Tecnologías disruptivas para la obtención de órganos y tejido artificial / Disruptive technologies for obtaining artificial organs and tissues / Tecnologias disruptivas para a obtenção de órgãos e tecidos artificiais

Propósito/Contexto. Este artículo tiene como objetivo exponer el panorama de las tecnologías disruptivas en la medicina regenerativa y la solución que plantean para la obtención de órganos y tejidos artificiales. En la actualidad, los métodos existentes, como los trasplantes y xenotrasplantes, han demostrado ser poco efectivos para solventar esa problemática de salud pública mundial. Metodología/Enfoque. Se hace una revisión de tecnologías como la ingeniería de tejidos, la ingeniería genética, la nanomedicina y la nanotecnología, que buscan sustituir o mejorar los métodos actuales. Resultados/Hallazgos. Las tecnologías disruptivas plantean aspectos bioéticos que deben ser vistos desde otra perspectiva; la manipulación de la materia a escala atómica y molecular abren un sinnúmero de posibilidades para mejorar la calidad de vida del hombre e incluso, prolongarla. Surge el concepto de nanobioética, en el que se toman los principios de la bioética contemporánea y se proyectan a escalas nanométricas para analizar las implicaciones positivas y negativas de la vida en esas dimensiones. Discusión/Conclusiones/Contribuciones. Los avances y tecnologías disruptivas plantean un impacto en la atención sanitaria, cambios socioculturales y nuevos paradigmas que implican desafíos desde lo científico, lo técnico y lo bioético.

Purpose/Context. The article aims to provide an overview of disruptive technologies in regenerative medicine as a solution to obtaining artificial organs and tissues. Existing methods such as transplants and xenotransplants have proven to be ineffective in resolving this world public health problem. Method/Approach. Technologies such as tissue engineering, genetic engineering, nanomedicine, and nanotechnology are addressed, which seek to replace or improve current methods. Results/Findings. Disruptive technologies involve bioethical aspects that must be considered from another perspective. The manipulation of matter on atomic and molecular scales opens up countless possibilities for improving the quality of human life and even extending it. As a result, the concept of nanobioethics has emerged, which takes the principles of contemporary bioethics and projects them on nanometric scales to analyze the positive and negative implications for life in these dimensions. Discussion/Conclusions/Contributions. Advances and disruptive technologies impact health care, produce sociocultural changes, and give rise to new paradigms, posing scientific, technical, and bioethical challenges.

Objetivo/Contexto. O presente artigo tem como objetivo expor o panorama respeito das tecnologias disruptivas na medicina regenerativa, e a solução que propõem para a obtenção de órgãos e tecidos artificiais. Atualmente os métodos existentes, como os transplantes e xenotransplantes, provaram ser pouco eficaz para resolver um problema de saúde pública mundial. Metodologia/Abordagem. Nesse sentido, é feita uma revisão de tecnologias como a engenharia de tecidos, a engenharia genética, a nanomedicina e a nanotecnologia, que buscam substituir ou melhorar os métodos atuais. Resultados/Descobertas. As tecnologias disruptivas colocam aspectos bioéticos que devem ser vistos sob outra perspectiva, a manipulação da matéria em escala atômica e molecular abrem inúmeras possibilidades para melhorar a qualidade de vida do homem e até prolongá-la. Surge então o conceito de nanobioética, no qual se tomam os princípios da bioética contemporânea, projetam-se em escalas nanométricas, buscando analisar as implicações positivas e negativas da vida nessas dimensões. Discussão/Conclusões/Contribuições. Os avanços e as tecnologias disruptivas causam impacto nos cuidados de saúde, mudanças socioculturais e novos paradigmas que implicam desafios nos aspectos científico, técnico e bioético.

