Estudo de membrana biológica em ratos na prevenção de fibrose pós laminectomia

Herculano, Marco Antonio; Tella Jr, Oswaldo Ignácio de; Prandini, Mirto Nelso; Alves, Maria Teresa de Seixas

doi:10.1590/S0004-282X2006000200016

Resumos

Os autores investigaram a aplicação de uma membrana biológica, constituída de cortical óssea bovina descalcificada, em cirurgias de coluna vertebral de ratos, com o intuito de tratar o defeito ósseo minimizando ou impedindo a herniação do tecido muscular para dentro do canal raquidiano pós laminectomia, inibindo a formação de fibrose pós-operatória e avaliando a biocompatibilidade do material. O estudo foi feito utilizando-se de ratos Wistar-EPM, que após intervalos de 8, 16 e 24 semanas, foram sacrificados, sendo removidas as peças cirúrgicas para análise anatomopatológica. A membrana biológica evitou a herniação do tecido muscular para o canal raquidiano, sendo totalmente reabsorvida em todas as peças analisadas, demonstrando sua biocompatibilidade e favorecendo a neoformação óssea e evitando aderências.

membrana biológica; laminectomia; cortical óssea bovina; fibrose

The prevention of fibrosis after lumbar and thoracic laminectomies by avoiding herniation of muscular tissue was studied using Wistar-EPM rats with a biological membrane made of decorticated bone of bovine material. The rats were sacrified after eight, sixteen and twenty four weeks and the materal was sent to anatomopathological study. This membrane proved to be biocompatible and its efficacy was seen by allowing formation of bone and preventing muscular tissue invasion of the epidural space and avoiding adherences.

biological membrane; laminectomy; bovine cortical bone; fibrosis

Estudo de membrana biológica em ratos na prevenção de fibrose pós laminectomia

Inhibition of peridural fibrosis after laminectomy using biological sheet in rat model

Marco Antonio Herculano^I; Oswaldo Ignácio de Tella Jr^II; Mirto Nelso Prandini^III; Maria Teresa de Seixas Alves^IV

Disciplina de Neurocirurgia e Departamento de Patologia da Escola Paulista de Medicina da Universidade Federal de São Paulo, São Paulo SP, Brasil (EPM-UNIFESP)

^IProfessor Adjunto da Disciplina de Neurocirurgia da Faculdade de Medicina de Jundiaí

^IIProfessor Adjunto Livre Docente da Disciplina de Neurocirurgia da EPM-UNIFESP

^IIIProfessor Adjunto da Disciplina de Neurocirurgia da EPM-UNIFESP

^IVProfessora Adjunta do Departamento de Patologia da EPM-UNIFESP

RESUMO

Os autores investigaram a aplicação de uma membrana biológica, constituída de cortical óssea bovina descalcificada, em cirurgias de coluna vertebral de ratos, com o intuito de tratar o defeito ósseo minimizando ou impedindo a herniação do tecido muscular para dentro do canal raquidiano pós laminectomia, inibindo a formação de fibrose pós-operatória e avaliando a biocompatibilidade do material. O estudo foi feito utilizando-se de ratos Wistar-EPM, que após intervalos de 8, 16 e 24 semanas, foram sacrificados, sendo removidas as peças cirúrgicas para análise anatomopatológica. A membrana biológica evitou a herniação do tecido muscular para o canal raquidiano, sendo totalmente reabsorvida em todas as peças analisadas, demonstrando sua biocompatibilidade e favorecendo a neoformação óssea e evitando aderências.

Palavras-chaves: membrana biológica, laminectomia, cortical óssea bovina, fibrose.

ABSTRACT

The prevention of fibrosis after lumbar and thoracic laminectomies by avoiding herniation of muscular tissue was studied using Wistar-EPM rats with a biological membrane made of decorticated bone of bovine material. The rats were sacrified after eight, sixteen and twenty four weeks and the materal was sent to anatomopathological study. This membrane proved to be biocompatible and its efficacy was seen by allowing formation of bone and preventing muscular tissue invasion of the epidural space and avoiding adherences.

Key words: biological membrane, laminectomy, bovine cortical bone, fibrosis.

A idéia de prevenção de futuras complicações no ato cirúrgico com uso de materiais exógenos esteve sempre presente no consciente do cirurgião; no entanto, somente a evolução tecnológica e o controle da resposta imunológica permitiram, na década de 60, o início de tais objetivos. A utilização de material inibidor de fibrose, em pacientes submetidos a cirurgia de hérnia do disco lombar, vem sendo pesquisada com o intuito de diminuir a dor e promover uma menor cicatriz no local, tendo sido utilizados métodos diversos, como enxertos de gordura, barreira biodegradável e barreira de gel^1-8.

