Development of different degrees of elastase-induced emphysema in mice: a randomized controlled experimental study

Introduction: Mouse models of emphysema are important tools for testing different therapeutic strategies. The aim of this study was to develop a mouse model of emphysema induced by different doses of elastase in order to produce different degrees of severity. Methods: Thirty female mice (C57BL/6) were used in this study. Different doses of porcine pancreatic elastase were administered intratracheally once a week for four weeks, as follows: 0.1 U (n=8), 0.15 U (n=7), and 0.2 U (n=7). Control mice (n=8) received 50 microL of sterile saline solution intratracheally. Lung mechanics were analyzed by plethysmography. Mean linear intercept and volume fraction occupied by collagen and elastic fibers were determined. Results: An increase in lung resistance was observed with 0.2 U of elastase [median (P-25-P75): 2.02 (1.67; 2.34) cmH2O.s/mL], as well as a decrease in tidal volume and minute ventilation. Peak expiratory flow increased significantly in the groups treated with 0.15 U and 0.2 U of elastase. Mean linear intercept was higher with 0.15 U and 0.2 U of elastase, with destruction of alveolar walls [median (P-25-P75): 30.31 (26.65-43.13) microm and 49.49 (31.67-57.71) microm respectively]. The volume fraction occupied by collagen and elastic fibers was lower in the group receiving 0.2 U of elastase. Conclusion: Four intratracheal instillations of 0.2 U of elastase once a week induced changes in lung function and histology, producing an experimental model of severe pulmonary emphysema, whereas 0.15 U resulted in only histological changes.

Modelo experimental de estenose traqueal mediante ressecção cirúrgica submucosa de anéis traqueais combinada com instilações de hidróxido de sódio / Experimental model of tracheal stenosis with submucosal resection of cartilaginous rings combined with sodium hydroxide instillations

OBJETIVO: Desenvolver, experimentalmente, malácia e estenose traqueal para testar novos modelos de órteses traqueais. MÉTODOS: Ressecamos três anéis cartilaginosos da traqueia cervical de cães no grupo A (n=5) e seis anéis no grupo B (n=4) para produzir malácia. Logo após, a mucosa da região com malácia recebeu aplicações de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 23 por cento, e os animais eram acompanhados com exames broncoscópicos para observar o desenvolvimento de estreitamento da luz da via aérea. Quando a estenose era de mais de 50 por cento da luz, ou havia sinais mínimos de insuficiência ventilatória, os animais eram sacrificados. O segmento de via aérea estreitada foi então coletado para análise histológica e era calculada a área de luz residual do segmento traqueal com estenose e malácia. RESULTADOS: Na análise histológica, foi constatada fibrose na submucosa e adventícia, associada a granulomas na mucosa. A luz residual média dos segmentos com estenose foi de 9 por cento e 12 por cento nos grupos A e B, respectivamente, (p>0,05). CONCLUSÃO: A combinação da ressecção de anéis cartilaginosos e da aplicação de NaOH 23 por cento na mucosa respiratória promoveu uma estenose traqueal intensa, porém esteve associada à perda de animais. Novos estudos são necessários para verificar se o emprego isolado de uma das técnicas seria mais seguro e eficaz para desenvolver estenose traqueal.

OBJECTIVE: To experimentally develop tracheal stenosis and malacia to test new models of tracheal stents. METHODS: We resected three cartilaginous rings from the cervical trachea of dogs in group A (n = 5) and six rings in group B (n = 4) to produce malacia. The mucosa of the region with malacia then received applications of a solution of sodium hydroxide (NaOH) at 23 percent, and the animals were accompanied with bronchoscopic examinations to observe the development of luminal narrowing of the airway. When the stenosis was of more than 50 percent or there were minimal signs of ventilatory failure, the animals were sacrificed. The segment of narrowed airway was then collected for histological analysis and calculation of the area of residual lumen in the tracheal segment with stenosis and malacia. RESULTS: In histological analysis, fibrosis was found in the submucosa and adventitia, associated with granulomas in the mucosa. The average residual lumen of the segments with stenosis was 9 percent and 12 percent in groups A and B, respectively (p> 0.05). CONCLUSION: The combination of resection of the cartilaginous rings and the application of 23 percent NaOH in the respiratory mucosa promoted severe tracheal stenosis, but was associated with loss of animals. Further studies are needed to verify that the isolated use of one of the techniques would be safer and more effective to develop tracheal stenosis.

