Proteesiventtiilit istutetaan yleensä avoimen sydänleikkauksen kautta. Niiden avulla kirurgit voivat palauttaa säännöllisen verenkierron sydämessä sen jälkeen, kun venttiili on vaurioitunut sairauden vuoksi. Venttiilin vaihtoleikkaus suoritetaan usein, kun henkilöllä on tukos, joka estää veren virtaamisen yhteen sydämen kammioon toisesta. Veri virtaa joskus myös taaksepäin, mikä usein vaatii venttiilin vaihtoleikkauksen ongelman korjaamiseksi. Näitä proteesiventtiilejä on erilaisia, jotka voidaan valmistaa biologisesta kudoksesta tai mekaanisista komponenteista.
Mekaaninen laite, joka on istutettu proteesiventtiilin vaihtoleikkauksen aikana, voi olla eri muodoissa. Yksi tyyppi on häkissä oleva palloventtiili, joka oli ensimmäinen tyyppi, joka istutettiin ihmisiin. Siinä on tyypillisesti piipallo, joka liikkuu metallihäkin sisällä verenpaineen vuoksi. Sydämen supistumisen jälkeen pallo siirtyy normaalisti takaisin sulkeakseen venttiilin. Tuote aiheuttaa usein veren hyytymistä, ja tyypillisesti tarvitaan suuria annoksia lääkkeitä tällaisten ongelmien estämiseksi.
Kallistuslevyproteesiventtiileissä on yleensä pyöreä mekanismi, jota kutsutaan sulkejaksi ja jota ohjataan metallitukilla. Metallikiekko yleensä avaa ja sulkee venttiilin, jotta sydän voi pumpata verta kammiosta toiseen. Toinen tyyppi on sappiventtiili, jossa on kaksi osaa, jotka yleensä pyörivät laitteen tukien ympärillä. Ihmiset, joille on istutettu tämä proteesiventtiili, tarvitsevat usein vähemmän hyytymistä estäviä lääkkeitä; laite reagoi yleensä myös paremmin verenkiertoon.
Mekaaniset proteesiventtiilit ovat tyypillisesti luotettavia ja voivat myös kestää pitkään. Useimmat niistä voivat toimia yli 30 vuotta. Biologinen venttiili kestää kuitenkin yleensä 12-15 vuotta, mutta se ei tyypillisesti edellytä potilaan antikoagulantteja. Tällainen laite voidaan valmistaa eläinten kudoksista, kuten sioista tai lehmistä, tai se voidaan valmistaa muista kudoksista, kuten sydänpussista, sydäntä ympäröivästä solukerroksesta. Joskus ihmisen venttiilit säilytetään istutettaviksi myös potilaille.
Keinotekoisista materiaaleista tehtyjä proteesiventtiilejä on yleensä vaikea valvoa tavallisilla testeillä, kuten ultraäänellä, kun taas biologiset voidaan nähdä tällä tavalla. Muita venttiilien seurantaan liittyviä testejä ovat erityinen sydänkardiogrammi sekä väri- tai spektrikuvantamistekniikat. Säännöllinen seuranta on tyypillisesti tarpeen, jos proteesiventtiili on korjattava, ja välttääkseen laitteeseen liittyvän ongelman vaaralliset seuraukset.