Com a técnica de regeneração tecidual guiada, muitas membranas foram desenvolvidas e aperfeiçoadas para serem utilizadas como barreira física. Essa evolução caminhou para o desenvolvimento de membranas biorreabsorvíveis, como a de colágeno I bovino, de ácido polilático, de ácido poliglático e várias outras, utilizadas com resultados satisfatórios em diversos tipos de defeitos ósseos e de tratamentos cirúrgicos^9-14.

O presente estudo tem o propósito de investigar a aplicação de uma membrana biológica, constituída de cortical óssea bovina descalcificada, em cirurgias de coluna vertebral de ratos, com o intuito de tratar o defeito ósseo, minimizando ou impedindo a herniação do tecido muscular para dentro do canal raquidiano, inibindo a formação de fibrose pós-operatória, e avaliar a biocompatibilidade do material.

MÉTODO

Sessenta peças originárias das regiões torácica e lombar, de 30 ratos (Rattus americanus albinus, Rodentia mammalia) da linhagem EPM - Wistar, machos, adultos, com peso entre 230 e 500 mg, média 393,66 mg, foram analisadas por meio de estudo anatomopatológico para determinar o grau das alterações presentes no ensaio.

Os animais foram submetidos a duas laminectomias, uma lombar e outra torácica, simultaneamente, com a utilização de técnica microcirúrgica. O agente anestésico utilizado foi o Zoletil^® 50, de uso veterinário, na dosagem de 50 mg/kg, média 0,80 mg por animal. Quando se fez necessário o espécime foi submetido a complementação com 1/3 a 1/2 da dose inicial.

Quinze animais receberam um implante de membrana biológica constituída de cortical óssea bovina descalcificada, média na laminectomia lombar (50%) e os outros 15 receberam o implante na laminectomia torácica (Figs 1 e 2). Como os animais foram submetidos a laminectomias lombar e torácica, cada qual foi seu próprio controle.

Nenhum animal recebeu substâncias antiinflamatórias para que não houvesse interferência no processo fibrocicatricial e ou na formação da fibrose local pós-operatória, sendo alimentados com ração sem antibióticos e ofertada água, ad libitum.

Dez animais foram sacrificados ao final de oito semanas, sendo retirados os segmentos com os procedimentos cirúrgicos, os quais, devidamente identificados, e submetidos a estudo anatomopatológico, com coloração específica a fim de evidenciar a integração do biomaterial e presença de fibrose local. Desses, cinco tinham o implante na região lombar e cinco na região torácica.

Outros dez animais foram sacrificados ao final de 16 semanas, sendo submetidos ao mesmo procedimento anteriormente descrito. Também nesse grupo cinco animais tinham o implante na região lombar e cinco na região torácica.

Após período de 24 semanas de pós-operatório um novo lote de dez animais foi sacrificado utilizando-se o mesmo protocolo. Nesses também cinco tinham o implante na região lombar e cinco na torácica.

A análise morfológica foi feita utilisando-se a técnica convencional da hematoxilina-eosina (HE), para a identificação do tecido fibrocicatricial e reconstituição do tecido ósseo. A análise morfométrica e histológica das peças foi submetida a documentação fotográfica em fotomicroscópio Olympus modelo BX51, com ocular fotométrica WH10X-H/22.

Para calcular a extensão do defeito ósseo, nas peças com falha de reconstituição, com e sem biomaterial, foram considerados os dados obtidos através da maior medida, em extensão, com aumento de 400 vezes, utilizando-se o programa de informática UTHSCSA Image Tool for Windows, versão 2.02, desenvolvido pela Universidade do Texas, nos EUA.

As peças obtidas dos animais foram divididas em cinco subgrupos para análises comparativas dos resultados e verificação da possível relação entre os mesmos.

O primeiro grupo foi composto por cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, todas sem presença de biomaterial, e cinco peças provenientes da região lombar e cinco da torácica, todas com a presença de biomaterial, dos animais sacrificados com 24 semanas.

O segundo grupo foi composto por cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, todas sem presença de biomaterial e cinco peças provenientes da região lombar e cinco da torácica, todas com a presença de biomaterial, dos animais sacrificados com 16 semanas.

O terceiro grupo foi composto por cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, todas sem presença de biomaterial, e cinco peças provenientes da região lombar e cinco da torácica, todas com a presença de biomaterial, dos animais sacrificados com oito semanas.

O quarto grupo foi composto por cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com oito semanas; cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com 16 semanas; cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com 24 semanas, todas sem presença de biomaterial.

