Thesis (M.Sc.). / Written for the Dept. of Chemistry. Title from title page of PDF (viewed 2008/05/14). Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.P.H.)--Uniformed Services University of the Health Sciences, 2006 / Typescript (photocopy)

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Background: VST-50 (a room temperature-vulcanizing silicone (RTV) by Factor II Inc.) has long been proposed as a potential alternative material for MDX4-4210, another RTV by Dow Corning Corp. and the current material of choice for maxillofacial prosthesis. Though VST-50 has similar chemistry and flexibility as MDX4-4210, its mechanical properties is still too low for it to be used in the clinic. An improvement in the mechanical property of VST-50 is a critical step to bring the material to clinical application. Objective: To investigate the effect of AEROSIL® R 812S (colloid silica) addition on the mechanical properties of VST-50 and compared to that of MDX4-4210. Methods: The VST-50 was mixed with AEROSIL® R 812S at 2 or 4 parts per hundred parts of rubber. That material was mixed with the catalyst under vacuum. The mixture was poured onto a machined plastic mold to produce a silicone sheet 3.0 ± 0.2 mm thick. All samples were prepared by manufacturer recommended method. Testing samples were prepared and tested following ISO 37 for tensile strength, ASTM D624 for tear strength and ASTM D2240 for shore A hardness test. One way ANOVA was used to compare the groups (Alpha=0.05). Result: Significant differences (P<0.001) were found between MDX4-4210 and modified VST-50 groups. The mean value of tensile strength, tear strength and hardness of VST-50 (4phr colloid silica) were 7.43(MPa), 34.82(N/mm) and 40.4 respectively, compared to MDX4-4210 were 3.67(MPa), 5.48(N/mm) and 31.5, respectively. Conclusion: Modified VST-50 with 4phr silica revealed improved mechanical properties to use as a maxillofacial prosthetic silicone elastomer.

INTRODUÇÃO: Os enxertos vasculares sintéticos disponíveis atualmente apresentam baixos índices de patência, quando utilizados na revascularização de vasos de pequeno calibre, e possuem resultados inferiores quando comparados ao uso de veias autólogas em derivações infrageniculares. Nova prótese de pequeno calibre confeccionada em silicone (polidimetilsiloxano, PDMS) com reforço de tecido de poliéster foi desenvolvida e comparada à prótese de PTFE. OBJETIVOS: Analisar, em modelo experimental em coelhos, o tubo de PDMS como material para prótese vascular e compará-lo a prótese de PTFE. MÉTODOS: Quarenta coelhos foram submetidos a interposição na aorta infrarrenal de próteses de 4mm de diâmetro, sendo 20 animais com PDMS e 20 com PTFE (grupo controle). Foi medido o tempo de clampeamento e realizada arteriografia retrógrada da aorta para avaliar a patência das próteses. Para avaliar a endotelização das próteses foi realizada microscopia eletrônica de maneira amostral pareada. RESULTADOS: Vinte e cinco animais (62,5%) não apresentaram intercorrências pós-operatórias; oito (20%) morreram precocemente e sete (17,5%) ficaram paraplégicos no pós-operatório imediato (e foram sacrificados), sendo que esses animais não foram incluídos nas análises de patência. Não foi observada diferença entre os grupos quanto à evolução com complicações pós-operatórias (p=0,526) e quanto ao tempo de clampeamento da aorta (p=0,299). A patência em 30 dias foi de 100% para as duas próteses. Aos 60 dias, a taxa de patência do PDMS foi de 92,3% (± 7,4), e de 73,8% (±13,1) em 90 dias; as próteses de PTFE tiveram taxas de patência de 87,5% (± 11,7) aos 60 e 90 dias. Não foi observada diferença significativa entre as taxas de patência dos grupos (p=0,62). Não houve diferença siginificativa entre os grupos quanto ao grau de estenose das próteses patentes (p=0,650) à avaliação angiográfica. A microscopia eletrônica mostrou crescimento endotelial limitado às regiões próximas às anastomoses nos dois tipos de próteses. CONCLUSÃO: O PDMS mostrou-se passível de utilização como prótese vascular, com resultados comparáveis aos do PTFE no modelo utilizado / INTRODUCTION: Synthetic vascular grafts currently