Anterior segment optical coherence tomography findings in type I Boston keratoprosthesis / Achados de tomografia de coerência óptica do seguimento anterior em ceratoprótese de Boston tipo I

ABSTRACT Purpose: To report the results of high-resolution anterior segment optical coherence tomography of patients implanted with a type 1 Boston keratoprosthesis (KPro). Methods: The retrospective study cohort included 11 eyes of 11 patients (average age, 58.4 years; range, 34-83 years). All subjects underwent anterior segment optical coherence tomography at a single posteoperative time point. The main outcome measures were retro-backplate and retro-optic membrane formation, thinning and gap formation of the corneal carrier graft (melting), and degree of angle closure. Results: Preoperative diagnoses included chemical burn (55%), failed corneal transplant (36%), and Stevens-Johnson syndrome (9%). The mean postoperative follow-up duration was 38.5 (range, 12-72) months. The most frequent findings of anterior segment optical coherence tomography were retroprosthetic membrane formation (63%, 7/11), thinning of the corneal carrier graft (melting; 55%, 6/11), and a narrow or closed angle (91%, 10/11). Other less common findings were epithelial growth over the optic surface and periprosthetic cyst formation. Retroprosthetic membrane formation was observed in all patients with melting (6/11). Conclusions: Detailed postoperative examination and visualization of subtle changes of keratoprosthesis implanted eyes by slit lamp biomicroscopy are often difficult. Anterior segment optical coherence tomography is a useful, noninvasive, and quantitative imaging technique that provides useful information to postoperatively monitor the anatomic stability of an implanted keratoprosthesis.

RESUMO Objetivos: Reportar os resultados das imagens de pacientes com Ceratoprótese de Boston tipo I (KPro) usando tomografia de coerência óptica de alta resolução do seguimento anterior (AS-OCT). Métodos: Nós realizamos um estudo retrospectivo de pacientes submetidos à KPro. Um total de 11 olhos de 11 pacientes foram incluídos. As imagens de AS-OCT foram realizadas em um único tempo de pós-operatório. Os principais resultados incluem formação de membrana retroprostética atrás do prato posterior e atrás do cilindro ótico, afinamento e lacunas na córnea doadora (melt) e graus de ângulo fechado. Resultados: Os diagnósticos pré-operatórios inclui queimadura química (55%), falência pós transplante de córnea (36%) e síndrome de Stevens Johnson (9%). A idade média foi de 58.4 anos (escala, 34-83 anos). A média de tempo de pós-operatório foi de 38.5 meses (escala, 12-72 meses). Os achados mais frequentes de AS-OCT foram: membrana retroprostética, 63% (7/11); afinamento da córnea doadora (melting), 55% (6/11); angulo estreito ou fechado, 91% (10/11). Outros achados menos comuns foram crescimento epitelial sobre a superfície ótica e cistos periprostéticos. Todos os pacientes com melting (6/11) apresentaram membrana retroprostética. Conclusões: O exame pós-operatório e a visualização detalhada das mudanças em olhos com KPro pela lâmpada de fenda pode ser difícil. AS-OCT é uma técnica de imagem útil, não invasiva e quantitativa que permite o monitoramento da estabilidade anatômica no seguimento de KPro implantadas.

Bacterial cellulose and bacterial cellulose/polycaprolactone composite as tissue substitutes in rabbits' cornea / Celulose bacteriana e composto de celulose bacteriana/policaprolactone para substituto tissular na córnea de coelho

In order to test the performance of bacterial cellulose/polycaprolactone composite (BC/PCL) and pure bacterial cellulose (BC) as tissue substitutes in rabbits' cornea, a superficial ulcer containing 5mm in diameter and 0.2mm deep was made in the right cornea of 36 rabbits, then a interlayer pocket was created from the basis of this ulcer. Twelve rabbits received BC/PCL membrane and 12 were treated with BC membranes, both membranes with 8mm in diameter. The remaining rabbits received no membrane constituting the control group. The animals were clinically followed up for 45 days. Three animals of each group were euthanized at three, seven, 21, and 45 days after implantation for histological examination of the cornea along with the implant. Clinical observation revealed signs of moderate inflammatory process, decreasing from day 20th in the implanted groups. Histology showed absence of epithelium on the membranes, fibroplasia close to the implants, lymph inflammatory infiltrate with giant cells, collagen disorganization, with a predominance of immature collagen fibers in both groups with implants. Although inflammatory response is acceptable, the membranes used does not satisfactorily played the role of tissue substitute for the cornea during the study period.(AU)