Transplante pulmonar na fibrose cística / Lung transplantation in cystic fibrosis

A progressão do acometimento pulmonar e a evolução para insuficiência respiratória são responsáveis por importante morbimortalidade em pacientes com fibrose cística. O transplante pulmonar está consolidado como tratamento de escolha para diversas pneumopatias em estágios terminais e vem sendo realizado em pacientes com fibrose cística avançada desde a década de 1980. A seleção de pacientes candidatos ao transplante envolve a análise cuidadosa de parâmetros clínicos,fisiológicos e laboratoriais, com atenção a fatores conhecidos de mau prognóstico como: piora acentuada e acelerada dafunção pulmonar, aumento da frequência e gravidade das exacerbações, desnutrição, diabetes melito, hemoptise volumosa,pneumotórax, hipoxemia e hipercapnia em ar ambiente, hipertensão pulmonar e distância reduzida no teste de caminhada de seis minutos. Embora o tema ainda gere controvérsias, a maioria dos centros transplantadores contraindica o transplantepara portadores de Burkholdelia cepacia. A presença de outros germes colonizantes no escarro, ainda que com perfil adverso de sensibilidade aos antibióticos, não costuma impedir a realização do transplante em pacientes com fibrose cística. A avaliação pré-transplante nesta população segue os mesmos padrões das demais indicações, com atenção especial ao suporte nutricional, ao perfil microbiológico e à evolução recente do contexto clínico global e da função pulmonar. Os resultados do transplante pulmonar bilateral na fibrose cística são em regra superiores aos das demais indicações.

Progressive involvement of the lungs and the development of respiratory failure are major causes of morbidity and mortalityin patients with cystic fibrosis. Lung transplantation is a well-established treatment for several end-stage respiratory diseases and it has been successfully performed in cystic fibrosis patients since the 1980’s. Patient selection involves careful analysisof clinical, physiologic and laboratorial parameters, with special consideration of well-known adverse prognostic factors suchas: accelerated loss of lung function, increase in frequency and severity of exacerbations, poor nutritional status, diabetes mellitus, massive hemoptysis, pneumothorax, hypoxemia and hypercapnia while breathing room air, pulmonary hypertension,and reduced distance in the 6-minute walk test. Despite some controversy, most transplant centers refuse patients with Burkholderia cepacia for transplantation. Other colonizing pathogens, even with extensive antibiotic resistant patterns, donot, in general, preclude the procedure in patients with cystic fibrosis. Pre-transplant evaluation of this population is similarfor other indications, with special attention to nutritional support, microbiological profile analysis and recent changes of theclinical context and lung function. The results of bilateral lung transplantation for cystic fibrosis are generally better than forother indications.

Liga com memória de forma: estudo preliminar do grampo de judet de nitinol e sua possível aplicação em tórax instável / Shape memory alloy: a preliminary study of nitinol judet staples for future application in flail chest

Este artigo sucintamente descreve a evolução da liga metálica “inteligente”, com memória de forma na área de Saúde. A confecção de grampos de Judet em nitinol ocorreu no Laboratório de Transformação Mecânica da UFRGS (LdTM) e a simples verificação das qualidades superelásticas e de memória de forma foram contempladas no LdTM e no HCPA pela equipe envolvida no projeto. A título de ilustração, demonstramos com um caso clínico a aplicabilidade do grampo de Judet no cenário de instabilidade da parede torácica, a qual, além de prejudicar a mecânica respiratória, apresenta uma alta taxa de mortalidade. Os resultados preliminares evidenciaram a transformação provocada pelo calor, ocasionando o fechamento das garras dos grampos de Judet, que se manteve firme e sem alteração da consistência com o tempo, permitindo antever sua aplicabilidade num modelo experimental. Grampos de Judet em Nitinol são apresentados teoricamente como vantajosos em relação aos já existentes em aço inoxidável 316L, especialmente pela facilidade de manuseio e possível simplificação do procedimento cirúrgico. Detalhes no acabamento permitem a biocompatibilidade e o engenheiro projetista de materiais deve compatibilizar as ligas de níquel e titânio (NiTi) utilizadas nos grampos. O nitinol possui amplo emprego no cenário médico-odontológico e há normas técnicas bem definidas. A epidemiologia do trauma e a gravidade das lesões associadas à instabilidade da parede torácica evidenciam a oportunidade de estudos nessa direção. Concluímos sobre a necessidade de prosseguir para uma avaliação experimental, agregando a mensuração de parâmetros viscosos e viscoelásticos da mecânica respiratória, especialmente em seu componente de parede torácica (cw).