available have suboptimal patency rates in small-diameter vessels and inferior outcomes in below-the-knee arterial bypass procedures when compared to the use of autologous vein. A new small vessel prosthesis made of silicone (polydimethylsiloxane, PDMS) and reinforced with polyester fabric was developed and compared to the standard PTFE prosthesis. OBJECTIVES: On a rabbit experimental model, we compared the outcomes of new PDMS vascular prostheses with PTFE vascular prostheses. METHODS: Forty rabbits underwent infra-renal aorta replacement with 4 mm diameter prostheses, twenty animals with PDMS and twenty animals with PTFE (control group). Aortic clamping time was measured and retrograde aortic angiography was performed to assess patency. Histological graft samples were examined by electron microscopy to evaluate prostheses endothelialization. RESULTS: Twenty-five (62,5%) animals had good surgical outcome; eight animals (20%) expired and seven animals (17.5%) became paraplegic (and subsequently sacrificed) during early follow up and were not included in anastomosis patency analysis. Postoperative complications (death, paraplegia) rates (p=0,526) and aortic clamping times (p=0,299) were comparable in both groups. Patency rates in 30 days were 100% for both grafts. At 60 days, patency rate for PDMS was 92,3% (±7,4), and 73,8% (±13,1) at 90 days. PTFE grafts had patency rates of 87,5% (±11,7) at 60 and 90 days. No statistically significant difference was found in between groups for patency rates (p=0,62). No statistically significant difference for stenosis was found on angiographical analysis in between groups (p=0,650). Electron microscopy revealed limited anastomotic endothelial ingrowth in both prostheses used. CONCLUSION: In this experimental model, PDMS and PTFE vascular prostheses had comparable outcomes and PDMS prosthesis could be used as a vacular graft

INTRODUÇÃO: Os enxertos vasculares sintéticos disponíveis atualmente apresentam baixos índices de patência, quando utilizados na revascularização de vasos de pequeno calibre, e possuem resultados inferiores quando comparados ao uso de veias autólogas em derivações infrageniculares. Nova prótese de pequeno calibre confeccionada em silicone (polidimetilsiloxano, PDMS) com reforço de tecido de poliéster foi desenvolvida e comparada à prótese de PTFE. OBJETIVOS: Analisar, em modelo experimental em coelhos, o tubo de PDMS como material para prótese vascular e compará-lo a prótese de PTFE. MÉTODOS: Quarenta coelhos foram submetidos a interposição na aorta infrarrenal de próteses de 4mm de diâmetro, sendo 20 animais com PDMS e 20 com PTFE (grupo controle). Foi medido o tempo de clampeamento e realizada arteriografia retrógrada da aorta para avaliar a patência das próteses. Para avaliar a endotelização das próteses foi realizada microscopia eletrônica de maneira amostral pareada. RESULTADOS: Vinte e cinco animais (62,5%) não apresentaram intercorrências pós-operatórias; oito (20%) morreram precocemente e sete (17,5%) ficaram paraplégicos no pós-operatório imediato (e foram sacrificados), sendo que esses animais não foram incluídos nas análises de patência. Não foi observada diferença entre os grupos quanto à evolução com complicações pós-operatórias (p=0,526) e quanto ao tempo de clampeamento da aorta (p=0,299). A patência em 30 dias foi de 100% para as duas próteses. Aos 60 dias, a taxa de patência do PDMS foi de 92,3% (± 7,4), e de 73,8% (±13,1) em 90 dias; as próteses de PTFE tiveram taxas de patência de 87,5% (± 11,7) aos 60 e 90 dias. Não foi observada diferença significativa entre as taxas de patência dos grupos (p=0,62). Não houve diferença siginificativa entre os grupos quanto ao grau de estenose das próteses patentes (p=0,650) à avaliação angiográfica. A microscopia eletrônica mostrou crescimento endotelial limitado às regiões próximas às anastomoses nos dois tipos de próteses. CONCLUSÃO: O PDMS mostrou-se passível de utilização como prótese vascular, com resultados comparáveis aos do PTFE no modelo utilizado / INTRODUCTION: Synthetic vascular grafts currently available have suboptimal patency rates in small-diameter vessels and