Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método de reticulação mais homogênea no pericárdio bovino (PB), utilizado na confecção de válvulas cardíacas, seguindo um tratamento seqüencial e não seqüencial com concentrações crescentes de glutaraldeído (GA), no intervalo entre 0,0010/0e 0,5%, com tempos de reação entre 5 e 90min, e temperatura entre 5 e 45&#176C. Os resultados de temperatura de encolhimento (Is) mostraram que a reticulação do pericárdio bovino é heterogênea, principalmente para baixas concentrações de glutaraldeído (0,001%). Entretanto esta heterogeneidade é menos perceptível para concentrações superiores de GA, principalmente para o tratamento seqüencial, sugerindo uma melhor qualidade de reação de reticulação. Em todos os tratamentos realizados, os melhores resultados foram obtidos para o tratamento seqüencial a 45&#176C, para 90 minutos de reação e 0,10/0 de GA, onde os valores de Ts (&#8773 90&#176C) foram muito próximos daqueles para concentrações superiores de GA (0,5%). Encontrou-se também, nestas condições, os menores valores de hidrólise enzimática (colagenase = 3,80/0e tripsina =1,90/0 ). Estes comportamentos devem estar associados a uma maior concentração de GA monomérico e, portanto, maior eficácia das soluções de GA na promoção das ligações de reticulação e também à exposição de um maior número de sítios de reação da matriz de PB. Os resultados dos ensaios de hidrólise enzimática com colagenase e tripsina, confirmaram a maior eficácia do tratamento seqüencial, principalmente sabendo-se que: a) a reação de PB com GA envolve amino grupos de lisina; b) a tripsina só age sobre ligações peptídicas envolvendo lisina com &#949-amino grupo livre. A partir disto, é possível prever que um maior número de &#949-amino grupos estão bloqueados, não permitindo a ação enzimática nestes locais, mostrando que o material encontra se mais reticulado. Testes mecânicos realizados nos materiais tratados nas condições citadas acima mostraram valores dentro da faixa aceitável para a confecção de válvulas cardíacas para o tratamento seqüencial. / The object of this work was the development of a new procedure for homogeneous crosslinking of bovine pericardium (BP), to improve its properties when used for cardiac valves confection. A sequential treatment with increasing concentrations of glutaraldehyde (GA), from 0.0010/0to 0.5%, was used in temperatures ranging from 5°C to 45°C and reaction times ranging from 5 to 90 min. Shrinkage temperature (Ts) results showed that non-sequential and sequential treatments produced heterogeneous crosslinking of bovine pericardium, mainly for lower concentrations of glutaraldehyde (0.001%). The heterogeneity is less perceptible for greater concentrations of glutaraldehyde, specially in the sequential treatment, suggesting better quality of crosslinking reaction. Best results were obtained for the sequential treatment at 45&#176C, for 90 min and 0.1% of glutaraldehyde, with Ts values (&#8773 90&#176C) very similar to those found for higher glutaraldehyde concentration (0.5%). In these conditions, the smaller values of enzymatic hydrolysis were obtained (collagenase = 3.80/0and tripsin = 1.90/0).This behavior, at 45&#176C, may be associated to the presence of higher monomeric glutaraldehyde concentration, more efficient in the crosslinking promotion, and to the exposition of a great number of reaction sites in bovine pericardium matrix. The results of enzymatic hidrolysis with collagenase and tripsin, confirmed that sequential treatment is more efficient, specially knowing that: a) the GA for BP reaction involved e-amino groups of lisin: b) the tripsin alone act over peptides bonds involving lisin with free e-amino groups. Then, it is possible to predict that a great number of e-amino groups were blocked, not permitting enzimatic action, showing that the materials were more crosslinked. Mechanical tests for materials treated as above demonstrated that for sequential treatment the values are within the acceptable range for cardiac valves construction.