Com objetivo de testar o desempenho do compósito celulose bacteriana/policaprolactona (CB/PCL) e da celulose bacteriana pura (CB) como substitutos teciduais em córnea de coelhos, foi realizada uma úlcera superficial de 5 mm de diâmetro e 0,2 mm de profundidade na córnea direita de 36 coelhos, criando-se um bolso interlamelar a partir da base dessa úlcera. Doze animais receberam a membrana do compósito CB/PCL e 12 foram tratados com membranas de CB, ambas com 8 mm de diâmetro, os coelhos restantes não receberam nenhuma membrana, constituindo o grupo controle. Os animais foram acompanhados clinicamente até 45 dias. Três animais de cada grupo sofreram eutanásia aos três, sete, 21 e 45 dias após o implante das membranas para análise histológica da córnea juntamente com o implante. À observação clínica, houve sinais de processo inflamatório moderado, diminuindo a partir do 20º dia nos grupos implantados. A histologia demonstrou ausência de epitélio sobre as membranas, fibroplasia próxima aos implantes, infiltrado inflamatório linfo-histiocitário com células gigantes, desorganização do colágeno, com predominância de fibras imaturas de colágeno em ambos os grupos com implantes. Embora a resposta inflamatória seja aceitável, as membranas utilizadas não desempenharam satisfatoriamente o papel de substituto tecidual para a córnea, no período estudado.(AU)

Síntese e caracterização de derivados de hemoglobina para aplicação terapêutica / Synthesis and characterization of hemoglobin based oxygen carriers for therapeutic application

A transfusão de sangue é uma intervenção terapêutica capaz de salvar muitas vidas. Entretanto, transfusões também apresentam uma alta gama de possíveis eventos adversos, questões logísticas, econômicas e sociais. Dentre as principais preocupações terapêuticas estão a incompatibilidade (principalmente do sistema ABO), a transmissão de microrganismos patogênicos, os distúrbios imunomodulatórios, as reações hemolíticas, o aumento estatístico do risco de morte proporcional ao volume de sangue infundido, dentre outros. Diversas alternativas às transfusões sanguíneas são propostas na literatura científica, dentre elas o desenvolvimento de transportadores de oxigênio que utilizam a hemoglobina, comumente intitulados substitutos sanguíneos. Neste âmbito, o presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de uma rota de síntese e a síntese de partículas de gelatina contendo hemoglobina polimerizada. Para tanto, realizou-se a síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato], extraiu-se e polimerizou-se com glutaraldeído ou polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] hemoglobina de sangue bovino e, partículas de gelatina coriácea ou óssea contendo hemoglobina polimerizada foram sintetizadas e caracterizadas. A síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] (SSPEG) foi caracterizada por espectroscopia RAMAN, análise diferencial de calorimetria (DSC) e os resultados obtidos indicaram o sucesso das reações. O produto da reação de polimerização da hemoglobina e albumina com o SSPEG foi verificado por SDS-PAGE e os resultados obtidos indicaram a formação com sucesso de polímeros de alta massa molecular. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina coriácea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 1370 nm, dispersividade de 0,029 e potencial zeta de -36,1 mV. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina óssea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 438 nm, dispersividade de 0,563 e potencial zeta de -24,5 mV. Os resultados obtidos sugerem a aplicabilidade da gelatina coriácea para a produção de partículas contendo hemoglobina polimerizada com possível aplicação como transportador de oxigênio

Blood transfusion is a therapeutic intervention that can save many lives. However, transfusion is also related to several possible adverse therapeutic events and logistic, economic and social concerns. Among the major therapeutic concerns are incompatibility (mainly of the ABO group system), pathogenic microorganisms' transmission, immunomodulatory disturbances, hemolytic reactions, death risk increase that is proportional to the infused volume, among others. Several alternatives to blood transfusion are proposed in the scientific literature. Among them is the development of hemoglobin based oxygen carriers, commonly entitle blood substitutes. To this extent, the present work aimed to develop a synthetic route and to synthesize gelatin particles containing polymerized hemoglobin. To this purpose PEG bis(succinimidyl succinate) was synthesized, bovine hemoglobin was extracted and polymerized with glutaraldehyde or PEG and polyhemoglobin contained particles of gelatin from leather or bones were synthesized and characterized. PEG bis(succinimidyl succinate) synthesis was characterized by RAMAN spectroscopy and by differential scanning calorimetry (DSC) and the obtained results indicated the successful synthesis. The reaction product of the polymerization of hemoglobin or albumin with PEG was verified by SDS-PAGE and the results indicated the successful formation of high molecular mass polymers. The particles generated with leather gelatin and polyhemoglobin had a hydrodynamic diameter of 1370 nm, dispersity of 0.029 and zeta potential of -36.1 mV. Particles generated with bone gelatin and polyhemoglobin had hydrodynamic diameter of 438 nm, dispersity of 0.563 and zeta potential of -24.5 mV. The obtained results suggest the applicability of leather gelatin for the production of polyhemoglobin containing particles aiming to the development of a hemoglobin based oxygen carrier