The aim of this article is to briefly describe the incorporation of nitinol (NiTi) – an intelligent nickel-titanium alloy presenting shape memory – for use in medical applications. Nitinol Judet staples were developed at the Mechanical Processing Laboratory (LdTM) at Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Simple confirmation assays of superelasticity and shape memory were performed at the LdTM and Hospital de Clínicas de Porto Alegre by the project team. A clinical case was used to demonstrate the applicability of nitinol Judet staples in the treatment of flail chest, a condition characterized by respiratory mechanics associated with fairly high mortality. The initial observation revealed a transformation resulting from heat exposure causing the closure of staple prongs. With time, the consistency of the Judet staples remained unchanged, indicating the feasibility of an experimental model employing these staples. The advantages of NiTi-made Judet staples in relation to 316L stainless steel staples are outlined, with emphasis on the ease of use and possible simplification of the surgical procedure. Finishing details ensure biocompatibility, with a focus on specific adaptations in the NiTi alloy employed to manufacture the staples; nevertheless, nitinol is widely employed in medicine and dentistry, with well-defined standards. The epidemiology of trauma and the severity of lesions associated with flail chest provide an opportunity for the proposed studies. The experimental assessment of nitinol Judet staples must now address viscosity and viscoelastic parameters of respiratory mechanics, especially concerning the chest wall.

Aggressive treatment using muscle flaps or omentopexy in infections of the sternum and anterior mediastinum following sternotomy.

OBJECTIVE: To evaluate the impact of an aggressive treatment approach using muscle flaps or omentopexy in infections of the sternum and anterior mediastinum following sternotomy on mortality, as compared to that of a conservative treatment approach. METHODS: Data were collected prior to, during and after the surgical procedures. Group A (n = 44) included patients submitted to conservative treatment-debridement together with resuture or continuous irrigation with polyvinylpyrrolidone-iodine solutions, or even with second-intention wound healing (retrospective data). Group B (n = 9) included patients in whom infection was not resolved with conservative treatment, and who therefore underwent aggressive treatment (intermediate phase). Group C (n = 28) included patients primarily submitted to aggressive treatment (prospective data). RESULTS: Postoperative hospital stays were shorter in the patients submitted to aggressive treatment (p < 0.046). There were 7 deaths in group A, 1 in group B, and 2 in group C. However, the classical level of significance of alpha = 0.05 was not reached. CONCLUSION: Aggressive treatment also proved to be effective when the infection was not resolved with conservative treatment. These findings demonstrate that the proposed treatment provides excellent results.

Tratamento agressivo com retalho muscular e/ou omentopexia nas infecções do esterno e mediastino anterior em pós-operatório de esternotomia / Aggressive treatment using muscle flaps or omentopexy in infections of the sternum and anterior mediastinum following sternotomy