A utilização e o desenvolvimento de biomateriais para a regeneração tecidual são de grande importância, principalmente para a área médica e odontológica. Matrizes de colágeno derivadas de tecidos de origem animal são utilizadas devido o colágeno apresentar características como biodegradabilidade e biocompatibilidade. Essas matrizes podem ser obtidas a partir de várias fontes, sendo uma delas o pericárdio porcino, que apresenta vantagens como grande disponibilidade, baixo custo, fácil obtenção e possibilidade de sofrer modificações químicas. Além disso, tecidos de origem suína são muito similares aos tecidos humanos, podendo ser utilizados para a produção de biomateriais para a regeneração de tecido mole. Este trabalho teve como objetivo a preparação de membranas acelulares derivadas de pericárdio porcino por hidrólise alcalina em diferentes tempos, para posterior utilização em engenharia de tecido. As membranas de colágeno foram obtidas por hidrólise alcalina de pericárdio porcino durante 4, 8, 12 e 24 h e caracterizadas por análise histológica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), avaliação da citoxicidade in vitro, estabilidade biológica in vitro (colagenase), titulação potenciométrica, porcentagem de absorção de água, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e ensaios de tração. A análise histológica mostrou que após 4h de hidrólise as células foram removidas das membranas. A avaliação da citotoxicidade in vitro mostrou que as membranas preparadas neste trabalho não são citotóxicas. Os ensaios de estabilidade biológica in vitro por colagenase mostraram que as membranas hidrolisadas degradaram mais rapidamente que a não hidrolisada e, quando comparadas com matrizes derivadas de pericárdio bovino, as derivadas de pericárdio porcino foram mais resistentes à degradação por colagenase. A titulação potenciométrica possibilitou determinar o número de grupos carboxílicos das membranas e o incremento desses grupos por molécula de colágeno. Os resultados mostraram que houve um aumento no número de grupos carboxílicos tituláveis nas membranas hidrolisadas e, consequentemente, houve um aumento do número de cargas negativas incorporadas na molécula de colágeno. As membranas hidrolisadas apresentaram uma maior absorção de água, uma diminuição das temperaturas de desnaturaçãoe e menor estabilidade térmica em função do aumento do tempo de hidrólise. Os ensaios de tração mostraram que após a hidrólise alcalina as membranas apresentaram maiores valores de resistência à tração e que a deformação é dependente do tempo de hidrólise alcalina. Esses resultados mostraram que a preparação de membranas de colágeno derivadas de pericárdio porcino com diferentes tempos de hidrólise alcalina é um procedimento viável para ser utilizado na produção de biomateriais para engenharia de tecido. / The use and development of biomaterials for tissue regeneration are of great importance, especially for medical and dental care. Collagen matrices derived from animal tissues are widely used because collagen has characteristics such as biodegradability and biocompatibility. These matrices can be obtained from various sources, such as porcine pericardium, which is a tissue that can be used due its low cost, wide availability and because it can be chemically modified. Besides, porcine tissues are very similar to human tissue and can be used to produce biomaterials for soft tissue regeneration. The aim of this study was the preparation and characterization acellular membranes by alkaline hydrolysis of porcine pericardium. Membranes were characterized by histological analysis, scanning electron microscopy (SEM), in vitro cytotoxicity evaluation, in vitro biological stability (collagenase), potentiometric titration, water absorption percentage, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and tensile tests. Histological analysis showed that after 4h of hydrolysis, cells were totally removed from matrices. In vitro cytotoxicity showed that all matrices prepared in this work are not cytotoxic. In vitro biological stability tests (collagenase) showed that the hydrolyzed membranes degraded more quickly than the non hydrolized matrix and more resistant to collagenase degradation when compared to matrices derived from bovine pericardium. The potentiometric titration allowed the determination carboxylic groups and the increase of these groups per collagen molecule. Hydrolyzed matrices had an increase in water absorption, a decrease in denaturation temperature and a small decrease in thermal stability with the increase of hydrolysis time. Tensile tests showed that after alkaline hydrolysis matrices showed higher tensile strength and the deformation was independent of the time of alkaline hydrolysis. These results showed that the preparation of collagen biological matrices derived from porcine pericardium with different times of alkaline hydrolysis is a viable procedure to be subsequently used in the production of biomaterials for tissue engineering.