inferior outcomes in below-the-knee arterial bypass procedures when compared to the use of autologous vein. A new small vessel prosthesis made of silicone (polydimethylsiloxane, PDMS) and reinforced with polyester fabric was developed and compared to the standard PTFE prosthesis. OBJECTIVES: On a rabbit experimental model, we compared the outcomes of new PDMS vascular prostheses with PTFE vascular prostheses. METHODS: Forty rabbits underwent infra-renal aorta replacement with 4 mm diameter prostheses, twenty animals with PDMS and twenty animals with PTFE (control group). Aortic clamping time was measured and retrograde aortic angiography was performed to assess patency. Histological graft samples were examined by electron microscopy to evaluate prostheses endothelialization. RESULTS: Twenty-five (62,5%) animals had good surgical outcome; eight animals (20%) expired and seven animals (17.5%) became paraplegic (and subsequently sacrificed) during early follow up and were not included in anastomosis patency analysis. Postoperative complications (death, paraplegia) rates (p=0,526) and aortic clamping times (p=0,299) were comparable in both groups. Patency rates in 30 days were 100% for both grafts. At 60 days, patency rate for PDMS was 92,3% (±7,4), and 73,8% (±13,1) at 90 days. PTFE grafts had patency rates of 87,5% (±11,7) at 60 and 90 days. No statistically significant difference was found in between groups for patency rates (p=0,62). No statistically significant difference for stenosis was found on angiographical analysis in between groups (p=0,650). Electron microscopy revealed limited anastomotic endothelial ingrowth in both prostheses used. CONCLUSION: In this experimental model, PDMS and PTFE vascular prostheses had comparable outcomes and PDMS prosthesis could be used as a vacular graft

Introdução: Apesar de bons resultados descritos na literatura, o substituto ideal para a utilização como remendo no fechamento arterial ainda não existe. Por este motivo, ainda há espaço para a busca por remendo que seja biocompatível, e que apresente facilidade de manuseio e resultados satisfatórios. Avaliamos remendos arteriais de silicone (polidimetilsiloxano com reforço em poliéster - PDMSr) em comparação com remendos arteriais de PTFEe. Objetivo: O objetivo deste trabalho é comparar, em modelo experimental, em coelhos, os resultados de remendos arteriais feitos em PDMSr com remendos de PTFEe. Materiais e Método: A amostra foi definida em 10 animais que completassem todas as etapas da pesquisa em cada grupo. Os animais foram submetidos à laparotomia mediana e abertura longitudinal da aorta de aproximadamente 8mm, realizando-se o seu fechamento com remendo do grupo selecionado, seguido do fechamento por planos. Os animais foram mantidos em biotério até o 60º PO, quando, então, realizou-se arteriografia de controle, e análise macro e microscópica de peça. Resultados: Para se atingir a amostra desejada, foram necessários 12 procedimentos no grupo PDMSr e 16 no grupo PTFEe. Ocorreram 2 óbitos no grupo PDMSr e 6 no grupo PTFEe. Apesar do número maior de óbitos no grupo PTFEe não houve diferença estatística na sobrevida entre os grupos. Um animal do grupo PDMSr apresentou monoparesia em pata posterior direita e um animal do grupo PTFEe apresentou hérnia incisional. Não houve diferença estatística nas complicações entre os grupos. O tempo operatório foi estatisticamente maior no grupo PTFEe quando comparamos todos os animais, fato que não se repetiu quando excluímos os animais que faleceram. O peso e o tempo operatório foram estatisticamente maiores nos animais que morreram. Todos os animais que chegaram ao final do tempo de estudo apresentavam aorta patente. Na análise macroscópica da peça, houve, estatisticamente, maior reação tecidual periprótese no grupo PTFEe. A microscopia eletrônica de varredura evidenciou cobertura de todo o remendo de PDMSr por tecido similar ao endotélio, enquanto, nos remendos de PTFEe, o crescimento limitou-se às bordas da linha de sutura e ilhas isoladas no seu centro. Conclusão: O material estudado apresentou resultados comparáveis ao do PTFEe, porém com menor reação