A associação cardosina-quitosano como potencial biomaterial na prevenção das fibroses peritoneais: estudo toxicológico em ratinhos

Abstract

O objectivo desta dissertação é a avaliação dos possíveis efeitos tóxicos de dois compostos, o quitosano e a cardosina, para uma futura aplicação como biomaterial na prevenção de aderências pós-cirúrgicas. A aderência resulta de uma acumulação anormal de fibras de colagénio entre órgãos, como resposta do organismo a um traumatismo, como a prática cirúrgica. Este é um problema recorrente em medicina e em última instância pode conduzir a morte do paciente. Uma das possíveis abordagens para a solução deste problema é a aplicação de biomateriais que funcionem como barreira mecânica entre órgãos. O quitosano é um polímero natural abundante, amplamente utilizado como biomaterial, dadas as suas características de biocompatibilidade e ausência de toxicidade. A sua aplicação como barreira mecânica para a prevenção de aderências abdominais tem sido estudada com bons resultados. As cardosinas são proteinases aspárticas que têm capacidade de hidrolisar os colagénios e que têm sido imobilizadas com sucesso em esponjas de quitosano. A associação destas enzimas em moldes de quitosano quando aplicadas em modelos animais sujeitos a laparotomia mostrou uma redução significativa da frequência de aderências. Neste trabalho foram aplicadas concentrações crescentes de cardosinas a ratinhos ICR-CD1 para avaliação do seu potencial toxicológico ao longo do tempo. Para o efeito recorreu-se a técnica histológica de Hematoxilina-Eosina. Todas as concentrações foram bem toleradas pelos animais, tal como é possível avaliar pela histologia de órgãos com funções metabólicas (fígado e rim), imunitárias (timo e baço) e reprodutivas (testículo). Pela análise do baço verifica-se uma resposta inflamatória as 24 horas e que diminui até aos 7 dias, sinal de uma adaptação do organismo a esta substância estranha. A solução de quitosano utilizada para a realização das esponjas também é bem tolerada pelo organismo. Com este trabalho espera-se dar um bom contributo a área da biomedicina, uma vez que fica provada a biocompatibilidade desta associação com potencialidade para aplicação na prevenção da formação de aderências póscirúrgicas.

The purpose of this thesis is to evaluate any possible toxicological effects of two compounds - chitosan and cardosin - towards a possibie application as biomaterial to prevent post-surgkal adhesions. Adhesions result from abnormal deposition of collagen fibbers between organs as a response from the organism to trauma, such as surgical practices. This is a recurrent problem in medicine and may ultimately lead to patient's death. One possible approach to solve this problem lies in applying biomaterial that work as mechanical barriers between organs. Chitosan is an abundant natural polymer widely use as a biomaterial dueto its biocornpatibility characteristics and absence of toxicity. Studies of its use as mechanical barrier for preventing abdominal adhesions have yielded good results. Cardosins are aspartic proteinases capable of hydrolysing collagen molecules and that have been successfully irnmobilized in chitosan sponges. In vivo studies with animal models that were submitted to abdominal surgery followed by the application of cardosins in chitosan scaffolds showed a significant reduction in the frequency of post-surgical adhesions. In the present work ICR-CD1 mice were submitted to increasing concentrations of cardosins in order to evaluate its toxicological potential throughout periods of time. For that purpose the current histological haernatoxylin-eosin staining technique was applied. All concentrations were well tolerated by the animals, which is confirrned by the histology of metabolic (liver and kidney), irnmune (thymus and spleen) and reproductive organs (testicle). An inflamrnatory response was obsewed in rnice spleen at 24 hours decreasing until the seventh day, which indicates that the organism is able to adapt to this foreign cornpound. The chitosan solution used for producing the sponges was equally well tolerated by the organism. It is hoped that a good contribute to the biomedical field will stem from this work, as it proves the biocompatibility of this association with future application in the prevention of the formation of post-surgical adhesions.