Influência do manuseio do balão autoinflável neonatal sobre o pico de pressão e o volume corrente / Peak pressure and tidal volume are affected by how the neonatal self-inflating bag is handled

OBJETIVO: Avaliar a influência do manuseio do ventilador pulmonar manual neonatal com bolsa autoinflável sobre pico de pressão e volume corrente. MÉTODOS: Estudo experimental com 141 profissionais de saúde (médicos, médicos residentes, fisioterapeutas, enfermeiros e técnicos de enfermagem) que ventilaram um pulmão artificial ajustado para reproduzir o pulmão de um recém-nascido a termo, utilizando ventilador pulmonar manual autoinflável com cinco diferentes modos de manuseio: com as duas mãos (10 dedos) e com uma mão, utilizando cinco, quatro, três e dois dedos. Valores de pico de pressão e volume corrente foram registrados pelo pulmão artificial. RESULTADOS: Observou-se alta variabilidade nos valores das variáveis estudadas. A média do pico de pressão foi 39,73 cmH2O (IC95 por cento 37,32-42,13), variando de 2,5 a 106,3 cmH2O, e do volume foi 39,56 mL (IC95 por cento 36,86-42,25), variando de 4 a 88 mL. Não foi detectada influência significativa da profissão sobre as variáveis estudadas (p > 0,05). Observou-se que o modo de manuseio do ventilador pulmonar manual influenciou significativamente o pico de pressão e o volume corrente (p < 0,0001), que foram maiores quando o ventilador foi manuseado com as duas mãos. CONCLUSÃO: A maioria dos profissionais gerou pico de pressão e volume corrente muito elevados, principalmente quando foram empregadas as duas mãos para ventilar, aumentando o risco de barotrauma e volutrauma. Por outro lado, parte dos profissionais forneceu pressões e volumes tão baixos que seriam insuficientes para a adequada expansão pulmonar, podendo levar a hipoventilação. Tais riscos não dependeram da formação profissional.

OBJECTIVE: To evaluate how different ways of handling the neonatal self-inflating bag influence peak pressure and tidal volume. METHODS: This is an experimental study involving 141 different professionals (physicians, resident physicians, physiotherapists, nurses, and nursing technicians), who ventilated an artificial lung, adjusted to simulate the lung of a term neonate, using a self-inflating bag. Each professional handled the ventilator in five different ways: a) using both hands (10 fingers); and, with only one hand, b) five fingers, c) four fingers, d) three fingers, and e) two fingers. Peak pressure and tidal volume data were recorded by the artificial lung equipment. RESULTS: Both variables showed high variability, from 2.5 to 106.3 cmH2O (mean = 39.73 cmH2O; 95 percentCI 37.32-42.13) for peak pressure, and from to 4 to 88 mL (mean = 39.56 mL; 95 percentCI 36.86-42.25) for tidal volume. There was no significant influence of the profession on any of the variables (p > 0.05). However, bag handling significantly influenced both peak pressure and tidal volume (p < 0.0001), which were higher when the operator used both hands. CONCLUSION: The results indicate that most professionals delivered excessively high peak pressures and tidal volumes, which could increase the risk of barotrauma and volutrauma, especially when both hands were used to ventilate. On the other hand, a small number of professionals delivered insufficient pressure and volume for adequate lung expansion and ventilation. The delivery of inadequate ventilation was not dependent on profession.

