Citric Acid-Crosslinked PVA/CMC Composite Membranes with Enhanced Wet-State Stability for Prevention of Postoperative Pericardial Adhesions
Membranas compostas de PVA/CMC reticuladas com ácido cítrico, particularmente a formulação PCC15, demonstram estabilidade no estado úmido, integridade mecânica e biocompatibilidade aprimoradas, prevenindo efetivamente aderências pericárdicas pós-operatórias em um modelo de coelho.
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Após uma cirurgia cardíaca, o processo natural de cura do corpo pode, por vezes, funcionar excessivamente bem. Quando o saco protetor ao redor do coração, conhecido como pericárdio, é cortado ou friccionado durante uma operação, ele frequentemente tenta cicatrizar aderindo-se aos tecidos próximos, como o esterno ou a parede torácica. Essas conexões pegajosas, chamadas adesões, são densas e resistentes. Se um paciente precisar de uma segunda cirurgia cardíaca anos depois, essas adesões podem esconder os caminhos claros que os cirurgiões precisam visualizar, tornando o procedimento muito mais difícil e arriscado. Para prevenir isso, os médicos utilizam folhas finas e flexíveis colocadas entre o coração e a parede torácica para atuar como um escudo temporário. No entanto, manter tal folha intacta é difícil. O coração está em constante movimento, batendo contra o peito, e a folha está encharcada de sangue e fluidos corporais. Se o material ficar muito macio, inchar ou se desintegrar nesse ambiente úmido, ele deixa de funcionar como uma barreira.
Pesquisadores da Universidade de Zhengzhou e da Universidade de Tecnologia Química de Pequim decidiram criar um escudo melhor. Eles começaram com dois materiais comuns: o poli(vinil álcool), um plástico sintético conhecido por criar filmes fortes, e a carboximetil celulose, uma substância derivada de plantas que é suave para o corpo. Embora a mistura desses dois resultasse em uma folha promissora, ela era sensível demais à água. Quando encharcada, ela inchava como uma esponja e perdia sua força, tornando-a inadequada para o ambiente úmido e móvel do coração. Para corrigir isso, a equipe recorreu ao ácido cítrico, o mesmo composto encontrado em limões e laranjas, para atuar como uma ponte química. Eles trataram a mistura com calor, permitindo que o ácido ligasse as cadeias poliméricas, criando uma rede mais apertada e durável.
A equipe testou como diferentes quantidades de ácido cítrico alteravam o comportamento das novas folhas. Eles descobriram que adicionar mais ácido tornava o material muito mais resistente à água. Sem o ácido, a folha absorvia uma quantidade massiva de água e inchava significativamente, perdendo quase metade de seu peso após um mês em uma solução salina que imita o corpo. À medida que aumentavam o conteúdo de ácido, as folhas absorviam muito menos água, inchavam muito menos e mantinham melhor sua massa. A melhor versão, que continha a maior quantidade de ácido testada, ainda inchou em 93% e perdeu cerca de 34% de sua massa após um mês, mas isso foi uma melhoria significativa em relação à versão não tratada, permitindo que retivesse sua forma e força de maneira muito mais eficaz.
Essa resistência à água também significava que o material permanecia forte quando úmido. Em estado seco, as folhas já eram resistentes, mas uma vez encharcadas, a versão não tratada tornava-se muito fraca, perdendo a maior parte de sua capacidade de esticar sem romper. A melhor versão, porém, permaneceu notavelmente forte mesmo estando totalmente saturada. Ela conseguia esticar para quase o dobro de seu comprimento original sem romper, uma flexibilidade que é crucial para um material situado sobre um coração que bate. Esta formulação específica era forte o suficiente para igualar a resistência natural do tecido cardíaco humano, permanecendo flexível o suficiente para se mover com ele.
Os pesquisadores então verificaram se o material era seguro para o corpo. Eles expuseram glóbulos vermelhos de ratos às folhas e descobriram que pouquíssimas células foram danificadas, indicando que o material não causaria problemas de sangramento. Eles também testaram como células de camundongos reagiam a extratos das folhas, e as células permaneceram saudáveis e ativas. Além disso, quando colocaram fibroblastos, as células responsáveis pela construção de tecido cicatricial, diretamente sobre as folhas, as células não aderiram à superfície tão facilmente quanto faziam em placas de plástico padrão. Essa falta de adesão é um bom sinal, pois sugere que o material não incentivaria a formação de novo tecido cicatricial que poderia levar a adesões.
Para ver se o material funcionava em um sistema vivo, a equipe utilizou um modelo de coelho. Eles criaram uma pequena lesão na superfície do coração dos coelhos para simular um trauma cirúrgico. Um grupo de coelhos recebeu a nova folha tratada com ácido cítrico sobre a lesão, enquanto outro grupo não recebeu tratamento. Após trinta dias, os coelhos sem a folha desenvolveram adesões severas e espessas entre o coração e a parede torácica que exigiam ferramentas afiadas para separar. Em contraste, os coelhos com a folha apresentaram quase nenhuma adesão. O coração movia-se livremente e a folha podia ser removida facilmente. O exame microscópico mostrou que os corações tratados tinham muito menos tecido cicatricial e inflamação do que os não tratados. O estudo conclui que este simples ajuste químico cria uma barreira flexível, forte e segura que pode efetivamente prevenir que o coração grude na parede torácica durante a cicatrização.
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