As aderências intra-abdominais são complicações relativamente comuns das cirurgias abdominais dos equinos após uma intervenção cirúrgica, podendo resultar em processos obstrutivos, dor abdominal recorrente e vôlvulos. Os avanços técnicos e farmacológicos são direcionados a minimizar o trauma e a inflamação peritoneal, aumentar o processo de fibrinólise, promover movimentação intestinal e separar tecidos potencialmente adesiogênicos durante a fase inicial de cicatrização. No presente trabalho foram utilizados 10 equinos, machos, SRD, entre 4 e 15 anos e peso entre 300 e 400kg. Incluíram-se no experimento os animais que não apresentaram alterações no exame físico e laboratorial, prévios. A membrana biológica utilizada era proveniente do banco de membranas biológicas do HOVET da FMVZ-USP. O protocolo anestésico consistiu de sedação com associação de xilazina 10% (0,7mg/kg) e tartarato de butorfanol (0,04mg/kg). A laparotomia foi realizada pelo flanco esquerdo com os animais em posição quadrupedal. No ponto médio de sua exteriorização (flexura pélvica) foi induzida lesão por abrasão em superfície serosa, com dimensão de 7x7 cm. Após a indução das lesões, nos animais do grupo 1 (cinco animais), a área lesionada foi recoberta com membrana biológica. Nos animais do grupo 2 (cinco animais), o segmento intestinal exteriorizado, após a criação das lesões, foi lavado com solução fisiológica e reposicionado na cavidade abdominal. Em ambos os grupos foi realizada a sutura de um ponto simples no centro da lesão utilizando-se fio de nylon 2-0, com o objetivo de referendar a lesão criada. As suturas dos planos musculares e subcutâneo foram realizadas com sutura contínua com fio absorvível Poliglactina 910 n0 2 e n0 00 respectivamente, e a pele foi suturada de maneira contínua utilizando-se nylon n0 0. A avaliação pós-operatória consistiu de avaliação física diária e coleta de material para análise laboratorial (sangue, soro e líquido peritoneal) semanalmente, durante quatro semanas. Decorridos 30 dias após o procedimento cirúrgico, os animais foram submetidos à nova laparotomia a fim de verificar a presença de aderências intra-abdominais, aspecto macroscópico das lesões e do implante, e realização de biópsia intestinal. A coleta do material para a realização dos exames laboratoriais foi realizada nos momentos: M0- período pré-operatório imediato, M7- 7 dias de pós-operatório, M14- 14 dias de pós-operatório, M21- 21 dias de pós-operatório, M28- 28 dias de pós-operatório. A laparotomia realizada em posição mais ventral e seguindo a técnica de grade possibilitou menor trauma cirúrgico, mas esta abordagem ofereceu ao cirurgião menor campo operatório, determinando alguma dificuldade de exteriorização do segmento intestinal. A evolução clínica dos animais foi satisfatória apresentando vantagem quando comparada a citação da literatura. Durante a reavaliação cirúrgica verificou-se presença de tecido cicatricial fibroso entre os planos musculares que determinou pequena dificuldade para o acesso da cavidade abdominal. Não foram observadas aderências intra-abdominais em ambos os grupos. O aspecto macroscópico das lesões no grupo experimental caracterizou-se por extensa área de hiperemia com cobertura de tecido seroso; e no grupo controle, verificou-se pequeno tecido cicatricial recobrindo o material de sutura. A realização das biópsias intestinais foi executada com facilidade bem como sua sutura. A avaliação histológica demonstrou em ambos os grupos intensa infiltração eosinofílica, presença de colágeno em fase de maturação além de evidências de intensa neovascularização. A partir da análise dos valores laboratoriais observaram-se diferenças estatísticas significativas nos valores sanguíneos de bilirrubinas, hematócrito, monócito, uréia; e no líquido peritoneal estas diferenças foram manifestadas em proteína, densidade e número de leucócitos segmentados. Conclui-se que a abrasão focal de serosa de cólon maior como único fator promotor de aderências intra-abdominais fibrosas foi insuficiente. Além disso, a utilização de pericárdio equino como proteção de áreas de lesão intestinal, mesmo não tendo sido comprovada sua eficácia na minimização das aderências intra-abdominais, apresenta-se viável e possível, pois não foram observadas diferenças estatisticamente significativas (hematológicas, bioquímicas ou do líquido peritoneal) na comparação entre os grupos, ou alterações que determinasse efeitos deletérios aos animais. / The intra-abdominal adhesions are relatively common complications of abdominal surgery in horses and they can result in obstructive processes, abdominal pain and recurrent volvulus. The technical and pharmacological advances are aimed to minimize trauma and peritoneal inflammation, increase the fibrinolysis process, promote intestinal peristalsis and separate potentially adhesiogenic tissues during the initial phase of healing. In this study were used 10 horses, male, mixed breed, between 4 and 15 years old and weighing between 300 and 400kg. The experiment included animals that showed no changes in physical and laboratorial examination. The biological membrane was from the bank of biological membranes of the HOVET-FMVZ-USP. The anesthetic protocol consisted of sedation with a combination of ketamine 10% (0.7 mg / kg) and butorphanol (0.04 mg / kg). The laparotomy was performed by the left flank and the animal was kept in standing position. At the midpoint of the pelvic flexure was induced the injury by abrasion in serous surface, with a size of 7x7 cm. After the lesion induction, the group 1 (five animals) had the injured area covered with a biological membrane. The group 2 (five animals) had the intestinal segment exteriorized, and after the lesion creation it was washed with saline and repositioned in the abdominal cavity. In both groups was performed suturing a single point in the center of the lesion using 2-0 nylon, in order to endorse the lesion created. The sutures of the muscle layers and subcutaneous tissue were performed with continuous suture with Polyglactin 910 n0 2 and n0 00 respectively, and the skin was sutured continuously using nylon n0 0. The postoperative evaluation consisted of daily physical assessment and collection of material for laboratory analysis (blood, serum and peritoneal fluid) weekly for four weeks. After 30 days, the animals underwent another laparotomy to verify the presence of intra-abdominal adhesions, macroscopic aspect of the lesions and implant, and intestinal biopsy. The collection of material for the completion of laboratory tests was performed at moments M0- pre-operative, M7- 7 days post-operatively, M14- 14 days post-operatively, M21- 21 days post-operatively, M28- 28 days post-operatively. The laparotomy was performed in ventral position following the technique of grid that´s promoted less surgical trauma, but this approach offered to surgeon less surgical field, causing some difficulty for exteriorization of the intestinal segment. The clinical outcome was satisfactory showing advantage when compared literature. During the surgical reassessment verified the presence of fibrous scar tissue between the muscle layers that determined some trouble to access the abdominal cavity. There were no intra-abdominal adhesions in both groups. The macroscopic aspect of lesions in the experimental group was characterized by extensive area of redness covered serous tissue, and the control group there was little scar tissue overlying the suture material. The intestinal biopsies and suture were performed easily. The histological evaluation showed in both groups intense eosinophilic infiltration, presence of collagen in the maturation stage in addition to evidence of intense neovascularization. The laboratory results showed statistically significant differences in blood levels of bilirubin, hematocrit, monocyte, urea, and into peritoneal fluid, these differences were manifested in protein density and leukocytes. Concluded that the focal serosal abrasion of the large colon as the single factor promoting intra-abdominal fibrous adhesions was insufficient. Furthermore, the use of equine pericardium as protecting areas of intestinal injury, even without prove their effectiveness in minimizing intra-abdominal adhesions, it appears feasible and possible, because there were no statistically difference (hematological, biochemical or peritoneal fluid) between the groups, or changes that would determine deleterious effects to the animals.

As aderências intra-abdominais são complicações relativamente comuns das cirurgias abdominais dos equinos após uma intervenção cirúrgica, podendo resultar em processos obstrutivos, dor abdominal recorrente e vôlvulos. Os avanços técnicos e farmacológicos são direcionados a minimizar o trauma e a inflamação peritoneal, aumentar o processo de fibrinólise, promover movimentação intestinal e separar tecidos potencialmente adesiogênicos durante a fase inicial de cicatrização. No presente trabalho foram utilizados 10 equinos, machos, SRD, entre 4 e 15 anos e peso entre 300 e 400kg. Incluíram-se no experimento os animais que não apresentaram alterações no exame físico e laboratorial, prévios. A membrana biológica utilizada era proveniente do banco de membranas biológicas do HOVET da FMVZ-USP. O protocolo anestésico consistiu de sedação com associação de xilazina 10% (0,7mg/kg) e tartarato de butorfanol (0,04mg/kg). A laparotomia foi realizada pelo flanco esquerdo com os animais em posição quadrupedal. No ponto médio de sua exteriorização (flexura pélvica) foi induzida lesão por abrasão em superfície serosa, com dimensão de 7x7 cm. Após a indução das lesões, nos animais do grupo 1 (cinco animais), a área lesionada foi recoberta com membrana biológica. Nos animais do grupo 2 (cinco animais), o segmento intestinal exteriorizado, após a criação das lesões, foi lavado com solução fisiológica e reposicionado na cavidade abdominal. Em ambos os grupos foi realizada a sutura de um ponto simples no centro da lesão utilizando-se fio de nylon 2-0, com o objetivo de referendar a lesão criada. As suturas dos planos musculares e subcutâneo foram realizadas com sutura contínua com fio absorvível Poliglactina 910 n0 2 e n0 00 respectivamente, e a pele foi suturada de maneira contínua utilizando-se nylon n0 0. A avaliação pós-operatória consistiu de avaliação física diária e coleta de material para análise laboratorial (sangue, soro e líquido peritoneal) semanalmente, durante quatro semanas. Decorridos 30 dias após o procedimento cirúrgico, os animais foram submetidos à nova laparotomia a fim de verificar a presença de aderências intra-abdominais, aspecto macroscópico das lesões e do implante, e realização de biópsia intestinal. A coleta do material para a realização dos exames laboratoriais foi realizada nos momentos: M0- período pré-operatório imediato, M7- 7 dias de pós-operatório, M14- 14 dias de pós-operatório, M21- 21 dias de pós-operatório, M28- 28 dias de pós-operatório. A laparotomia realizada em posição mais ventral e seguindo a técnica de grade possibilitou menor trauma cirúrgico, mas esta abordagem ofereceu ao cirurgião menor campo operatório, determinando alguma dificuldade de exteriorização do segmento intestinal. A evolução clínica dos animais foi satisfatória apresentando vantagem quando