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문제 정의
- 이에 본 저자들은 쉽게 구할 수 있는 돼지의 대동맥 판막, 폐동맥 판막과 소의 심낭을 이용하여 판막 제작에 대한 연구를 하고자 하였다. 돼지 대동맥 판막과 폐동맥 판막을 글루타알데하이드(GA) 고정 전과 고정 후 각각 직경, 판막엽 간 길이, 접합면 간의 길이, 판막엽의 높이, 접합 면 높이를 측정하여 각 구조물의 수치 및 비율을 계량화하고, 이 비율과 소의 심낭, 스텐트를 이용하여 외부 직경을 19 mm부터 33 mm까지 다양한 크기의 판막을 제작하기 위한 도안을 하고자 하였다.
- 이에 저자들은 돼지의 대동맥 판막과 소의 심낭을 이용해 판막 제작을 하고자 하였으며, 또한 돼지 대동맥, 폐동맥 판막의 수치를 계량화하여, 고정된 돼지 대동맥 판막과, 소의 심낭 및 스텐트를 이용해 조직 판막의 도안과 국내 개발을 시도하고자 하였다.
제안 방법
- 25마리의 돼지 판막을 대상으로 GA에 고정하여 각 수치를 측정하였고, 특이한 점은 돼지 대동맥 판막은 우측 관상동맥 첨판(right coronary cusp)이 상대적으로 제일 크고, 비 관상동맥 첨판(non coronary cusp)이 가장 작았다. 이는 Sim 등이 보고한 것처럼 돼지 대동맥 판막간 크기와는 같았지만, 사람 대동맥 판막에서 비 관상동맥 첨판(non coronary cusp)이 가장 크고, 좌측 관상동맥 첨 판(left coronary cusp)이 가장 작은 것과 차이를 보였다[7].
- Table 6과 같이 폐동맥 판막이나 판막 도관을 제작하기 위해 각각의 판막 내경에 따라 구조물(mold)의 직경, 둘케, 동(sinus)의 높이, 동(sinus)의 직경 등을 정하였으며, 그것을 제작하기 위한 고정틀과 자연 판막엽과 유사한 원주형 판막엽을 만들기 위한 실리콘 틀을 각각의 내경에 따라 도안하였다. 실리콘 틀은 실리콘으로 주형을 만든 후 그 안에 에폴린 왁스(epolene wax)를 넣어 굳혀 제작하였다(Fig.
- 냉장 상태의 대동맥 판막과 폐동맥 판막의 지방과 근육조직을 제거한 후 0.5% 글루타알데하이드(glutaraldehyde, GA)로 상온에서 7일간 판막엽의 내부와 외부의 물기등을 일정하게 맞춰 판막엽에 걸리는 압력이 동일하도록 자체 제작한 틀에 넣고, 대동맥 판막은 20 cmH20, 폐동맥 판막은 10 cmH20의 부하 압력을 주어 고정하였다. 대동맥 판막의 경우는 관상동맥을 실로 묶어 새지 않도록 만든 후틀에 고정하였다(Fig.
- 대동맥 판막은 우측 관상동맥 첨판(right coronary cusp) 과 좌측 관상동맥 첨판(left coronary cusp) 사이의 접합면 (commissure)을 절개하였고, 폐동맥 판막은 대동맥 판막과 박리 후에 한쪽으로 비스듬하게 휘어 있는 형태를 보이는데, 휘어지는 부분인 무접합 관상동맥 첨판(non facing cusp)과 좌향 관상동맥 첨판(left facing cusp)사이의 접합 면을 절개하였다(Fig. 2, 3).
- 연구를 하고자 하였다. 돼지 대동맥 판막과 폐동맥 판막을 글루타알데하이드(GA) 고정 전과 고정 후 각각 직경, 판막엽 간 길이, 접합면 간의 길이, 판막엽의 높이, 접합 면 높이를 측정하여 각 구조물의 수치 및 비율을 계량화하고, 이 비율과 소의 심낭, 스텐트를 이용하여 외부 직경을 19 mm부터 33 mm까지 다양한 크기의 판막을 제작하기 위한 도안을 하고자 하였다.
