Abstract
Background: With the advances of cardiac surgery, the demand for an artificial prosthesis has increased, and this has led to the development and utilization of diverse alternative materials. We conducted this research to improve an artificial prosthesis by examining the changes of the physical qualities, the pressure related tensile strength, the change in elasticity and the thermostability of a xenograft valve (porcine) and pericardium (bovine, porcine) based on the type of fixation liquid we used. Material and Method: The xenograft valves and pericardium were assigned into three groups: the untreated group, the fixed with glutaraldehyde (GA) group and the glutaraldehyde with GA+solvent such as ethanol etc. group. The surgeons carried out each group's physical activities. Each group's uniaxial tension and elasticity was measured and compared. Thermostability testing was conducted and compared between the bovine and porcine pericardium fixed with GA group and the GA+solvent group. Result: On the physical activity test in the surgeon's hand, no significant difference between the groups was sensed on palpation. For suture and tension, the GA+solvent group was slightly firmer than the low GA concentration group. In general, the circumferential uniaxial tension and elasticity of the porcine aortic and pulmonary valves were better in the fixed groups than that in the untreated group. There was no significant difference between the GA and GA+solvent groups (p>0.05). Bovine and porcine pericardium also showed no significant difference between the GA group and the GA+solvent group (p>0.05). When comparing between the groups for each experiment, the elasticity tended to be stronger in most of the higher GA concentration group (porcine pulmonary valve, porcine pericardium). On the thermostability testing of the bovine and porcine pericardium, the GA group and the G+solvent group both had a sudden shrinking point at $80^{\circ}C$ that showed no difference (bovine pericardium: p=0.057, porcine pericardium: p=0.227). Conclusion: When fixing xenograft prosthetic devices with GA, adding a solvent did not cause a loss in pressure-tension, tension-elasticity and thermostability. In addition, more functional solvents or cleansers should be developed for developing better xenografts.
배경: 심장 수술의 발전과 함께 자기 조직이 아닌 다른 인공 보철편의 필요가 늘어나 그에 따른 다양한 대체제가 연구 개발, 이용되고 있다. 본 연구는 더 나은 인공 조직보철편의 개발을 위해 이종이식 판막(돼지)과 심낭(돼지, 소)을 고정액에 따른 조직의 물리적 성질의 변화와 장력의 관계, 탄력도 변화, 열성 안정성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 이종이식 판막과 심낭을 처리하지 않은 그룹(fresh), glutaraldehyde (GA)로 고정한 그룹, glutaraldehyde (GA)에 ethanol 등과 같은 용매(solvent)를 첨가하여 고정한 그룹 세 그룹으로 나누어 검사하였다. 1) 각각의 군을 물리적 활성도 검사를 시행하였다. 2) 각 군별로 이종이식편의 일방향성 장력과 탄력도를 검사 비교하였다. 3) 소 심낭과 돼지 심낭을 각군 간에 열성 안정성 검사를 시행하였다. 결과: 1) 물리적 활성도 검사에서 촉진시 유의한 차이가 없었고, 봉합과, 신장도면에서 저농도 GA에 비해 GA+용매 처리군이 좀더 단단하게 느껴졌다. 2) 일반적으로 돼지의 대동맥, 폐동맥 판막의 원주방향 일방향성 장력과 탄력도는 아무것도 처리하지 않은 것보다 GA 혹은 GA+용매 처리 시 나아졌고, GA 혹은 GA+용매로 처리한 것 간에는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 소와 돼지의 심낭의 경우에도 GA 혹은 GA+용매로 처리한 것 간에는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 3) 각 실험과 군간에 GA 농도별로 비교 시 모든 군에서 그렇지는 않았지만, 고농도로 GA로 처리한 군(돼지의 폐동맥 판막, 돼지 심낭)에서 탄력도가 더 증가하는 경향이었다. 4) 소와 돼지 심낭 절편의 열 안정성 검사에서 GA 처리군과 GA+용매로 처리군간에 급격 수축 시점이 $80^{\circ}C$로 서로 차이가 없었다(소 심낭: p=0.057, 돼지 심낭: p=0.227). 결론: 이종 이식 보철편의 GA 고정 시 용매의 첨가는 압력-장력, 압력-탄력도, 열성 안정성 등 물리적 손실은 가져오지 않는 것으로 생각되며, 계속해서 더 나은 이식 보철 편 개발을 위한 여러 기능성 용매의 사용이나 세정 액의 연구개발이 필요하다.