comparada a citação da literatura. Durante a reavaliação cirúrgica verificou-se presença de tecido cicatricial fibroso entre os planos musculares que determinou pequena dificuldade para o acesso da cavidade abdominal. Não foram observadas aderências intra-abdominais em ambos os grupos. O aspecto macroscópico das lesões no grupo experimental caracterizou-se por extensa área de hiperemia com cobertura de tecido seroso; e no grupo controle, verificou-se pequeno tecido cicatricial recobrindo o material de sutura. A realização das biópsias intestinais foi executada com facilidade bem como sua sutura. A avaliação histológica demonstrou em ambos os grupos intensa infiltração eosinofílica, presença de colágeno em fase de maturação além de evidências de intensa neovascularização. A partir da análise dos valores laboratoriais observaram-se diferenças estatísticas significativas nos valores sanguíneos de bilirrubinas, hematócrito, monócito, uréia; e no líquido peritoneal estas diferenças foram manifestadas em proteína, densidade e número de leucócitos segmentados. Conclui-se que a abrasão focal de serosa de cólon maior como único fator promotor de aderências intra-abdominais fibrosas foi insuficiente. Além disso, a utilização de pericárdio equino como proteção de áreas de lesão intestinal, mesmo não tendo sido comprovada sua eficácia na minimização das aderências intra-abdominais, apresenta-se viável e possível, pois não foram observadas diferenças estatisticamente significativas (hematológicas, bioquímicas ou do líquido peritoneal) na comparação entre os grupos, ou alterações que determinasse efeitos deletérios aos animais. / The intra-abdominal adhesions are relatively common complications of abdominal surgery in horses and they can result in obstructive processes, abdominal pain and recurrent volvulus. The technical and pharmacological advances are aimed to minimize trauma and peritoneal inflammation, increase the fibrinolysis process, promote intestinal peristalsis and separate potentially adhesiogenic tissues during the initial phase of healing. In this study were used 10 horses, male, mixed breed, between 4 and 15 years old and weighing between 300 and 400kg. The experiment included animals that showed no changes in physical and laboratorial examination. The biological membrane was from the bank of biological membranes of the HOVET-FMVZ-USP. The anesthetic protocol consisted of sedation with a combination of ketamine 10% (0.7 mg / kg) and butorphanol (0.04 mg / kg). The laparotomy was performed by the left flank and the animal was kept in standing position. At the midpoint of the pelvic flexure was induced the injury by abrasion in serous surface, with a size of 7x7 cm. After the lesion induction, the group 1 (five animals) had the injured area covered with a biological membrane. The group 2 (five animals) had the intestinal segment exteriorized, and after the lesion creation it was washed with saline and repositioned in the abdominal cavity. In both groups was performed suturing a single point in the center of the lesion using 2-0 nylon, in order to endorse the lesion created. The sutures of the muscle layers and subcutaneous tissue were performed with continuous suture with Polyglactin 910 n0 2 and n0 00 respectively, and the skin was sutured continuously using nylon n0 0. The postoperative evaluation consisted of daily physical assessment and collection of material for laboratory analysis (blood, serum and peritoneal fluid) weekly for four weeks. After 30 days, the animals underwent another laparotomy to verify the presence of intra-abdominal adhesions, macroscopic aspect of the lesions and implant, and intestinal biopsy. The collection of material for the completion of laboratory tests was performed at moments M0- pre-operative, M7- 7 days post-operatively, M14- 14 days post-operatively, M21- 21 days post-operatively, M28- 28 days post-operatively. The laparotomy was performed in ventral position following the technique of grid that´s promoted less surgical trauma, but this approach offered to surgeon less surgical field, causing some difficulty for exteriorization of the intestinal segment. The clinical outcome was satisfactory showing advantage when compared literature. During the surgical reassessment verified the presence of fibrous scar tissue between the muscle layers that determined some trouble to access the abdominal cavity. There were no intra-abdominal adhesions in both groups. The macroscopic aspect of lesions in the experimental group was characterized by extensive area of redness covered serous tissue, and the control group there was little scar tissue overlying the suture material. The intestinal biopsies and suture were performed easily. The histological evaluation showed in both groups intense eosinophilic infiltration, presence of collagen in the maturation stage in addition to evidence of intense neovascularization. The laboratory results showed statistically significant differences in blood levels of bilirubin, hematocrit, monocyte, urea, and into peritoneal fluid, these differences were manifested in protein density and leukocytes. Concluded that the focal serosal abrasion of the large colon as the single factor promoting intra-abdominal fibrous adhesions was insufficient. Furthermore, the use of equine pericardium as protecting areas of intestinal injury, even without prove their effectiveness in minimizing intra-abdominal adhesions, it appears feasible and possible, because there were no statistically difference (hematological, biochemical or peritoneal fluid) between the groups, or changes that would determine deleterious effects to the animals.

