Abstract
Background: As life expectancy has been increased, the cardiac valve disease has been increased. In past, mechanical valve for valve replacement surgery was used widely, but it has many weaknesses, such as hemorrhage, teratogenic effect caused by warfarin, acute mechanical failure, taking warfarin during life, etc. So, the tissue valve is used widely and researches for durability of tissue valve are in progress. Tissue valves being used are all imported in Korea, and there is a lack of information on its geometry and design. So, we studied the geometry of porcine aortic and pulmonary valve, and tried to suggest theoretical basis for making the aortic and pulmonary valve. Material and Method: We harvested aortic and pulmonary valves of 25 pigs and measured the geometry of valve at fresh and glutaraldehyde (GA) fixed state. In each group, we measured the diameter of the base, diameter of commissure, valve height, commissural height, etc. Also, for making implantable porcine and bovine pericardial valve, we designed the valve stent form, thickness, height, and leaflet size, form, thickness by different size of valve. Result: The aortic and pulmonary valve geometry and ratio were measured in each group. The right coronary cusp of aortic valve and right facing cusp of pulmonary valve was bigger than other cusps and non coronary cusp was smaller than others (RCC: NCC : LCC=1 : 0.88 : 1). Valve height was correlated to the leaflet size. We designed the outer diameter of stented porcine aortic valve from 19 mm to 33 mm and designed stent height and width, using previous measured ratio of each structure, stent thickness, working thickness (for making valve). Also, we designed the size of stent and form for stented bovine pericardial valve, considering diameter of valve, leaflet length, height and leaflet minimum coaptation area. Conclusion: By measuring of 25 pig's aortic and pulmonary valve geometry and ratio, we can make theoretical basis for making implantable stented porcine valve and bovine pericardial valve in various size. After making implantable valve using these data, it is necessary to do in vivo and in vitro researches, furthermore.
배경: 사람의 수명이 연장되면서 판막 질환이 점차 증가하는 가운데, 과거에는 심장 판막 이식에 기계 판막을 많이 사용하였으나, 혈액 응고 장애로 인한 출혈, 임신 시 태아의 기형 가능성, 판막의 급성 기계적 작용 부전, 평생 약을 복용해야 하는 불편함 등의 여러 합병증이 동반되는 단점이 있어, 조직 판막 사용이 증가하고 있고, 그 내구성을 높이기 위한 연구와 관심이 점차 증가하고 있다. 현재 사용하는 조직 판막은 외국계 회사의 수입된 제품으로서 그 구조나 도안에 이론적인 제안 등이 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 돼지의 대동맥 및 폐동맥 판막의 구조에 대한 기하학적 분석을 시행하고, 각 수치를 계량화, 분석하여 그 3차원적 구조를 이해하여 대동맥 판막과 폐동맥 판막을 만들 수 있는 이론적 배경을 제시하고자 하였다. 대상 및 방법: 도축한 25마리의 돼지에서 채취한 대동맥 판막과 폐동맥 판막을 신선한 상태에서, 그리고 글루타알데하이드(GA) 용액으로 고정한 상태에서 판막의 각 구조물 수치를 2차원적으로 측정하여 그 배율을 계량화하고 분석하였다. 신선한 상태와 글루타알데하이드(GA) 용액으로 고정한 상태에서 판막엽 간 길이, 접합면 간 길이, 판막엽의 높이, 접합면 높이를 각각 측정하였다. 또한 이식 가능한 판막을 제작하기 위하여 스텐트의 도안으로 모양, 유순도에 따른 스텐드의 두께, 높이, 간격 및 판막 크기에 따른 심낭 판막엽의 크기, 모양, 두께 등을 도안하였다. 결과: 돼지 대동맥과 폐동맥 판막의 수치 및 각 구조물들의 배율을 구하였다. 대동맥 판막 및 폐동맥 판막은 각각 우측 관상동맥 첨판 및 우향 관상동맥 첨판의 크기가 상대적으로 제일 컸다. 무접합 관상동맥 첨판이 가장 작았으며(우향 관상동맥 첨판: 무접합 관상동맥 첨판: 좌향 관상동맥 첨판=1.00 : 0.88 : 1.00), 판막의 높이는 첨판의 크기에 비례하였다. 스텐트를 사용한 돼지 대동맥 판막은 외측 직경 크기를 19 mm부터 33 mm까지 정하였고, 이전에 정한 비율 및 스텐트 두께, 그리고 실제 판막 제작에 필요한 봉합 두께와 판막 주변 벽의 두께 등을 고려하여 스텐트의 높이 ($R{\times}1.4$, R: radius, 직경), 폭, 간격 수치를 정하였으며, 심낭을 이용한 판엽은 판막의 직경, 각 첨판 길이 ($2{\times}R$), 높이 ($R{\times}1.4$)와 첨판의 최소 접합면을 고려하여 스텐트 크기와 함께 모양을 도안하였다. 결론: 25개의 돼지 대동맥 판막과 폐동맥 판막의 구조물에 대한 수치를 측정하여 판막들의 기하학적 비율을 계산하고, 여려 크기의 이식형 돼지 대동맥 판막을 만들어 볼 수 있었으며, 또한 소의 심낭을 이용하여 다양한 표기의 판막을 만들어 볼 수 있는 이론적 근거를 만들 수 있었다. 향후 이러한 도안의 판막 제작 후 충분한 생체 내외의 실험 및 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