tecidual local e maior proliferação celular para a luz do vaso. Apesar de novos estudos serem necessários, inclusive para avaliação de uso em humanos, o presente estudo apresenta resultados promissores que encorajam a continuidade de sua pesquisa / Introduction: Although good results are reported for various materials for use as patches for arterial closure, as yet none of these is ideal. Therefore, research is continuing into development of a patch that is biocompatible and provides ease of handling, while having satisfactory outcomes. A new silicone arterial patch (polydimethylsiloxane reinforced with polyester fabric, PDMSr) was compared with patches made of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Objective: To compare the outcomes between arterial patches made of PDMSr with those made of ePTFE, in an experimental rabbit model. Materials and Method: Rabbits were placed in two groups, and received either PDMSr or ePTFE arterial patches (PDMSr group and ePTFE group, respectively). The animals underwent laparotomy and longitudinal opening of the aorta, which was then closed with the selected patch, followed by suture of all layers. The animals were kept in their cages until the 60th postoperative day, when arteriography, removal of the aorta, and macroscopic and optic and scanning electron microscopic analyzes of the aorta were performed. Ten rabbits from each group that had completed all stages of the research were included in analyses. Results: Twelve procedures were performed in the PDMSr group and 16 in the ePTFE group. There were 2 deaths in the PDMSr group and 6 in the ePTFE group. Despite the higher number of deaths in the ePTFE group, there was no statistical difference in survival rate between the groups. One animal in the PDMSr group developed monoparesis in its right hind paw and 1 animal in the ePTFE group had an incisional hernia. There was no statistical difference in complications between the groups. The operative time was significantly longer in the ePTFE group when all animals were included in analysis, but not when animals that died were excluded. Body weight was significantly greater and operative time was significantly longer in animals that died. Postsurgical aortic patency in the survival animals was 100% in both groups by arteriography. Macroscopically, tissue reaction around the prosthesis was greater in the ePTFE group (statistically significant). Microscopically, the PDMSr patches were entirely covered with a cellular endothelium-like tissue, while tissue growth on the ePTFE patches was limited to the edges of the suture line and to isolated central islands. Conclusion: The two materials showed comparable outcomes; however, PDMSr showed cellular proliferation to the entire graft, and less local inflammatory reaction compared with ePTFE. Although further studies are required, including assessment in humans, the results of the present study indicate that PDMSr shows promise as an arterial patch material

Introdução: Apesar de bons resultados descritos na literatura, o substituto ideal para a utilização como remendo no fechamento arterial ainda não existe. Por este motivo, ainda há espaço para a busca por remendo que seja biocompatível, e que apresente facilidade de manuseio e resultados satisfatórios. Avaliamos remendos arteriais de silicone (polidimetilsiloxano com reforço em poliéster - PDMSr) em comparação com remendos arteriais de PTFEe. Objetivo: O objetivo deste trabalho é comparar, em modelo experimental, em coelhos, os resultados de remendos arteriais feitos em PDMSr com remendos de PTFEe. Materiais e Método: A amostra foi definida em 10 animais que completassem todas as etapas da pesquisa em cada grupo. Os animais foram submetidos à laparotomia mediana e abertura longitudinal da aorta de aproximadamente 8mm, realizando-se o seu fechamento com remendo do grupo selecionado, seguido do fechamento por planos. Os animais foram mantidos em biotério até o 60º PO, quando, então, realizou-se arteriografia de controle, e análise macro e microscópica de peça. Resultados: Para se atingir a amostra desejada, foram necessários 12 procedimentos no grupo