OBJETIVO: Avaliar o impacto do tratamento agressivo com retalho muscular e/ou omentopexia nas infecções do esterno e mediastino anterior em pós-operatório de esternotomia sobre a mortalidade, comparando-o ao do tratamento conservador. MÉTODOS: Foram coletados dados pré-, trans- e pós-operatórios. O grupo A (n = 44) incluiu pacientes submetidos ao tratamento conservador-desbridamento associado a ressutura e/ou a irrigação contínua com solução de polivinilpirrolidona-iodo, ou ainda a cicatrização por segunda intenção (dados retrospectivos). O grupo B (n = 9) incluiu pacientes nos quais não houve resolução da infecção com o tratamento conservador e que, por isso, foram submetidos ao tratamento agressivo (fase intermediária). O grupo C (n = 28) incluiu pacientes submetidos primariamente ao tratamento agressivo (dados prospectivos). RESULTADOS: Identificou-se menor tempo de internação pós-operatória nos pacientes submetidos ao tratamento agressivo (p < 0,046). Houve 7 óbitos no grupo A, 1 no grupo B e 2 no grupo C. Entretanto, o nível de significância clássico de α = 0,05 não foi atingido. CONCLUSÕES: O tratamento agressivo mostrou-se também adequado para aquelas infecções em que o tratamento conservador não foi resolutivo. Esses achados demonstram que o tratamento proposto tem excelentes resultados.

OBJECTIVE: To evaluate the impact of an aggressive treatment approach using muscle flaps or omentopexy in infections of the sternum and anterior mediastinum following sternotomy on mortality, as compared to that of a conservative treatment approach. METHODS: Data were collected prior to, during and after the surgical procedures. Group A (n = 44) included patients submitted to conservative treatment-debridement together with resuture or continuous irrigation with polyvinylpyrrolidone-iodine solutions, or even with second-intention wound healing (retrospective data). Group B (n = 9) included patients in whom infection was not resolved with conservative treatment, and who therefore underwent aggressive treatment (intermediate phase). Group C (n = 28) included patients primarily submitted to aggressive treatment (prospective data). RESULTS: Postoperative hospital stays were shorter in the patients submitted to aggressive treatment (p < 0.046). There were 7 deaths in group A, 1 in group B, and 2 in group C. However, the classical level of significance of α = 0.05 was not reached. CONCLUSION: Aggressive treatment also proved to be effective when the infection was not resolved with conservative treatment. These findings demonstrate that the proposed treatment provides excellent results.

A correção das estenoses traqueobrônquicas mediante o emprego de órteses / Therapeutic management of tracheobronchial stenosis with stent application

O tratamento cirúrgico do paciente com estenose traqueobrônquica exige uma avaliação individualizada em razão da complexidade de sua origem, sendo a traqueoplastia considerada a modalidade ideal. As causas mais comuns de estenose são devidas à intubação traqueal e ao desenvolvimento de neoplasias e estas condições são justamente as que mais se beneficiam com o tratamento endoscópico quando a correção cirúrgica não está indicada. Na atualidade, os meios endoscópicos incluem a aplicação de diversos tipos de laser e sondas de dilatação, habitualmente com o uso de broncoscópio rígido, e emprego de radioterapia e órteses, separadamente ou em associação. Basicamente, as órteses são de dois tipos: metálicas e de silicone. As metálicas têm sua indicação mais freqüente para os casos de traqueomalacia e estenoses por compressão neoplásica extrínseca. Nos casos de obstrução da via aérea por inflamação aguda, restrita à sua luz ou sem envolvimento mais profundo da parede traqueobrônquica, ou em presença de neoplasia endoluminal, é recomendável a órtese de silicone. Embora em algumas situações essas diversas formas de tratamento possam ser intercambiáveis, não costumam ser a regra. Portanto, a estratégia terapêutica visando à resolução mais eficaz da estenose traqueobrônquica baseia-se na seleção dos métodos empregados desde o primeiro tratamento

Edema pulmonar de reexpansão tratado com ventilação não invasiva: relato de caso / Reexpansion pulmonary edema treated with non-invasive ventilation: case report

The authors report a case of Reexpansion Pulmonary Edema (RPE) seen at Hospital de Pronto Socorro de Porto Alegre 3 hours after drainage of spontaneous pneumothorax. The patient presented a unilateral pneumothorax with one-week duration. After pleural drainage respiratory failure occured being managed at the Intensive Care Unit with non-invasive positive pressure ventilation through facial mask. The patient had favorable outcome and was discharged asymtomatic after 72 hours.