Thesis (Ph.D.)--McMaster University, 2006. / Supervisors: K. Behdinan, A.D. Spence. Includes bibliographical references (leaves 225-238).

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método de reticulação mais homogênea no pericárdio bovino (PB), utilizado na confecção de válvulas cardíacas, seguindo um tratamento seqüencial e não seqüencial com concentrações crescentes de glutaraldeído (GA), no intervalo entre 0,0010/0e 0,5%, com tempos de reação entre 5 e 90min, e temperatura entre 5 e 45&#176C. Os resultados de temperatura de encolhimento (Is) mostraram que a reticulação do pericárdio bovino é heterogênea, principalmente para baixas concentrações de glutaraldeído (0,001%). Entretanto esta heterogeneidade é menos perceptível para concentrações superiores de GA, principalmente para o tratamento seqüencial, sugerindo uma melhor qualidade de reação de reticulação. Em todos os tratamentos realizados, os melhores resultados foram obtidos para o tratamento seqüencial a 45&#176C, para 90 minutos de reação e 0,10/0 de GA, onde os valores de Ts (&#8773 90&#176C) foram muito próximos daqueles para concentrações superiores de GA (0,5%). Encontrou-se também, nestas condições, os menores valores de hidrólise enzimática (colagenase = 3,80/0e tripsina =1,90/0 ). Estes comportamentos devem estar associados a uma maior concentração de GA monomérico e, portanto, maior eficácia das soluções de GA na promoção das ligações de reticulação e também à exposição de um maior número de sítios de reação da matriz de PB. Os resultados dos ensaios de hidrólise enzimática com colagenase e tripsina, confirmaram a maior eficácia do tratamento seqüencial, principalmente sabendo-se que: a) a reação de PB com GA envolve amino grupos de lisina; b) a tripsina só age sobre ligações peptídicas envolvendo lisina com &#949-amino grupo livre. A partir disto, é possível prever que um maior número de &#949-amino grupos estão bloqueados, não permitindo a ação enzimática nestes locais, mostrando que o material encontra se mais reticulado. Testes mecânicos realizados nos materiais tratados nas condições citadas acima mostraram valores dentro da faixa aceitável para a confecção de válvulas cardíacas para o tratamento seqüencial. / The object of this work was the development of a new procedure for homogeneous crosslinking of bovine pericardium (BP), to improve its properties when used for cardiac valves confection. A sequential treatment with increasing concentrations of glutaraldehyde (GA), from 0.0010/0to 0.5%, was used in temperatures ranging from 5°C to 45°C and reaction times ranging from 5 to 90 min. Shrinkage temperature (Ts) results showed that non-sequential and sequential treatments produced heterogeneous crosslinking of bovine pericardium, mainly for lower concentrations of glutaraldehyde (0.001%). The heterogeneity is less perceptible for greater concentrations of glutaraldehyde, specially in the sequential treatment, suggesting better quality of crosslinking reaction. Best results were obtained for the sequential treatment at 45&#176C, for 90 min and 0.1% of glutaraldehyde, with Ts values (&#8773 90&#176C) very similar to those found for higher glutaraldehyde concentration (0.5%). In these conditions, the smaller values of enzymatic hydrolysis were obtained (collagenase = 3.80/0and tripsin = 1.90/0).This behavior, at 45&#176C, may be associated to the presence of higher monomeric glutaraldehyde concentration, more efficient in the crosslinking promotion, and to the exposition of a great number of reaction sites in bovine pericardium matrix. The results of enzymatic hidrolysis with collagenase and tripsin, confirmed that sequential treatment is more efficient, specially knowing that: a) the GA for BP reaction involved e-amino groups of lisin: b) the tripsin alone act over peptides bonds involving lisin with free e-amino groups. Then, it is possible to predict that a great number of e-amino groups were blocked, not permitting enzimatic action, showing that the materials were more crosslinked. Mechanical tests for materials treated as above demonstrated that for sequential treatment the values are within the acceptable range for cardiac valves construction.