PDMSr e 16 no grupo PTFEe. Ocorreram 2 óbitos no grupo PDMSr e 6 no grupo PTFEe. Apesar do número maior de óbitos no grupo PTFEe não houve diferença estatística na sobrevida entre os grupos. Um animal do grupo PDMSr apresentou monoparesia em pata posterior direita e um animal do grupo PTFEe apresentou hérnia incisional. Não houve diferença estatística nas complicações entre os grupos. O tempo operatório foi estatisticamente maior no grupo PTFEe quando comparamos todos os animais, fato que não se repetiu quando excluímos os animais que faleceram. O peso e o tempo operatório foram estatisticamente maiores nos animais que morreram. Todos os animais que chegaram ao final do tempo de estudo apresentavam aorta patente. Na análise macroscópica da peça, houve, estatisticamente, maior reação tecidual periprótese no grupo PTFEe. A microscopia eletrônica de varredura evidenciou cobertura de todo o remendo de PDMSr por tecido similar ao endotélio, enquanto, nos remendos de PTFEe, o crescimento limitou-se às bordas da linha de sutura e ilhas isoladas no seu centro. Conclusão: O material estudado apresentou resultados comparáveis ao do PTFEe, porém com menor reação tecidual local e maior proliferação celular para a luz do vaso. Apesar de novos estudos serem necessários, inclusive para avaliação de uso em humanos, o presente estudo apresenta resultados promissores que encorajam a continuidade de sua pesquisa / Introduction: Although good results are reported for various materials for use as patches for arterial closure, as yet none of these is ideal. Therefore, research is continuing into development of a patch that is biocompatible and provides ease of handling, while having satisfactory outcomes. A new silicone arterial patch (polydimethylsiloxane reinforced with polyester fabric, PDMSr) was compared with patches made of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Objective: To compare the outcomes between arterial patches made of PDMSr with those made of ePTFE, in an experimental rabbit model. Materials and Method: Rabbits were placed in two groups, and received either PDMSr or ePTFE arterial patches (PDMSr group and ePTFE group, respectively). The animals underwent laparotomy and longitudinal opening of the aorta, which was then closed with the selected patch, followed by suture of all layers. The animals were kept in their cages until the 60th postoperative day, when arteriography, removal of the aorta, and macroscopic and optic and scanning electron microscopic analyzes of the aorta were performed. Ten rabbits from each group that had completed all stages of the research were included in analyses. Results: Twelve procedures were performed in the PDMSr group and 16 in the ePTFE group. There were 2 deaths in the PDMSr group and 6 in the ePTFE group. Despite the higher number of deaths in the ePTFE group, there was no statistical difference in survival rate between the groups. One animal in the PDMSr group developed monoparesis in its right hind paw and 1 animal in the ePTFE group had an incisional hernia. There was no statistical difference in complications between the groups. The operative time was significantly longer in the ePTFE group when all animals were included in analysis, but not when animals that died were excluded. Body weight was significantly greater and operative time was significantly longer in animals that died. Postsurgical aortic patency in the survival animals was 100% in both groups by arteriography. Macroscopically, tissue reaction around the prosthesis was greater in the ePTFE group (statistically significant). Microscopically, the PDMSr patches were entirely covered with a cellular endothelium-like tissue, while tissue growth on the ePTFE patches was limited to the edges of the suture line and to isolated central islands. Conclusion: The two materials showed comparable outcomes; however, PDMSr showed cellular proliferation to the entire graft, and less local inflammatory reaction compared with ePTFE. Although further studies are required, including assessment in humans, the results of the present study indicate that PDMSr shows promise as an arterial patch material