O quinto grupo foi composto por cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com oito semanas; cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com 16 semanas; cinco peças provenientes da região lombar e cinco da região torácica, dos animais sacrificados com 24 semanas, todas com presença de biomaterial.

Para analisar possíveis diferenças entre os grupos com implante e sem implante, quanto à presença ou ausência de falhas, usamos o teste do qui-quadrado (c²) para tabelas de associação, obedecendo-se às restrições de Cochran e quando estas presentes, o teste foi substituído pelo teste exato de Fisher, técnica não-paramétrica, extremamente útil para analisar dados discretos (nominais ou ordinais), quando o tamanho das amostras independentes é pequeno. O teste do qui-quadrado foi utilizado, pois apesar de o animal ser o mesmo, considerou-se, para efeito de estudo, o fato de usarmos ou não o implante e, portanto, grupos independentes. O nível de rejeição para a hipótese de nulidade foi fixado sempre em um valor menor ou igual do que 0,05 (5%).

RESULTADOS

O resultado da análise microscópica de nosso material, submetido a HE, mostrou que os três grupos obtidos a partir do tempo de sacrifício, com e sem a utilização da membrana, apresentavam reconstituição da falha óssea total ou parcial, sendo que em nenhum animal foi encontrada evidência de restos de membrana e quando a reconstituição da falha óssea era completa não havia fibrose (Fig 3).

Os dados obtidos foram submetidos a análise estatística, inicialmente, fixando-se a região submetida ao procedimento cirúrgico e relacionando presença ou ausência de implante com reconstituição total ou parcial do tecido, nos três períodos de sacrifício; e, fixada a presença ou ausência de implante, relacionou-se região lombar e torácica com reconstituição total ou parcial do tecido, nos três períodos de sacrifício.

Nos 10 animais sacrificados com 24 semanas, 5 receberam o implante na região lombar, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição; 5 não receberam o implante na região lombar, sendo que 2 apresentaram reconstituição óssea completa e 3 não apresentaram reconstituição (p=0,50000 e p=1,0000) (N.S.); 5 receberam o implante na região torácica, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição; 5 animais não receberam o implante na região torácica, sendo que 4 apresentaram reconstituição óssea completa e 1 não apresentou reconstituição (p=0,5000 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 16 semanas, 5 receberam o implante na região lombar, sendo que 2 apresentaram reconstituição óssea completa e 3 não apresentaram reconstituição; 5 não receberam o implante na região lombar, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição (p=0,5000 e p=1,0000) (N.S.); 5 receberam o implante na região torácica, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição; 5 animais não receberam o implante na região torácica, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição (p=0,7380 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 8 semanas, 5 receberam o implante na região lombar, sendo que 1 apresentou reconstituição óssea completa e 4 não apresentaram reconstituição; 5 não receberam o implante na região lombar, sendo que 4 apresentaram reconstituição óssea completa e 1 não apresentou reconstituição (p=0,1031 e p=0,2063) (N.S.); 5 receberam o implante na região torácica, sendo que 4 apresentaram reconstituição óssea completa e 1 não apresentou reconstituição; 5 animais não receberam o implante na região torácica, sendo que 3 apresentaram reconstituição óssea completa e 2 não apresentaram reconstituição (p=0,5000 e p=1,0) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 24 semanas, com implante, 5 receberam na região lombar, sendo que 3 apresentavam reconstituição óssea completa e 2 não apresentavam; 5 receberam na região torácica, sendo que 3 apresentavam reconstituição óssea completa e 2 não apresentavam (p=0,7380 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 16 semanas, com implante, 5 receberam na região lombar, sendo que 3 apresentavam reconstituição óssea completa e 2 não apresentavam; 5 receberam na região torácica, sendo que 2 apresentavam reconstituição óssea completa e 3 não apresentavam (p=0,5000 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 8 semanas, com implante, 5 receberam na região lombar, sendo que 4 apresentavam reconstituição óssea completa e 1 não apresentava; 5 receberam na região torácica, sendo que 4 apresentavam reconstituição óssea completa e 1 não apresentava (p=0,7777 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 24 semanas e sem implante, na região lombar 2 apresentavam reconstituição óssea completa e 3 não apresentavam; na região torácica 1 apresentava reconstituição óssea completa e 4 não apresentavam (p=0,5000 e p=1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 16 semanas e sem implante, na região lombar 3 apresentavam reconstituição óssea completa e 2 não apresentavam; na região torácica 3 apresentavam reconstituição óssea completa e 2 não apresentavam (p=0,7380 e p= 1,0000) (N.S.).

