Οι προσθετικές βαλβίδες συνήθως εμφυτεύονται μέσω χειρουργικής επέμβασης ανοιχτής καρδιάς. Επιτρέπουν στους χειρουργούς να αποκαταστήσουν την κανονική ροή του αίματος μέσα στην καρδιά αφού μια βαλβίδα έχει υποστεί βλάβη λόγω ασθένειας. Η χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης βαλβίδας εκτελείται συχνά όταν ένα άτομο έχει απόφραξη που εμποδίζει το αίμα να ρέει σε έναν θάλαμο της καρδιάς από έναν άλλο. Το αίμα μερικές φορές ρέει επίσης προς τα πίσω, κάτι που συχνά απαιτεί χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης βαλβίδας για να διορθωθεί το πρόβλημα. Υπάρχουν διάφορα είδη αυτών των προσθετικών βαλβίδων που μπορούν να κατασκευαστούν από βιολογικό ιστό ή μηχανικά συστατικά.
Μια μηχανική συσκευή που εμφυτεύεται κατά την επέμβαση αντικατάστασης προσθετικής βαλβίδας μπορεί να είναι σε διάφορες μορφές. Ένας τύπος είναι η σφαιρική βαλβίδα σε κλουβί, η οποία ήταν ο πρώτος τύπος που εμφυτεύτηκε σε ανθρώπους. Συνήθως διαθέτει μια μπάλα πυριτίου που κινείται μέσα σε ένα μεταλλικό κλουβί ως απόκριση στην αρτηριακή πίεση. Μετά τη συστολή της καρδιάς, η μπάλα κανονικά κινείται προς τα πίσω για να κλείσει τη βαλβίδα. Το προϊόν προκαλεί συχνά πήξη του αίματος και συνήθως απαιτούνται υψηλές δόσεις φαρμάκων για την πρόληψη τέτοιων προβλημάτων.
Οι προσθετικές βαλβίδες ανακλινόμενου δίσκου έχουν συνήθως έναν κυκλικό μηχανισμό που ονομάζεται αποφρακτήρας, ο οποίος ελέγχεται από ένα μεταλλικό γόνατο. Ο μεταλλικός δίσκος συνήθως ανοίγει και κλείνει τη βαλβίδα για να επιτρέψει στην καρδιά να αντλεί αίμα από τον ένα θάλαμο στον άλλο. Ένας άλλος τύπος είναι η βαλβίδα διολίσθησης, η οποία έχει δύο μέρη που συνήθως περιστρέφονται γύρω από τα στηρίγματα της συσκευής. Τα άτομα που έχουν εμφυτευτεί αυτή την προσθετική βαλβίδα συχνά απαιτούν λιγότερα αντιπηκτικά φάρμακα. η συσκευή γενικά ανταποκρίνεται περισσότερο και στη ροή του αίματος.
Οι μηχανικές προσθετικές βαλβίδες είναι συνήθως αξιόπιστες και μπορούν επίσης να διαρκέσουν πολύ. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να λειτουργήσουν για περισσότερα από 30 χρόνια. Μια βιολογική βαλβίδα, ωστόσο, συνήθως διαρκεί από 12 έως 15 χρόνια, αλλά συνήθως δεν απαιτεί από τον ασθενή να λαμβάνει αντιπηκτικά φάρμακα. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να κατασκευαστεί από ιστό ζώων, όπως χοίρους ή αγελάδες, ή να κατασκευαστεί από άλλους ιστούς όπως το περικάρδιο, το στρώμα των κυττάρων που περιβάλλει την καρδιά. Μερικές φορές οι ανθρώπινες βαλβίδες διατηρούνται για να εμφυτεύονται και σε ασθενείς.
Οι προσθετικές βαλβίδες που κατασκευάζονται από τεχνητά υλικά είναι συνήθως δύσκολο να παρακολουθούνται με κοινές δοκιμές όπως ο υπέρηχος, ενώ οι βιολογικές μπορούν να φανούν με αυτόν τον τρόπο. Άλλες δοκιμές που πραγματοποιούνται για την παρακολούθηση των βαλβίδων περιλαμβάνουν έναν ειδικό τύπο υπερηχοκαρδιογραφήματος, καθώς και τεχνικές έγχρωμης ή φασματικής απεικόνισης. Η τακτική παρακολούθηση είναι συνήθως απαραίτητη σε περίπτωση που απαιτείται επισκευή προσθετικής βαλβίδας και για να αποφευχθούν οι επικίνδυνες συνέπειες ενός προβλήματος με τη συσκευή.