A utilização e o desenvolvimento de biomateriais para a regeneração tecidual são de grande importância, principalmente para a área médica e odontológica. Matrizes de colágeno derivadas de tecidos de origem animal são utilizadas devido o colágeno apresentar características como biodegradabilidade e biocompatibilidade. Essas matrizes podem ser obtidas a partir de várias fontes, sendo uma delas o pericárdio porcino, que apresenta vantagens como grande disponibilidade, baixo custo, fácil obtenção e possibilidade de sofrer modificações químicas. Além disso, tecidos de origem suína são muito similares aos tecidos humanos, podendo ser utilizados para a produção de biomateriais para a regeneração de tecido mole. Este trabalho teve como objetivo a preparação de membranas acelulares derivadas de pericárdio porcino por hidrólise alcalina em diferentes tempos, para posterior utilização em engenharia de tecido. As membranas de colágeno foram obtidas por hidrólise alcalina de pericárdio porcino durante 4, 8, 12 e 24 h e caracterizadas por análise histológica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), avaliação da citoxicidade in vitro, estabilidade biológica in vitro (colagenase), titulação potenciométrica, porcentagem de absorção de água, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e ensaios de tração. A análise histológica mostrou que após 4h de hidrólise as células foram removidas das membranas. A avaliação da citotoxicidade in vitro mostrou que as membranas preparadas neste trabalho não são citotóxicas. Os ensaios de estabilidade biológica in vitro por colagenase mostraram que as membranas hidrolisadas degradaram mais rapidamente que a não hidrolisada e, quando comparadas com matrizes derivadas de pericárdio bovino, as derivadas de pericárdio porcino foram mais resistentes à degradação por colagenase. A titulação potenciométrica possibilitou determinar o número de grupos carboxílicos das membranas e o incremento desses grupos por molécula de colágeno. Os resultados mostraram que houve um aumento no número de grupos carboxílicos tituláveis nas membranas hidrolisadas e, consequentemente, houve um aumento do número de cargas negativas incorporadas na molécula de colágeno. As membranas hidrolisadas apresentaram uma maior absorção de água, uma diminuição das temperaturas de desnaturaçãoe e menor estabilidade térmica em função do aumento do tempo de hidrólise. Os ensaios de tração mostraram que após a hidrólise alcalina as membranas apresentaram maiores valores de resistência à tração e que a deformação é dependente do tempo de hidrólise alcalina. Esses resultados mostraram que a preparação de membranas de colágeno derivadas de pericárdio porcino com diferentes tempos de hidrólise alcalina é um procedimento viável para ser utilizado na produção de biomateriais para engenharia de tecido. / The use and development of biomaterials for tissue regeneration are of great importance, especially for medical and dental care. Collagen matrices derived from animal tissues are widely used because collagen has characteristics such as biodegradability and biocompatibility. These matrices can be obtained from various sources, such as porcine pericardium, which is a tissue that can be used due its low cost, wide availability and because it can be chemically modified. Besides, porcine tissues are very similar to human tissue and can be used to produce biomaterials for soft tissue regeneration. The aim of this study was the preparation and characterization acellular membranes by alkaline hydrolysis of porcine pericardium. Membranes were characterized by histological analysis, scanning electron microscopy (SEM), in vitro cytotoxicity evaluation, in vitro biological stability (collagenase), potentiometric titration, water absorption percentage, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and tensile tests. Histological analysis showed that after 4h of hydrolysis, cells were totally removed from matrices. In vitro cytotoxicity showed that all matrices prepared in this work are not cytotoxic. In vitro biological stability tests (collagenase) showed that the hydrolyzed membranes degraded more quickly than the non hydrolized matrix and more resistant to collagenase degradation when compared to matrices derived from bovine pericardium. The potentiometric titration allowed the determination carboxylic groups and the increase of these groups per collagen molecule. Hydrolyzed matrices had an increase in water absorption, a decrease in denaturation temperature and a small decrease in thermal stability with the increase of hydrolysis time. Tensile tests showed that after alkaline hydrolysis matrices showed higher tensile strength and the deformation was independent of the time of alkaline hydrolysis. These results showed that the preparation of collagen biological matrices derived from porcine pericardium with different times of alkaline hydrolysis is a viable procedure to be subsequently used in the production of biomaterials for tissue engineering.