- 따라서 스텐트 제작상의 복잡함을 제거하기 위하여 응용된 LCC : NCC : RCC=1.00 : 0.92 : 1.00의 비로 정하여 돼지 대동맥 판막을 스텐트에 결합시 계량화하였다.
- 스텐트 제작시 판막의 높이를 지탱해주는 삼각 다리 (stent post)간의 거 리는 LCC : NCC : RCC=L00 : 0.92 : L00의 비율을 응용하여 제작하였다(Fig. 6).
- ,e height)는 가장 큰 첨판인 RCC를 기준으로 하여 판막 내경과 위에서 구한 비율을 이용하여 계산하였다. 실제 제작하는 스텐트 높이(actual manufacture stent height)는 소수 둘째 자리까지 측정하여 제작하기 복잡하기에 수치를 단순화하였다. 결국 스텐트의 제작은 실제 기술상 직경 대비 높이는 소수점 이하를 고려하면 그 비율은 1.
- 아무런 처리를 하지 않은 돼지 폐동맥 판막, GA 용액에 고정한 상태의 돼지 폐동맥 판막의 각 수치를 응용하여, 판막의 높이, 판막엽의 길이, 교련부 높이 등을 참고하였다.
- 미지수이다. 이 부분에 대한 연구가 필요할 것으로 생각되지만, Li 등에 따르면 상행 대동맥과 폐동맥에 있어 사람과 돼지 간에 역학적 특성에 큰 차이가 없다고 알려져 있으몌 11], 현재 조직 판막으로 돼지 판막을 널리 사용하고 있고, 사람의 대동맥 판막을 직접 구하기 어려워 본 저자들은 판막 구조물의 수치의 계량화를 위해 사람 대신 사람의 심장구조와 비슷한 돼지의 대동맥 판막을 이용하여 연구하였다.
- 판막 의외 경을 19 mm에서 33 mm까지 정하고 스텐트의 두께를 빼서 판막 내경을 구할 수 있었다. 이전 돼지 판막에서 정한 비율과, 판막 내경, 제작시 필요한 두께 등을 고려하여 판막의 높이 등의 수치를 정하였다(Fig. 4).
- 절개하여 펼친 판막 밑면(base)의 각 판막엽 간 길이(1, 2, 3)와 접합면 간의 길이(4, 5, 6), 판막엽의 높이(7, 8, 9), 접합면 높이(10, 11, (2)를 각각 측정하였고, GA로 고정된 판막의 경우는 각 접합면의 정점을 잇는 삼각형 각 변의 길이(13, 14, 15)도 측정하였다.
- 판막 도관을 처리하기까지 4도에서 냉장보관 하였고, 적어도 6시간 내에 조직의 처리 및 판막 도관의 각 부위 치수를 측정하였다.
- 구하였다. 판막높이(val.,e height)는 가장 큰 첨판인 RCC를 기준으로 하여 판막 내경과 위에서 구한 비율을 이용하여 계산하였다. 실제 제작하는 스텐트 높이(actual manufacture stent height)는 소수 둘째 자리까지 측정하여 제작하기 복잡하기에 수치를 단순화하였다.
- 판막의 각 부위를 Absolute Digimatic Calipers (CD-15CPX, Mitutoyo Corp, , Japan)를 사용하여 장력을 최소화하면서 조직을 완전히 편 상태로 소수점 둘째 자리까지 측정하였고, 각 부위를 동일한 방법으로 3회씩 측정하여 그 평균을 대표값으로 하였다.
- 25% (2-15%) 가량 다른 판막 첨판에비해 컸다. 판막의 높이는 판막엽의 크기에 비례하였다.
