Abstract

Our goal is evaluate three different fixing solutions of the bovine pericardium used in heart valve bioprostheses. We have done pericardiectomy in four mice. We impIantet the pericardium at the near scapular area of the other four mice under intraperitonel anesthesia. On the other hand we treated three pieces of bovine pericardium with three different solutions and ve implanted these pieces at the near scapular area of three different mice. At the end of thirty days, we mea sured the calsification with atomic absorption spectrophotometer and discused our result. We measured that the glycerol of the mouse pericardium was minimal. The calcifitaion of the bovine pericardium treated with glycerol was less than those with gluteraldehyde + formalde- hyde. Pericardium treated with glycerol + formaldehyde had maximurn calcification.

Kalp kapak replasmanı konusunda biyolojik kapakların kullanılması fikri ilk kez 1950'li yıllarda deneysel çalışmalarla ortaya çıkmıştır.Mekanik kapakların yıllar boyunca kullanımları sırasında trombeombolizm, hemodinamik performans, hemoliz ve dayanıklılık yönünden pek çok dezavantajlarının ortaya çıkması ve yapıların dan kaynaklana gürültülü çalışma gibi nedenler biyolojik kapakların geliştirilmesine zemin hazırlamıştır.

Biyolojik kapaklar, hemolog doku kapakları, heterolog doku kapakları ve otolog doku kapakları olarak sınıflandırılabilir.

Biyolojik kapaklarda yerleşmiş sterilizasyon, fik- sasyon ve hazırlama yöntemleri şu şekilde özetlene- bilir.

1- Sterilizasyon metodları,

A) Kimyasal,

i) Etilen oksit

ii) Beta propiyonolakton,

iii) Formaldehit,

iv) Gluteraldehit,

B) İrradiasyon

C) Antibiyotikler,

2- Fiksasyon metodları

A) Taze doku kullanımı,

B) Formalin ile fiksasyon

İnsan dışı kaynaklardan elde edilen kapaklar te melde domuz ve sığırdan alınmakladır. Başlangıçta xenogreftler organik civatuzu solüsyonları veya %4' lük formaldehit ile muamele edilmekteydi. Ancak, formaldehitin kollajenin kimyasal çapraz bağlarını zayıflattığı ortaya çıkınca kollajen çapraz bağlanımı kolaylaştıran ve dayanıklılığını arttıran gluteraldehit kullanıma girmiştir. Glutaraldehit ölü dokuyu iyi bir şekilde saklamakta ve antijenisitesini azaltmaktadır.[1]

Ancak gluteraldehit ile muamele edilen gerek do- muz aort kapaklarında gerekse sığır perikardında kalsifikasyona bağımlı klinik yetmezlik en sık rastla- nan durumdur ve günümüzdeki araştırmalar bu ko- nuda yoğunlaşmaktadır. Bir yandan sığır perikar- dının hangi bölgelerinin daha dayanıklı olduğu araş- trılırken [2] bazı araştırıcılar ferrik klorid (FeCl3) ve sodyumetanhidroksildifostanat'ın biyoprostetik do- kularm kalsifikasyonuna etkisini araştırmaktadır.[3]

Alfaaminoleik asit perikart kalsifikasyonunu azaltmak için denenen diğer bir kimyasal madde ola rak incelenmektedir.[4] Denenen kimyasal tespit mad deleri arasında gluteraldehit, formaldehit ve glisero lün çeşitli kombinasyonları da yer almaktadır.

Tübitak MAM bünyesinde yaptığımız araştır malar iki yönlü ilerlemektedir. Birincisi, stent olarak kullanacağımız titan karbür malzemesinin toz met- alürjisi yöntemi ile hazırlanması ve pirolitik karbon kaplaması çalışmalarıdır. İkincisi, sığır perikardının kalsifikasyon oranını azaltmaya yönelik kimyasal tespit maddelerinin denendiği hayvan deneyleridir.

Bu yazımızda, sığır perikardının kalsifikasyonu ile ilgili olarak yaptığımız fare deneyinin birinci aşama raporunu sunuyoruz.

Methods

Hayvan deneyi amacı ile onbir adet fare kulla nıldı. Fareler ortalama 6-8 haftalık ve ortalama 15-20 gram idi. Deney materyali olarak fare perikardı ve sı- ğır perikardı kullanıldı.

Fare perikardı ile cilt altı implantasyon yapılan kontrol grubu:

Dört adet fare feda edildi. Sekiz kat büyütmeli mikroskop altında perikardiyektomi yapıldı. Diğer dört adet fareye intraperitoneal olarak 100 mikrolitre ketalar+rompun enjekte edilerek anestezi uygulandı. Daha Önce çıkarılan perikard materyali farelerin sağ skapula altına yapılan keşiden cilt altına yerleştirildi. Cilt Agrafla kapatıldı, Fareler 37 °C sıcaklıktaki etüvde uyanmaya bırakıldı. Fareler uyandıktan sonra sağlık durumlarında bir bozulma olmadı.

Sığır perikardı ile ciltaltı implantasyon yapılan araştırma grubu:

Sığır perikardı yaklaşık olarak bir santimetre kare- lik parçalar halinde kesildi. Perikardın sağ atriyumu .saran kısmı tercih edildi. Perikard yaklaşık olarak 400 mikrometre kalınlığında ölçüldü. Üç değişik kimya- sal çözelti kullanıldı:

1) Sığır perikardından alınan birinci parça 140 mi- ligram ağırlığındaydı; %0.625 glutaraldehit + %4 formaldehit ile 5 dakika muamele edildi.

