• Journal of Chest Surgery
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• 제42권4호
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• pp.409-417
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• 2009

배경: Glutaraldehyde로 고정한 이종 조직을 인체 내에 장기간 이식 시 발생하는 기능부전의 주된 병변은 석회화이며, 이는 심혈관 수술에 사용되는 이종 조직 이식편(heterograft)의 내구성을 감소시키는 중요한 요인들 중 하나이다. 이 연구에서는 glutaraldehyde로 고정한 소 심낭에 ethanol 및 아미노산을 이용한 항석회화 처리를 하여 그 효과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 소 심낭 조직을 5개의 군으로 나누어 실험하였다. 1군은 glutaraldehyde 고정만 시행하였고, 2군은 상용화된 소 심낭 판막 조직(Carpentier-Edwards PERIMOUNT)을 사용하였으며, 3군은 glutaraldehyde 고정 후 ethanol 처리, 4군은 glutaraldehyde 고정 후 ethanol 및 L-glutamic acid 처리, 5군은 glutaraldehyde 고정 후 ethanol 및 homocysteic acid처리를 하였다. 처리한 조직들의 미세구조를 광학 및 전자현미경으로 검사하였다. 각 군당 8$\sim$10개씩의 심낭 조직들을 쥐의 피하 조직에 3$\sim$4개월간 이식한 후 수거하여 각각의 칼슘 함량을 측정하였다. 결과: Glutaraldehyde 고정만 한 조직 및 다양한 항석회화 처리를 한 조직들 모두 조직 내 콜라겐 섬유들의 구조가 잘 유지되고 있었다. 2, 3, 4, 5군의 칼슘 함량(각각 13.46$\pm$11.74, 0.33$\pm$0.02, 0.3910.08, 0.42$\pm$0.06$\mu$g/mg)은 1군의 칼슘 함량(149.97$\pm$28.25$\mu$g/mg)과 비교하여 모두 유의하게 낮았다(p<0.05). 3, 4, 5군의 칼슘 함량은 2군의 칼슘 함량과 비교하여 모두 유의하게 낮았다(p<0.05). 결론: 쥐 피하 이식 모델을 이용한 단기간 생체내 이식실험 결과, glutaraldehyde로 고정한 소 심낭에 ethanol을 단독으로 처리하거나 ethanol과 아미노산(L-glutamic acid 혹은 homocysteic acid)을 함께 처리한 경우 모두 항석회화 처리를 하지 않은 소 심낭 조직과 비교하여 우수한 항석회화 효과를 나타냈다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제31권10호
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• pp.919-923
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• 1998

연구배경: 인체에 이식된 동종 혹은 이종조직은 궁극적으로 석회화 변성이 일어난다. 저자들은 독자적인 항석회화 처리법을 이용해 석회화에 내구성을 가진 심혈관용 조직첨포를 개발하였다. 재료 및 방법:도축장에서 채취한 신선한 소의 심막을 Hank 용액에 담아 실험실로 이송하였다. 불필요한 부분을 절제해 낸 심낭조직을 0.65% glutaraldehyde 용액(4$^{\circ}C$)에 1주일 동안 저장한 다음 phophate-buffered saline 용액(pH 7.4)로 세척하였다. 이후 2.5% 술폰산화 폴리에틸렌옥사이드(PEO-SO3) 용액으로 실온에서 2일 동안 처리한 다음 4$^{\circ}C$ NaBH4용액으로 16시간 동안 환원시켰다. 실험은 글루타르알데하이드 용액으로만 처리한 심막첨포와 항석회화 처리된 심막첨포를 각각 대조군(GA군, n=4)과 실험군(PEO-SO3군, n=4)으로 나누어 혈관벽에 이식하여 석회화 변성 정도를 비교하였다. 실험모델은 성견의 폐동맥과 대동맥 벽의 일부를 절제한 후 심막첨포로 재건하는 방법을 이용하였고, 수술 후 평균 1개월 째에 이식된 첨포를 적출하여 조직병리 변화와 칼슘 및 인 함량을 측정하였다. 결과: 실험군이 대조군에 비해 조직 위축 변성, 칼슘(폐동맥; 1.55$\pm$0.29 vs. 6.72$\pm$0.70 mg/g, 대동맥; 7.10$\pm$1.05 vs. 13.81$\pm$2.33 mg/g) 및 인의 침착량 (폐동맥; 2.58$\pm$0.40 vs. 12.60$\pm$3.40 mg/g, 대동맥; 8.11$\pm$1.07 mg/g vs. 19.33$\pm$4.31 mg/g)이 현저하게 적었다 (P<0.01). 결론:이상의 결과에서 PEO-SO$_3$로 처리한 조직첨포는, 비록 단기관찰 결과이지만, 충분한 석회화 내성을 보이며 이 조직첨포의 장기적인 안정성과 적합성에 대해서는 계속적인 연구가 필요할 것이다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권2호
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• pp.157-164
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• 2009