Le remplacement valvulaire aortique percutané (TAVI) est une thérapie qui s’impose de plus en plus chez les patients porteurs d’une sténose aortique sévère. Toutefois, un nombre croissant d’études démontre que l’utilisation, crimping (sertissage) et déploiement, de ces bioprothèses est induit une altération de la structure de leurs feuillets péricardiques. Ce qui soulève la question de la durabilité à long-terme de ces dispositifs.Dans les travaux de cette thèse, nous avons développé des outils permettant d’analyser le traumatisme subi par les feuillets de péricardes.La première stratégie visait à déterminer les différences de comportements des péricardes bovins et porcins en matière de diffusion vis à vis de différents solutés. Nous avons pu mettre en évidence que la perméabilité du péricarde porcin était plus élevée (en moyenne 5-fois) et plus hétérogène comparativement à celle du péricarde bovin. La seconde stratégie consistait à caractériser, à l’aide des outils développés, les lésions traumatiques induites lors du déploiement des prothèses auto-expansible ou déployable par inflation d’un ballon. Quelque soit le type de prothèses utilisées, une altération de la perméabilité membranaire des péricardes a été observée après leurs déploiements.La dernière stratégie était de déterminer si le crimping de bioprothèses auto-expansibles pouvait entrainer une calcification plus importante des feuillets péricardiques. Un modèle d’évaluation de la calcification in-vivo chez le lapin a été utilisé. Cette étude à permis d’observer que le taux de calcium ainsi que la minéralisation du péricarde n’étaient pas affectées par le crimping. / Transcatheter aortic valve replacement (TAVR) is a growing therapy indicated to treat severe aortic valve stenosis. However, an increasing number of studies demonstrated that crimping and deployment of these bioprostheses induce structural alterations of the pericardial leaflets. These observations raise interrogations concerning the long-term durability of these devices.In this thesis works, we developed tools to analyze pericardial leaflets injuries.The first strategy consisted to determine the differences between bovine and porcine pericardium toward the filtration of various solute.It was possible to observe that porcine pericardium hydraulic conductance was higher (5-folds) and more heterogeneous than bovine pericardium.The second strategy consisted to characterize the lesions induced by deployment of self and balloon expandable valved-stents.After deployment, both types of valved-stents showed an alteration of their pericardial hydraulic conductance.The last strategy was to determine if self-expandable valved-stents crimping could increase their pericardial leaflets calcification. The rabbit model was used as an in-vivo evaluation model.This study showed that the calcium concentration and the mineralization of their pericardial leaflets were unaffected by valved-stents crimping.

A 67-year-old male patient received a coronary artery bypass graft. Less than 2 months afterward, he presented with recurrent exacerbations of congestive heart failure. His response to a standard treatment regimen for heart failure was partly successful, but a few days after discharge he was readmitted for worsening dyspnea and edema. Doppler echocardiography suggested the hemodynamics of constrictive pericarditis. Magnetic resonance imaging showed thickened pericardium with exudates in the pericardial space. Cardiac catheterization confirmed the diagnosis, showing equalization of diastolic pressures of the left and right ventricles. The patient underwent subtotal pericardiectomy with resolution of the pericardial disease, but he died from respiratory insufficiency.

In this MMed thesis I have reviewed retrospectively the pericardial aspirations performed between 1 July 1987 and 12th October 1989 at Groote Schuur Hospital, Cape Town. Documenting the reasons for aspiration, the complications of pericardiocentesis, and how cytologic, bacteriologic and biochemical examination of the aspirate influenced the clinicians' management of the 52 patients reviewed. The relatively low mortality of less than 2% is noted, in a procedure carried out for the relief of cardiac tamponade in 57% of the patients. A significant relationship between an ADA level higher than 51 international units per litre and a positive culture of mycobacterium tuberculosis from pericardial aspiration is demonstrated. The relatively low successful culture of mycobacterium tuberculosis (32% of the 29 patients clinically assessed as having tuberculous pericarditis) is noted, and recommendations to improve the yield from culture are made.