Cuando las válvulas cardiacas enferman se producen dos tipos de lesiones: el estrechamiento o fusión de la válvula (estenosis), que dificulta la apertura de la válvula y el paso de sangre, y las insuficiencias o cierre defectuoso valvular que hace que la sangre fluya en una dirección errónea. Algunas lesiones ocasionan precozmente ahogo y fatiga (estenosis mitral) pero otras solo dan síntomas en fases muy avanzadas de la enfermedad (estenosis aórtica).

La reparación quirúrgica de una válvula implica su reconstrucción, para que esta funcione correctamente o su sustitución por una prótesis valvular. La cirugía se aconseja en personas que tienen síntomas importantes que impiden una vida razonable para su edad o en pacientes poco sintomáticos cuya vida peligra a corto plazo por la naturaleza de la lesión.

Durante una intervención quirúrgica para reparar o sustituir una válvula, se divide el esternón, se detiene el corazón y la sangre se deriva a una máquina de circulación extracorpórea. Como es necesario abrir el corazón o la aorta, la cirugía valvular cardiaca es una intervención de corazón abierto. La sustitución valvular consiste en cambiar una válvula existente por una prótesis biológica o mecánica.

Mecánicas: Están fabricadas en materiales tales como plástico, metal y los modelos más recientes están constituidos por un pequeño cilindro de carbón pirolítico. El carbón pirolítico es grafito bombardeado con átomos de carbón a muy altas temperaturas, un material casi tan duro como el diamante. Es muy poco trombogénico (poco proclive a producir coágulos o embolias) y comienza a presentar desgaste después de un equivalente a 80 años de funcionamiento. Sin embargo, con el tiempo, estas prótesis se obstruyen, por lo que los pacientes precisan tomar diariamente, y de forma indefinida, anticoagulantes orales. En general tienen una vida útil de 20 a 30 años.

Biológicas: Están hechas de tejido animal o humano. Se recomiendan en pacientes que no desean tomar anticoagulantes o desean seguir con la práctica de deportes de riesgo; en quienes tengan problemas médicos adicionales como úlcera de estómago, enfermedades preexistentes de la coagulación o tener una edad muy avanzada; y en mujeres que deseen gestar (que no deben tomar anticoagulantes por el riesgo de malformaciones fetales); ya que tienen muy poca tendencia a formar embolias o trombosis aun sin coagulantes.