Microencapsulación de células: situación actual y perspectivas / Cell microencapsulationtechnology: actual trends and perspectives

La microencapsulación de células posibilita el tratamiento de un gran número de enfermedades. Mediante esta tecnología, las líneas celulares se inmovilizan en estructuras poliméricas esféricas o microcápsulas, que actúan como sistemas farmacéuticos de liberación controlada del producto terapéutico secretado por las células. Las microcápsulas, permiten el tránsito de nutrientes, oxígeno y de los productos secretados por las células, mientras que impiden la entrada de moléculas inmunocompetentes como consecuencia de sus elevados pesos moleculares. La futura aplicación clínica de esta estrategia exige un minucioso estudio y la optimización de las propiedades de las microcápsulas y líneas celulares, así como el desarrollo de la genética y la tecnología farmacéutica. En esta revisión, se discuten las posibilidades y las deficiencias de esta tecnología, así como los requerimientos futuros para un óptimo uso clínico

Asistencia mecánica cardiopulmonar y trasplante de órganos intratorácicos en el IMSS: historia, estado actual y perspectivas / Cardiopulmonary mechanical assistance and transplantation of intrathoracic organs at the IMSS: history, present state and perspectives

La investigación relacionada al trasplante de órganos itratorácicos en el Instituto Mexicano del Seguro Social tiene ya un largo camino recorrido, y desde 1988 ha llevado al desarrollo de programas clínicos de trasplante de corazón, pulmón de corazón-pulmón, y al desenvolvimiento de sistemas de asistencia mecámica cardiopulmonar. Se han realizado trasplantes de corazón, pulmón y corazón-pulmón con sobrevida superior a 55 por ciento y seguimiento hasta siete años. El Instituto Mexicano del Seguro Social ha apoyado con infraestructura a los centros que realizan trasplantes, e inclusive desarrolla unidades de excelencia en la material. El principal problema aún es la falta de donadores.

Obtención de bioreactivos locales para la estandarización de la prueba de compatibilidad cruzada (Cross Match) aplicada al transplante clínico / Productivy of base bioreactives for standarization of the Cross Match compatibility test clinic transplant

Actualmente los transplantes constituyen una práctica corriente en el tratamiento de enfermedades que requieren reemplazo de órganos. Paralelamente se crea la necesidad de establecer estudios laboratoriales inmunológicos, para que el manejo de pacientes tenga el éxito deseado. La importancia de la prueba de compatibilidad cruzada(croos match) es detectar la presencia de anticuerpos preformados en el suero del receptor del transplante contra antígenos leucocitarios humanos(HLA) del donante que, podrían contribuir a un rechazo acelerado del injerto. La prueba de linfocitotoxicidad es la más empleada para su detección, requiere de bioreactivos qu deben ser importados con un costo elevado para el paciente. Con el propósito de introducir desarrollo tecnológico en la producción de bioreactivos locales, contar en el medio con una batería de pruebas de evaluación inmunológica que, reduzcan al mínimo el riesgo de rechazo en los pacientes y lograr una sobrevida prolongada del injerto, se procedió a obtener dos bioreactivos importantes el suero antilinfocitario humano, en conejos, como control positivo del sistema y, titular con este el suero de cobayo, fuente de complemento, simultáneamente se evaluó su capacidad citotóxica per se. Para incrementar la sensibildad de la prueba se tituló un segundo anticuerpo anti-humano, citotóxico. Se determinó la concentración óptima del ditiotreitol(DTT), que sirvió para caracterizar al isotipo participante. La prueba aplicada a pacientes, se realizó sobre linfocitos totales, se introdujo a la técnica original la variable temperatura 4 grados C y 22 grados C, para obtener la máxima reactividad de los isotipos IgG e IgC respectivamente. Se estudiaron 7 pacientes. Se detectó un caso de sensibilización por transfusión (alo cross match positivo), la caracterizacióndel isotipo por DTT y temperatura puso de manifiesto a la IgG (Citotóxica y de alta avidéz es la mayormente involucrada en el rechazo hiper agudo de los transplantes, no así, la IgM (citotóxica y de bajas avidéz) considerada no peligrosa. Un segundo caso presentó auto cross match positivo, con isotipo IgM. Los restantes casos fueron alo y auto cross match negativos