Effect of Diamine Bridges Using L-lysine in Glutaraldehyde Treated Porcine Pericardium

Background: Various studies and experimental trials have been done to develop bioprosthetic devices to treat complex congenital heart disease due to the limited usage of homograft tissue. The purpose of the present study was to evaluate the effect of diamine bridges with using L-lysine, as compared with using ethanol. Material and Method: Porcine pericardium was fixed at 0.625% GA (commercial fixation). An interim step of ethanol (80%; 1 day at room temperature) or L-lysine (0.1 M; 2 days at $37^{\circ}C$) was followed by completion of the GA fixation (2 days at $4^{\circ}C$ and 7 days at room temperature). The tensile strength and thickness of the porcine percardium were measured, respectively. The treated pericardiums were implanted subcutaneously into three-week old Long-Evans rats for 8 weeks. The calcium content of the implants was assessed by atomic absorption spectroscopy and the histology. Result: Ethanol pretreatment ($13.6{\pm}10.0ug/mg$, p=0.008), L-lysine pretreatment ($15.3{\pm}1.0 ug/mg$, p=0.002), and both treatment ($16.1{\pm}11.1ug/mg$, p=0.012) significantly inhibited calcification, as compared with the controls $(51.2{\pm}8.5ug/mg)$. L-lysine pretreatment ($0.18{\pm}0.02mm,\;1.20{\pm}0.30kg$ f/5 mm) significantly increased the thickness and tensile strength, as compared with ethanol pretreatment ($0.13{\pm}0.03mm,\;0.85{\pm}0.36$ 1.0 kg f/5 mm) (p<0.01, p=0.035). Conclusion: The diamine bridges using L-lysine seemed to decrease the calcification of porcine pericardium fixed with glutaraldehyde, and this was comparable with Ethanol. Additionally, it seemed to enhance the thickness and tensile strength.

글루타르알데하이드 고정 돼지 심낭에서 L-lysine를 이용한 Diamine Bridge 효과

배경: 폐동맥 판막 협착 혹은 형성 부전을 동반한 여러 선천성 심장기형의 수술적 치료를 위하여, 다양한 종류의 우심실-폐동맥간 도관이 사용되었다. 장기 성적이 우수한 냉동동종 이식편(cryopreserved homograft)의 공급의 제한으로 이를 대체할 이종 조직 이식편의 석회화 방지를 위한 효과적인 기법의 확립이 필요하다. 본 연구에서는 L-lysine을 이용한 diamine bridge의 항석회화 효과를 Ethanol과 비교하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 0.625% glutaraldehyde ($4^{\circ}C$에서 2일, 상온에서 7일간) 고정한 돼지 심낭을 80% Ethanol (상온에서 1일), 혹은 0.1M L-lysine ($37^{\circ}C$에서 2일)로 처리 한 후 각각의 두께(thickness)와 장력(tensile strength)을 측정하였다. 각각의 항석회화 처리한 돼지 심낭을 생후 3주된 쥐의 피하조직에 이식하고 8주 뒤 칼슘을 정량하고 조직학적 소견을 관찰하였다. 결과: 0.625% glutaraldehyde 고정만 시행한 군$(51.2{\pm}8.5ug/mg)$과 비교하여 0.625% glutaraldehyde 고정 후에 80% Ethanol 처리한 군($13.6{\pm}10.0ug/mg$, p=0.008)과, 0.625% glutaraldehyde 고정 후에 L-lysine 처리한 군($15.3{\pm}1.0ug/mg$, p=0.002), 그리고 0.625% glutaraldehyde 고정 후에 80% Ethanol과 L-lysine 처리한 군($16.1{\pm}11.1ug/mg$, p=0.012)은 통계적으로 의미 있게 칼슘의 침착량이 적었다. 0.625% glutaraldehyde 고정 후에 80% Ethanol 처리한 군의 두께와 장력은 각각 $0.18{\pm}0.02mm,\;1.20{\pm}0.30kg$중/5mm로 0.625% glutaraldehyde 고정 후에 L-lysine 처리한 군의 $0.13{\pm}0.03mm$, $0.85{\pm}0.36$ 1.0kg 중/5mm 보다 증가되어 있었다(p<0.01, p=0.035). 결론: L-lysine을 이용한 diamine bridge는 Ethanol과 비교하여 비슷한 항석회화 효과를 보여 주었으며 Cross-link를 증가시켜 이종 이식편의 두께와 장력을 증가시켜 주는 효과가 있었다.