Glutaraldehyde Fixation of Autologous Pericardial Patches

Abstract

Objectives: The aim of our study is to measure ultimate tensile strength and elongation of pericardial patches prepared by a fixation method that can be applied just in the operating room before its implantation. Patients and Methods: Pericardial patches taken from 60 patients of 50-70 years of age who underwent surgery for coronary artery bypass were studied. Pericardial patches cut in horizontal and vertical directions were treated with 0.5%, 1%, 2% concentrations of glutaraldehyde, each for 5, 10, 20-minute durations. Uniaxial tensile test was applied on pericardial samples. Thickness, tensile strength at yield, elongation at yield, tensile strength at break, elongation at break were compared between different fixation groups. Results: Ultimate tensile strength at yield and at break, elongation at yield and at break were found to be highest in pericardial patches treated with 2% glutaraldehyde concentration for five-minute duration. Conclusion: Fixation of pericardial samples by 2% glutaraldehyde concentration for five-minute duration resulted in higher tensile strength and elongation with uniaxial stretching. Further similar studies with biaxial stretching is suggested before application in clinical practice. Turkish Başlık: Otolog Perikard Yamalarının Gluteraldehid ile Fiksasyonu Anahtar Kelimeler: Glutaraldehid; fiksasyon; perikardial yama; germe testi Amaç: Çalışmamızın amacı implantasyondan hemen önce ameliyathanede uygulanabilen bir fiksasyon metodu ile perikardial yamaların gerilme kuvveti ve elastikiyetlerini ölçmektir. Hastalar ve Yöntemler: Koroner bypass ameliyatı geçiren 50-70 yaşları arasındaki 60 hastadan alınan perikard yamaları çalışılmıştır. Yatay ve dikey yönde kesilen perikard yamaları %0.5, %1, %2 konsantrasyonlarındaki gluteraldehid solüsyonu ile 5, 10 20 dakika süreyle muamele edilmiştir. Perikardial kesitler uniaksial germe testine tabi tutulmuştur. Kalınlık, maksimum germe kuvveti, maksimum uzama, kopma kuvveti, kopma uzaması farklı fiksasyon grupları arasında karşılaştırılmıştır. Bulgular: Maksimum germe kuvveti, maksimum kopma kuvveti, maksimum uzama ve kopma uzaması %2 konsantrasyonundaki gluteraldehid solüsyonu ile beş dakika muamele edilen perikard yamalarında en yüksek bulunmuştur. Sonuç: Yüzde ikilik gluteraldehid solüsyonunda beş dakika süreyle muamele edilen perikardial kesitlerde uniaksial germe testi ile daha yüksek germe kuvveti ve uzaması elde edilmiştir. Klinik uygulamaya konmadan önce benzer çalışmaların biaksial germe testi ile yapılması önerilmektedir.

Keywords

• Glutaraldehyde; fixation; pericardial patch; tensile test

Otolog Perikard Yamalarının Gluteraldehid ile Fiksasyonu

Öz

Amaç: Çalışmamızın amacı implantasyondan hemen önce ameliyathanede uygulanabilen bir fiksasyon metodu ile perikardial yamaların gerilme kuvveti ve elastikiyetlerini ölçmektir. Hastalar ve Yöntemler: Koroner bypass ameliyatı geçiren 50-70 yaşları arasındaki 60 hastadan alınan perikard yamaları çalışılmıştır. Yatay ve dikey yönde kesilen perikard yamaları %0.5, %1, %2 konsantrasyonlarındaki gluteraldehid solüsyonu ile 5, 10 20 dakika süreyle muamele edilmiştir. Perikardial kesitler uniaksial germe testine tabi tutulmuştur. Kalınlık, maksimum germe kuvveti, maksimum uzama, kopma kuvveti, kopma uzaması farklı fiksasyon grupları arasında karşılaştırılmıştır. Bulgular: Maksimum germe kuvveti, maksimum kopma kuvveti, maksimum uzama ve kopma uzaması %2 konsantrasyonundaki gluteraldehid solüsyonu ile beş dakika muamele edilen perikard yamalarında en yüksek bulunmuştur. Sonuç: Yüzde ikilik gluteraldehid solüsyonunda beş dakika süreyle muamele edilen perikardial kesitlerde uniaksial germe testi ile daha yüksek germe kuvveti ve uzaması elde edilmiştir. Klinik uygulamaya konmadan önce benzer çalışmaların biaksial germe testi ile yapılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Glutaraldehid, fiksasyon, perikardial yama, germe testi.

References

1. Ghosh PK. On cardiac reconstructions. In: Ghosh PK, editor. Cardiac reconstructions. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag; 1989. p. 1-5.
2. Seybold-Epting W, Chiariello L, Hallman GL, Cooley DA. Aneurysm of pericardial right ventricular outflow tract patches. Ann Thorac Surg 1977; 24:237-40.
3. David TE, Feindel CM, Ropchan GV. Reconstruction of the left ventricle with autologous pericardium. J Thorac Cardiovasc Surg 1987;94:710-4.
4. Kirklin JK, Kirklin JW, Blackstone EH, Milano A, Pacifico AD. Effect of transannular patching on outcome after repair of tetralogy of Fallot. Ann Thorac Surg 1989;48:783-91.
5. Hjelms E, Pohlner P, Barratt-Boyes BG, Gavin JB. Study of autologous pericardial patch-grafts in the right ventricular outflow tracts in growing and adult dogs. J Thorac Cardiovasc Surg 1981;81:120-3.
6. Iguidbashian JP, Follette DM, Contino JP, Pollock ME, Lutrin C, Berkoff HA. Pericardial patch repair of left ventricular aneurysm. Ann Thorac Surg 1993;55:1022-4.
7. Haluck RS, Richenbacher WE, Myers JL, Miller CA, Wise RK, Waldhausen JA. Pericardium as a thoracic aortic patch: glutaraldehyde-fixed and fresh autologous pericardium. J Surg Res 1990;48:611-4.
8. Jayakrishnan A, Jameela SR. Glutaraldehyde as a fixative in bioprostheses and drug delivery matrices. Biomaterials 1996;17:471-84.

9. Sato M, Maeta H, Okamura K, Ohshima N. Relationship between mechanical and hydrodynamic properties of bioprosthesis produced from canine aortic valve. Artif Organs 1985;9:184-91.
10. Lee JM, Boughner DR. Mechanical properties of human pericardium. Differences in viscoelastic response when compared with canine pericardium. Circ Res 1985;57:475-81.
11. Yin FC. Ventricular wall stress Circ Res 1981; 49;829-42.
12. Abe H, Nakamura T, Motomiya M, Konno K, Aria S. Stresses in left ventricular wall biaxial stressstrain relations of the cardia muscle fiber in the potassium arrested heart. Trans ASME J Biomech Eng 1978;100:116-21.
13. Moriarty TF. The law of Laplace. Its limitations as a relation for diastolic pressure, volume, or wall stress of the left ventricle. Circ Res 1980;46:321-31.
14. Carew TE, Vaishnav RN, Patel DJ. Compressibility of the arterial wall. Circ Res 1968;23:61-8.
15. Yin FC, Chew PH, Zeger SL. An approach to quantification of biaxial tissue stress-strain data. J Biomech 1986;19:27-37.