandibles con balón ofrecen, en mi opinión, un plus de capacidad de expansión y control durante la liberación que permite un posicionamiento más preciso. La combinación de una aleación con poco recoil y un balón de inflado progresivo y uniforme va a permitirnos disponer de la fuerza radial necesaria para vencer la resistencia del calcio de forma mantenida, y a la vez tener el control para detener el inflado si identificamos una alta resistencia o asimetría que pudiera llevar a una complicación. Si bien parece atractiva la idea de que sea la prótesis la que se adapte a la morfología del anillo, probablemente, a pesar de que muchas prótesis autoexpansibles tienen mecanismos valvulares supraanulares, el riesgo de infraexpansión sea alto3 y se requieran predilataciones y posdilataciones muy agresivas para ganar espacio al calcio y evitar ese efecto recoil. La tecnología expandible con balón va a permitir alcanzar mayores índices de esfericidad, y de una forma más controlada y progresiva, si se realiza una buena técnica de implante.

P: ¿Y cómo afecta la extensión de la calcificación a la selección de la medida de la prótesis valvular?

R: Por regla general, en este escenario, el objetivo con una prótesis expandible con balón debería ser no exceder un 5% de sobreexpansión, lo cual se consigue jugando con el volumen de inflado en función del tamaño nominal de la prótesis. Esto, por lo general, lleva a elegir tamaños o volúmenes de inflado más pequeños que lo habitual para la misma medida de anillo en ausencia de calcio. La prudencia en la elección del tamaño y del volumen de inflado puede ser una gran aliada para evitar complicaciones, y siempre se estará a tiempo de inflados más agresivos si fueran necesarios y la modificación inicial del calcio lo permite. Hay que tener en cuenta que estas válvulas van a ir ganando espacio al calcio y modificándolo conforme se van expandiendo, por lo que un inflado controlado es casi más importante que el volumen final que usemos.

P: ¿Algún aspecto del procedimiento difiere en función de la calcificación valvular?

R: Técnicamente hay algunas peculiaridades que deben tenerse en cuenta ante una válvula muy calcificada:

  • – Predilatación: lo habitual en los casos estándar es el implante directo de la válvula expandible con balón sin necesidad de predilatar. En escenarios con alta carga de calcio, la predilatación puede aportar algunas ventajas, como comprobar el comportamiento del calcio en los senos de Valsalva y la relación con las coronarias, y más aún si hacemos una inyección de contraste simultánea a la predilatación. Asimismo, en caso de calcificación que afecte a la unión sinotubular podremos ver si hay riesgo real de rotura del balón cuando liberemos la válvula. Sin embargo, lo más importante es que, en los casos de fusión comisural calcificada, una predilatación eficaz nos va a permitir pasar con mayor facilidad el plano valvular sin necesidad de maniobras de empuje agresivas. Por contra, el uso de balón de predilatación en estas situaciones puede incrementar, en teoría, el riesgo de embolia de material cálcico desprendido durante el inflado, por lo que podría ser un escenario propicio para el uso de dispositivos de protección cerebral. El calcio con distribución no homogénea puede producir una expansión asimétrica de la prótesis, esto es, podremos ver cómo la prótesis se acorta más por los segmentos libres de calcio o con menor carga que en aquellas zonas con más densidad de calcio; si bien esto no compromete la funcionalidad, hay que tenerlo en cuenta al decidir la profundidad del implante, sobre todo si queremos hacer uno muy alto. Con las prótesis expandibles con balón, lo habitual es tener ausencia de fuga residual en un implante estándar. En el caso de calcificación de alto grado deberemos ser prudentes al buscar este objetivo, ya que podría implicar forzar una expansión que ponga en riesgo al paciente, sobre todo en posdilataciones. Hay que tener presente que en la reducción de regurgitaciones paravalvulares (no centrales) es muy eficaz el diseño de los faldones, y que su efecto puede tardar unos minutos. Por tanto, antes de forzar una posdilatación agresiva, conviene dar tiempo al efecto de los faldones distales.

  • – Posdilatación: yo recomendaría hacer el primer inflado de posdilatación con el mismo volumen del inflado de liberación, y siempre manteniéndolo al menos 5 segundos completamente inflado antes de incrementar el volumen en inflados sucesivos.

En caso de que la planificación nos muestre un riesgo real de oclusión coronaria, deberíamos optar por alguna técnica de protección.

P: ¿Cuáles son las ventajas de la prótesis expandible con balón en las válvulas más calcificadas?

R: Además de los aspectos ya comentados, cabe destacar la capacidad de esta tecnología para ofrecer muy buenos resultados en la reducción de fugas paravalvulares4,5, que en el caso de válvulas calcificadas son uno de los principales motivos de mal resultado. Por otro lado, con una buena planificación y una adecuada selección del tamaño podemos realizar un implante muy preciso, con modificación del calcio directa y progresiva, con escaso riesgo de recoil y menor necesidad de posdilatación. Además, la posibilidad de lograr implantes más precisos reduce la necesidad de marcapasos tras el implante. Asimismo, en pacientes con válvulas bicúspides ha demostrado unos resultados excelentes, a pesar de que muchas veces estas válvulas tienen alta carga de calcio y con distribuciones muy variadas. En resumen, la tecnología expandible con balón puede tener ventajas en estos pacientes por su fuerza radial, control y precisión en el implante, y menores tasas de fuga paravalvular y de marcapasos6, siempre que se haga una buena planificación más allá de la simple medida del anillo aórtico, con un buen estudio de la distribución del calcio, una correcta selección del tamaño y, sobre todo, teniendo el conocimiento del dispositivo y la experiencia necesarios para enfrentarse a este complejo escenario. Sin duda, se requiere evidencia científica para demostrar, más allá de las opiniones, qué tecnología es mejor, y la respuesta la deben dar ensayos clínicos que comparen los nuevos dispositivos para TAVI entre sí en condiciones clínicas específicas como la calcificación valvular extensa.

DECLARACIÓN SOBRE EL USO DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL

No se ha utilizado inteligencia artificial.

Footnotes

FINANCIACIÓN: No se ha contado con financiación.


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