대상 데이터
- 가락시장 내에 위치한 도축장에서 건강한 25마리 돼지 (200-300 kg)의 대동맥 판막과 폐동맥 판막 도관을 적출하고, 생리 식염수로 여러 차례 세척하였다. 인산염 완충식 염수(phosphatate buffered saline, PBS, 0.
- 스텐트의 재질은 박동에 대해 피로 누적도가 좋다고 알려져 있는 nitinol을 사용하였다(Fig. 5)[8],
- 측정을 위해 사용한 판막은 GA용액의 부하 압력을 받아 이완기 상태인 판막엽이 모두 펴져 닫힌 상태로 고정된 형태이며, 3개의 판막엽으로 이루어진 판막만을 사용하였다.
성능/효과
- GA로 고정한 돼지 대동맥 판막의 LCC : NCC : RCC의비율은 첫째 판막 밑면(base)의 각 판막엽 간 길이의 비 = 0.35 : 0.31 : 0.34이고, 둘째 접합면 간의 길이의 비는 0.34 : 0.31 : 0.35이며, 셋째 각 접합면의 정점을 잇는 삼각형 각 변의 길이의 비 (GA 고정한 판막의 경우)는 0.34 : 0.31 : 0.35로 측정되었다. 위 세 가지 경우의 세 변의 길이에 대한 비의 평균을 구하면 0.
- 35로 측정되었다. 위 세 가지 경우의 세 변의 길이에 대한 비의 평균을 구하면 0.34 : 0.31 : 0.35로 나오며, 판막의 stent post의 간격을 구하기 위해 2번과 3번의 비의 평균을 구한 비 역시 0.34 : 0.31 : 0.35로 계산되었다.
후속연구
- 생각된다. 또 현재 조직 판막에서 문제점으로 지적되는 판막의 내구성 및 판막엽의 석회화, 판누스(pannus) 형성 등에 대한 문제점[기을 극복하기 위해 돼지 대동맥, 폐동맥 판막이나, 심낭의 처리 [9, 13, 15] 등의 다양한 연구도 필요할 것으로 생각한다.
- 또한 대동맥, 폐동맥 판막의 2, 3차원적인 기하학적 구조를 분석하고, 해부학적 특성을 이해하여 판막 성형 재건술 시 보다 나은 결과를 줄 수 있을 것으로 기대한다.
- 본 저자들이 구한 데이터를 이용하여 제작한 판막 및 도관을 실제 동물에게 적용하는 체 내외의 실험이 필요할 것으로 생각된다. 또 현재 조직 판막에서 문제점으로 지적되는 판막의 내구성 및 판막엽의 석회화, 판누스(pannus) 형성 등에 대한 문제점[기을 극복하기 위해 돼지 대동맥, 폐동맥 판막이나, 심낭의 처리 [9, 13, 15] 등의 다양한 연구도 필요할 것으로 생각한다.
- 이처럼 돼지 대동맥 판막을 이용한 형태와 좀 더 쉽게 구할 수 있는 소의 심낭과 니티놀 스텐트를 이용하여 판막을 고안 개발하고자 하였디L 향후 판막의 내구성, 판막엽의 석회화 등을 줄이기 위해 조직의 처리 방법 등에 대한 연구 및 실제 제작한 판막의 생체 내외 실험, 대동물 이식 실험도 필요할 것으로 생각한다.
- 하지만 돼지는 사람과 다르게 4다리로 걷는 동물로서 심장이 사람의 직립보행에 비하여 보다 횡(*) transvei 으로위치하며, 헐류입구와 출구의 각도도 다르고, 폐동맥은 보다 연하고 얇으며 또한 중력도 다르게 미칠 수 있기 때문에, 비록 사람의 심장과 대략의 구조가 비슷하지만 돼지 판막을 이용할 시에는 그러한 영향들에 대한 보다 자세한 연구가 필요하다[9].
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