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.

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권6호
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• pp.685-695
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• 2009

배경: 이종조직의 석회화는 기존에 사용된 돼지 판막이나 소 심낭을 이용한 생체 인공조직의 임상 실패의 주된 원인으로 알려져 있다. 최근에 항석회화 효과를 높이고자 기전이 다른 여러 처치를 병합하는 시도들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 작용기전이 다른 ethanol, L-lysine, $NaBH_4$을 병합 처리하였을 때 예상되는 상승 효과를 석회화와 조직의 신축력(elasticity)을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 0.625% Glutaraldehyde ($4^{\circ}C$에서 2일, 상온에서 7일간)고정한 돼지 심낭을 80% Ethanol (상온에서 1일), 혹은 0.1 M L-lysine ($37^{\circ}C$에서 2일), 혹은 0.1 M $NaBH_4$ (상온에서 2일)로 처리 한 후 각각의 두께(thickness)와 장력(tensile strength)을 측정하였다. 각각의 항석회화 처리한 돼지심낭을 생후 3주된 쥐의 피하조직에 이식하고 8주 뒤 칼슘을 정량하고 조직학적 소견을 관찰하였다. 결과: 0.625% glutaraldehyde 고정만 시행한 군($51.2{\pm}8.5$ ug/mg)과 비교하여 80% Ethanol 처리한 군($13.6{\pm}10.0$ ug/mg, p=0.008)과, L-lysine 처리한 군($15.3{\pm}1.0$ ug/mg, p=0.002), 그리고 80% Ethanol과 L-lysine 처리한 군($16.1{\pm}11.1$ ug/mg, p=0.012)은 통계적으로 의미 있게 칼슘의 침착량이 적었지만, $NaBH_4$만 처리한 군($65.7{\pm}61.8$ ug/mg, p=0.653)과 80% Ethanol, L-lysme, $NaBH_4$로 모두 처리한 군($92.9{\pm}58.3$ ug/mg, p=0.288)은 칼슘의 침착량이 더 많았다. 80% Ethanol과 L-lysine으로 처리한 군과 80% Ethanol, L-lysine, $NaBH_4$로 모두 처리한 군의 장력/두께 비율(tensile strength/thickness ratio)은 각각 $7.60{\pm}1.55$, $7.47{\pm}1.85$로 glutaraldehyde 고정만 시행한 군의 $4.75{\pm}1.88$보다 증가되어 있는 경향을 보였다(p=0.76, p=0.33). 결론: Ethanol과 L-lysine을 돼지심낭에 병합처치 하였을 때, Ethanol과 L-lysine을 단독처치 하였을 때와 비교하여, 비슷한 항석회화 효과와 조직의 신축력을 증가시키는 경향을 보였지만 병합처치에 의한 상승효과를 확인하지는 못하였다. $NaBH_4$는 단독처치 혹은 병합처치하였을 때 모두 석회화를 증가시키는 경향을 보였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제31권11호
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• pp.1023-1030
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• 1998

