Comportamento estrutural de matrizes colagenicas tratadas com dioxano: propriedades fisico-químicas, mecânicas e biológicas - Forti, Fábio Luís (1995)
Tecidos naturais tem sido muito utilizados como biomateriais na constitutição de biopróteses, em enxertos e implantes. Para isto são geralmente submetidos a tratamentos químicos de reticulação, que induzem a formação de ligações cruzadas entre grupos funcionais das cadeias protéicas através de reagentes específicos, a fim de aumentar sua biocompatibilidade e alterar suas propriedades em função do uso. O tratamento com glutaraldeído é o mais empregado, porém apresenta efeitos prejudiciais como citotoxidade e liberação contínua após implante. Este trabalho traz um tratamento altemativo para matrizes de colágeno (pericárdio bovino=PB) usando o solvente orgânico dioxano, associa este último a um tratamento de reticulação com glutaraldeído (GA) e a tratamentos alcalino e ácido, usados em extração de colágeno solúvel de outros tecidos (tendão e serosa bovina), e também faz uma avaliação dos efeitos provocados por estes tratamentos nas propriedades e estrutura da matriz nativa. As amostras utilizadas foram PB nativo, PB tratado com dioxano, com ou sem pré-tratamento alcalino e/ou ácido e PB reticulado com glutaraldeído (GA), com ou sem pré-tratamento com dioxano. Estas amostras foram avaliadas em termos: 1) estruturais, por calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica (varredura e transmissão) e óptica (avaliação histológica), 3) de resistência mecânica, por ensaio de tração mecânica e 4) de estabilidade biológica ou biodegradabilidade,por ensaio de colagenase. Os resultados térmicos mostraram um aumento de 10ºC na estabilidade térmica do PB tratado com dioxano em relação ao nativo (~64°C), ao passo que o PB tratado com GA, com ou sem dioxano, atingiu transição térmica ~16ºC superior ao nativo, muito representativa em relação ao tratamento padrão (18 dias de GA) usado em PB para confecção de válvulas cardíacas (~83ºC). Estes resultados refletem alterações da matriz colagênica com preservação da estrutura nativa do tecido e da tripla-hélice do colágeno.As amostras submetidas aos tratamentos alcalino e ácido apresentaram transição térmica em ~56ºC, cerca de 8ºC a menos que o PB nativo, devido a alterações na distribuição de carga das moléculas de colágeno e ao rompimento de ligações cruz.adas naturais do tecido, desorganizando a estrutura nativa da matriz colagênica. Quando submetidas posterior tratamento com dioxano não há aumento na estabilidade térmica. Em relação as avaliações estruturais e morfológicas, pode-se dizer que os tratamentos usando dioxano deixam o tecido mais limpo em relação lipídeos, celulas e substância amorfa, preservam e/ou recuperam a estrutura fibrilar nativa do tecido, mantém a estriação transversal das fibrilas colágenas, fragmentam e alteram a distribuição das fibras elásticas e aumentam a espessura do tecido e os espaços interfibrilares em número e tamanho, tomando-o mais poroso. Os tratamentos com GA levam reticulação do tecido com formação de feixes de fibras colágenas e elásticas. Os tratamentos alcalino e ácido provocam desorganização da estrutura nativa do tecido (principalmente colágena), removem lipídeos, células e outros componentes (inclusive fibras elásticas) e também aumentam muito a espessura e as cavidades do tecido. A análise do comportamento mecânico realizada indica que o dioxano não altera significativamente as propriedades de tensão-elongação da matriz nativa e que o GA aumenta muito estas propriedades quando longos períodos de reticulação são utilizados. Em relação a estabilidade biológica, a matriz tratada com dioxano apresentou-se muito mais resistente a digestão pela colagenase do que a nativa e, quando é posteriomente tratada com GA, sua estabilidadebiológica é tão alta quanto do PB reticulado. De todos os resultados obtidos pode-se concluir que o dioxano tem um alto potencial de aplicação, de forma direta ou como meio de reação, em matrizes colagênicas utilizadas como biomateriais e, considerando as características finais que o PB tratado com dioxano apresentou, em relação ao nativo, pode-se dizer que ele tem prováveis chances de aplicação como material para correção plástica em cirurgias (enxertos de tecidos da derme, hipoderme e da bexiga) e suporte para alteração de drogas, enzimas e até células.