2) Sığır perikardından alınan ikinci parça 90 mili- gram ağırlındaydı; %98'lik gliserol ile 5 dakika mua- mele edildi.

3) Sığır perikardından alınan üçüncü parça 136 miligram ağırlığındaydı; %98 gliserol + %4 formalde hit ile 5 dakika muamele edildi.

Sığır perikardı METPLER H-31 cihazı ile tartıldı. Hassasiyet 0.0001 gramdır.

Üç adet fareye intraperitoneal olarak 100 mikrolit re ketalar+rompun enjekte edilerek anestezi uygulan dı. Farelerin sağ skapula altına bir santimetrelik cilt kesişi yapıldı, cilt altı serbesleştirildi ve her fareye bir perikard parçası implante edildi. Fare cildi agraflandı, fareler 37 derece etüvde uyanmaya alındı. Birinci par ça implante edilen fare sağ kulak kartilajı, ikinci parça implante edilen fare sol kulak kartilajı rezeksiyonu ile işaretlendi. Üç numaralı perikard implante edilen fa reye rezeksîyon yapılmadı.

Results

Fare perikardı ile yapılan ve hiçbir kimyasal mad- de kullanılmayan deneyde fare perikardları ortalama 0.5 mgr ağırlığında idi. Kalsifikasyon oranı atomik absorbsiyon spekrrofotometresi ile yapılan incele mede 0.15 mikrogram/miligram olarak saptandı. Sığır perikardından alınan birinci parça 140 mi ligram ağırlığındaydı; %0.625 gluleraldehit + %4 formaldehİt ile 5 dakika muamele edildi. Kalsifikas yon miktarı 52 mikrogram/miligram, ikinci parça 90 miligram ağırlığındaydı; %98'lik gliserol ile 5 dakika muamele edildi kalsifikasyon miktarı 5 mikrogram/ miligram, üçüncü parça 136 miligram ağırlığındaydı; %98 gliserol + %4 formaldehit ile 5 dakika muamele edildi. Kalsifikasyon miktarı %mikrogram/miligram olarak bulundu. Literatürde %99.5'lik gliserol kulla nılmasına karşın biz deneylerimizde %98'lik gliserol kullandık.

Discussion

Benzer kimyasal maddelerle rat deneyi yapan Lian ve Ark. [5] gliserol ile muamele edilen sığır pe- rikardının 70 günde 6.92+4.46 mikrogram/miligram oranında kalsifiye olduğunu bildirmektedirler. Bizim 30 günlük fare deneyimizde daha düşük konsantras- yonda gliserol kullanmamıza karşın perikardın kalsi- fikasyon oranı daha yüksek bulundu. Diğer solüs- yonlarla muamele edilen perikard parçalarında ise li- teratür verisine oranla daha düşük kalsifikasyon ora- nı saptandı. [5] Bizim bu ilk aşama çalışmamızda de- ney hayvanı sayımız, istatistiki bir kıyaslama yapma- mıza olanak vermemekle birlikle kendi deneklerimiz sonucunda aldığımız veriler hiçbir kimyasal madde ile muamele edilmeyen perikard dokusunun 30 gün fare cilt altında kaldıktan sonra eser miktarda kalsi- fiye olduğunu, yalnızca %98'Iik gliserol ile muamele edildiğinde kalsifikasyon miktarının az, gluteralde- hit+ formaldehit ile muamele edildiğinde 30 günde perikardın orta derecede kalsifiye olduğunu, glis- erol+ formaldehit ile muamele edildiğinde en yüksek kalsifikasyon oranını oluşturduğunu göstermektedir.

Halen çalışmalarımız denek sayımızı ve kullan dığımız kimyasal madde sayısını arttırmak yönünde devam etmektedir.

References

1) Akçevin A, Bozer AY: Yapay kalp kapaklan. Bozer AY: Kalp hastalıkları ve Cerrahisi, H.Ü. Tıp Fak. Toraks ve Kalp Damar Cerrahisi Bölümünü Geliştir- me Derneği, Ankara 1985. s.1015.

2) Simionescu D, Simionescu A, Deac R: Mapping of gluteraldehyde-treated bovine pericardium and tis- sue selection for bioprosthetic heart valves. J Biomed Mater Res, 1993. 27:697.

3) Hich D, Drader J, Pathak YV, et all: Synergistic inlıi- bition of the calcification of glutaraldehyde pretreat- ed bovine pericardium in a rat subdermal model by FeCl3 andethanehydroxdiphosphonate: preincuba- tion and polymeric controlled relaase studies. Bio- materials, 1993. 14:705.

4) Girardot MN, Torrianni M, Girardol JM: Effect of AOA glutaraldehydefixed bioprosthetic heart valve cusps and valis: binding and calcification studîes. Int J Artif Organs, 1994.17:76.

5) Liao K, Gong G, Hoffman D, Seifter E, et al: Spon- loneus host endothelial growth on bioprosthetic valves and its relation to calcification. Eur. J Cardiot- horac Sıırg, 1993. 7:591.