연구배경 : 인체내 이식된 생체조직들은 석회화 변성으로 인해 그 내구성이 단축된다. 이러한 조직들을 이식하기전에 글루타르알데하이드(GA)로 고정후 sulphonated polyethyleneoxide(PEO-SO3)를 결합시키고 또한 조직내 의 잔유 알데히드기를 제거함으로써 석회화에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다 재료 및 방법 : PEO-SO3 처리법과 잔유 알데히드기 제거의 석회화 방지 효과를 알아보기 위하여 GA 고정 후 PEO-SO3로 처리한 소 심낭 첨포를 잔유 알데히드기 제거를 위해 무균 생리식염수에 보존한 saline 군과 0.65% GA 용액 에 보존한 GA군, 그리고 이미 상품화되어 임상에서 사용되고 있는 product군을 8마리 개의 경동맥과 대퇴동 맥 및 복막에 이식하여 6주 후 적출하여 칼슘량 및 병리조직 소견에 대해 알아보았다. 결과 : 경동맥에서 채취한 조직첨포의 칼슘량은 saline군에서 GA군과 product군에 비해 유의하게 적었다 (saline; 2.89$\pm$0.31 vs. GA; 6.14$\pm$1.08 vs. product; 22.82$\pm$5.00 mg/g; p< .05). 대퇴동맥과 복막 이식 첨포에서의 칼슘량 또한 saline군에서 다른 두 군에 비해 가장 적었으나 통계적인 유의성은 없었다. 한편 병리조직 검사에서는 GA군에서 다른 두 군에 비해 조직의 석회화로 인한 변성 파괴가 심하였다. 결론 : 본 연구에서 소 심낭 조직 첨포와 결합한 PEO-SO3는 석회화를 감소시키고 또한 조직내 잔유 알데히드기 를 생리식염수로 세척하여 제거함으로써 항석회화 효과를 증가시킬 수 있었다. 결론적으로 PEO-SO3로 처리한 소 심낭 조직은 석회화 변성에 대한 강한 저항성을 보임으로써 심혈관 첨포나 인공 조직 판막 개발 에 도움를 줄 수 있을 것이다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제43권3호
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• pp.235-245
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• 2010

배경: 심장혈관대체물로서 인체내에 이식된 우심낭의 부전은 석회화 및 기계적 변성에 의하여 이루어지며, 조기 부전의 가장 흔한 원인인 석회화 방지를 위하여 우심낭의 무세포화 처치를 시행하고 알코올 전처치를 포함한 여러 고정 방법을 병행하여 그에 따른 기계적 특성의 변화와 실제 생체 이식 시 석회화 정도를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 우심낭을 신선 상태와, 0.25% Sodium dodecylsulfate를 이용하여 무세포화 처치를 한 상태에서 각각 5가지의 방법을 이용하여 고정을 시행하였다. 5가지의 방법은 (1) 0.5 % glutaraldehyde (GA)로 2주간 처치, (2) 0.5% GA로 5일간 처치, 그 후 2일간 2% GA 처치 후 7일간 0.25% GA로 처치, (3) 0.5% GA로 5일간 처치 후 2일간 2% GA 처치 후 7일간 0.25% GA로 처치, 이후 70% 에탄올로 2일간 처치, (4) 0.5% GA로 5일간 처치 후, 2% GA와 70% 에탄올 혼합액으로 2일간 처치한 후 0.25% GA로 7일간 처치, (5) 0.5% GA로 5일간 처치 후 2% GA, 65% 에탄올, 5% octanediol 혼합액으로 2일간 처치한 후, 0.25% GA로 7일간 처치하여 구분하였다. 각각의 처치 후 조직 검사와 지질 양 측정과 기계적 특성에 대한 검사를 시행하였다. 처치가 끝난 총 10종류의 우심낭편을 쥐의 피하조직에 이식하고 8주가 지난 후 채취하여 석회화의 정도를 측정하였다. 결과: 조직 검사에서 무세포화 후에 특이적인 기질의 변성은 관찰되지 않았으며, 동일한 고정 방법을 사용한 경우 무세포화 처리를 한 우심낭편에서 평균 32% 정도의 장력 저하가 있었고, 유기용매 전처치 시 octanediol을 병행 처치하면 장력 저하를 줄이고 thermal stability를 유지시키는 효과가 있었다. 중성지방과 콜레스테롤의 양은 무세포화 처리에 영향을 받지 않았으며, 유기용매 중 octanediol 전처치를 시행하는 경우 그 양이 더욱 줄어드는 양상을 보였다. 무세포화 처리는 항석회화 효과를 보였으며, 유기용매 전처치를 시행하는 경우 석회화의 양이 더욱 감소하였다. 결론: 유기용매 전처치와 무세포화는 항석회화 효과가 있으며, 무세포화 처치는 우심낭 조직의 기계적 성능의 감소를 가져왔다. 조직의 기질에 손상을 주지 않는 무세포화와 고정방식에 대한 연구는 이종장기 연구 과정에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.