Nos 10 animais sacrificados com 8 semanas e sem implante, na região lombar 5 apresentavam reconstituição óssea completa e na região torácica 2 apresentavam reconstituição óssea completa e 3 não apresentavam (p=0,0833 e p=0,1666) (N.S.).

Nos 30 animais, independente do tempo de sacrifício e com implante na região lombar: 9 apresentavam reconstituição óssea completa e 6 não apresentavam; na região torácica 5 apresentavam reconstituição óssea completa e 10 não apresentavam (p=0,0600 e p=1,8400) (N.S.).

Nos 30 animais, independente do tempo de sacrifício e sem implante na região lombar: 5 apresentavam reconstituição óssea completa e 10 não apresentavam; na região torácica 9 apresentavam reconstituição óssea completa e 6 não apresentavam (p=0,5400 e p=17,2600) (N.S.).

Em todos os ensaios com presença do implante, o mesmo funcionou como barreira mecânica, evitando a aderência do tecido fibroso no tecido nervoso. Nos ensaios sem implante e com reconstituição óssea também não houve aderências.

DISCUSSÃO

O termo fibrose peridural, ou epidural, refere-se à deposição de tecido fibroso no espaço epidural. Esse processo é, usualmente, causado pela manipulação prévia desse espaço por meio da colocação de cateteres epidurais, ou, mais freqüentemente, por cirurgias de coluna que envolvam a exploração do espaço epidural. Geisler¹⁵ afirma que a discectomia é um procedimento comum, com índices de sucesso de 85% a 95% no alívio da dor ciática. Entretanto, 40% dos pacientes apresentam limitações funcionais persistentes. Segundo o autor, a fibrose epidural é conseqüência natural da cirurgia de hérnia discal, podendo apresentar sintomatologia devido a aderência da raiz nervosa. Muitos trabalhos têm sido elaborados procurando relacionar a presença de extensas fibroses pós-operatórias com dor lombar persistente. Ainda que a fibrose epidural ocorra em graus variáveis, em resposta à manipulação do espaço, inúmeros pacientes não desenvolvem sintomas relacionados à formação da cicatriz.

Gill et al.¹⁶, estudando 107 cães submetidos a laminectomias, afirmam que o enxerto de gordura livre oferece melhor proteção na prevenção de cicatrizes peridurais que outros implantes, tais como: plástico, polietileno, esponja e filme de gel, mas acham que o enxerto pediculado de gordura fornece uma proteção mais completa. Em estudo feito com 32 cães, divididos em um grupo experimental (16) e outro controle (16), submetidos a laminectomia L5 ou L6 com interposição de material biodegradável, esponja de ácido polilático (PLA), sacrificados em intervalo variando de 2 a 52 semanas, os autores concluem que a membrana de PLA é superior aos outros materiais utilizados, sendo completamente biocompatível e lentamente biodegradável¹⁷.

Em nosso ensaio, pudemos observar um comportamento semelhante ao obtido por Lee e Alexander em seu estudo¹⁷, sendo que a membrana liofilizada bovina também se mostrou totalmente biocompatível, porém foi totalmente absorvida em menor prazo de tempo, não estando presente em nenhuma peça do estudo.

Assim como no estudo de DiFazio et al.³, que utilizaram onze cadelas adultas da raça "cross-bred hounds" submetidas a laminectomias em múltiplos níveis para comparar enxerto de gordura, membrana elástica e de politetrafluoretileno expandido^18-33, com espaços sem implante e concluindo que a membrana de politetrafluoretileno expandido é biocompatível, mantendo sua integridade estrutural não permitindo crescimento fibroso por meio dela, sendo um material capaz de prevenir a fibrose epidural pós-laminectomia, também podemos deduzir em nosso estudo que a membrana liofilizada bovina apresenta comportamento semelhante com a vantagem de ser totalmente biorreabsorvível.

Em conclusão, a membrana liofilizada bovina foi totalmente absorvida em todas peças e demonstrou sua biocompatibilidade no ensaio cirúrgico. Permitiu a neoformação óssea sem aderências, sendo efetiva na prevenção da hérnia de tecido muscular para dentro do canal, porém não interferindo de forma significante no processo de fibrose pós-operatória.

24. Dahlin C. Osteopromotion: regeneration of bone by a membrane technique [Thesis]. Gothenburg, Sweden, 1993.

Recebido 25 Agosto 2005. Aceito 9 Novembro 2005.

Dr. Marco Antonio Herculano - Rua Escolástica de Toledo Pontes 51 - 13209-290 Jundiaí SP - Brasil. E-mail: herculano.ncir@proxy.com.br

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Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
07 Jun 2006
Data do Fascículo
Jun 2006

Histórico

Recebido
25 Ago 2005
Aceito
09 Nov 2005

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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