OBJETIVO: Para melhorar as propriedades mecânicas e imunogênicas, o glutaraldeído é utilizado no tratamento do pericárdio bovino que é utilizado em biopróteses. A liofilização do pericárdio bovino tratado com glutaraldeído diminui os radicais aldeído, com provável redução do potencial para calcificação. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos da liofilização em biopróteses valvares de pericárdio bovino como mecanismo protetor na diminuição da disfunção estrutural valvar. MÉTODOS: Foi realizado o implante de biopróteses de pericárdio bovino tratado com glutaraldeído, liofilizadas ou não, em carneiros de 6 meses de idade, sendo os animais eutanasiados com 3 meses de seguimento. As biopróteses foram implantadas em posição pulmonar, com auxílio de circulação extracorpórea. Um grupo controle e outro grupo liofilizado foram avaliados quanto ao gradiente ventrículo direito/artéria pulmonar (VD/AP) no implante e explante; análise quantitativa de cálcio; inflamação; trombose e pannus. O nível de significância estabelecido foi de 5%. RESULTADOS: O gradiente médio VD/AP, no grupo controle, no implante, foi 2,04 ± 1,56 mmHg e, no grupo de liofilização, foi 6,61 ± 4,03 mmHg. No explante, esse gradiente aumentou para 7,71 ± 3,92 mmHg e 8,24 ± 6,2 mmHg, respectivamente, nos grupos controle e liofilização. O teor de cálcio médio, após 3 meses, nas biopróteses do grupo controle foi 21,6 ± 39,12 µg Ca+2/mg de peso seco, em comparação com um teor médio de 41,19 ± 46,85 µg Ca+2/mg de peso seco no grupo liofilizado (P = 0,662). CONCLUSÃO: A liofilização de próteses valvares com pericárdio bovino tratado com glutaraldeído não demonstrou diminuição da calcificação neste experimento.

OBJECTIVE: Glutaraldehyde is currently used in bovine pericardium bioprosthesis to improve mechanical and immunogenic properties. Lyophilization is a process that may decrease aldehyde residues in the glutaraldehyde treated pericardium decreasing cytotoxicity and enhancing resistance to calcification. The aim of this study is to evaluate bioprosthetic heart valves calcification in adolescent sheep and to study the potential of lyophilization as a mechanism to protect calcification. METHODS: Two groups were evaluated: a control group in which a bovine pericardium prosthetic valve was implanted in pulmonary position and a lyophilized group in which the bovine pericardium prosthetic valve was lyophilized and further implanted. Sixteen sheeps 6 months old were submitted to the operation procedure. After 3 months the sheeps were euthanized under full anesthesia. RESULTS: Six animals of the control group reached 95.16 ± 3.55 days and six animals in the lyophilized group reached 91.66 ± 0.81 days of postoperative evolution. Two animals had endocarditis. Right ventricle/pulmonary artery (RV/PA) mean gradient, in the control group, at the implantation was 2.04 ± 1.56 mmHg, in the lyophilization group, the RV/PA mean gradient, at the implantation was 6.61 ± 4.03 mmHg. At the explantation it increased to 7.71 ± 3.92 mmHg and 8.24 ± 6.25 mmHg, respectively, in control and lyophilization group. The average calcium content, after 3 months, in the control group was 21.6 ± 39.12 µg Ca+2/mg dry weight, compared with an average content of 41.19 ± 46.85 µg Ca+2/mg dry weight in the lyophilization group (P=0.662). CONCLUSION: Freeze drying of the bovine pericardium prosthesis in the pulmonary position could not demonstrate calcification mitigation over a 3 month period although decreased inflammatory infiltration over the tissue.

O pericárdio bovino é um material utilizado na fabricação de biopróteses. A liofilização é um método de secagem que vem sendo estudado para a conservação de válvulas cardíacas. A preservação das características do biomaterial é de fundamental importância no bom funcionamento das válvulas. Este artigo é a primeira etapa do desenvolvimento do ciclo de liofilização do pericárdio bovino. Liofilização é o processo de secagem no qual a água é removida do material congelado por sublimação e desorção da água incongelável, sob pressão reduzida. O congelamento influencia o tamanho do cristal de gelo e, consequentemente, a secagem primária e secundária. O objetivo deste estudo foi verificar a influência das taxas de congelamento nos parâmetros de liofilização do pericárdio bovino. Determinou-se a temperatura de transição vítrea e o comportamento estrutural do pericárdio bovino liofilizado. Determinou-se o tempo da secagem primária e secundária. O protocolo de liofilização utilizando-se congelamento lento com annealing apresentou os melhores resultados.

The bovine pericardium has been used as biomaterial in developing bioprostheses. Freeze-drying is a drying process that could be used for heart valve's preservation. The maintenance of the characteristics of the biomaterial is important for a good heart valve performance. This paper describes the initial step in the development of a bovine pericardium tissue freeze-drying to be used in heart valves. Freeze-drying involves three steps: freezing, primary drying and secondary drying. The freezing step influences the ice crystal size and, consequently, the primary and secondary drying stages. The aim of this work was to investigate the influence of freezing rates on the bovine pericardium tissue freeze-drying parameters. The glass transition temperature and the structural behaviour of the lyophilized tissues were determined as also primary and secondary drying time. The slow freezing with thermal treatment presented better results than the other freeze-drying protocols.

O comportamento higroscópico de produtos desidratados pode ser visualizado a partir da construção de curvas denominadas Isotermas de Sorção de Umidade (ISU). Esse tipo de curva relaciona a quantidade máxima de água absorvida por uma substância, com a pressão de vapor de equilíbrio ou a atividade de água, numa dada temperatura mantida constante. Com o objetivo de estudar posteriormente a reconstituição, material de embalagem e utilização de implantes feitos a partir de pericárdio bovino liofilizado, foram traçadas curvas de adsorção e dessorção de umidade em um analisador de sorção de vapor de água, HydrosorbTM 1000, nas temperaturas de 15, 25 e 35°C. Os resultados obtidos mostraram ISU tendendo ao tipo II, segundo a classificação de BET, reação típica de superfícies hidrofílicas com formação de monocamada e multicamadas. O fenômeno da histerese foi observado durante todo o intervalo da ISU. Os modelos matemáticos de Brunauer-Emmett-Teller (BET) e Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB) ajustaram bem os dados experimentais permitindo o cálculo do valor monomolecular, importante para a estimativa do nível crítico de umidade residual que confere maior estabilidade de armazenamento ao produto.

Hygroscopic behavior of lyophilized products can be visualized starting from the construction of Moisture Sorption Isotherms (MSI). Such curves show the relationship between the maximum amount of absorbed water for a substance, with the equilibrium vapor pressure or water activity, at a given constant temperature. Aimed to study later the reconstitution and use of biological materials of lyophilized bovine pericardium, it was plot adsorption and desorption curves, at temperatures of 15, 25 and 35°C, on HydrosorbTM 1000 - water vapor sorption analyzer. The results showed MSI type II, according BET classification, typical reaction of hydrophilic surfaces with monolayer and multilayer formation. Histerese phenomenon was observed during the whole MSI interval. The mathematical models of BET and GAB fitted well the experimental data and allowed the water monolayer calculation, estimate the critical level of residual moisture that assures more stability to the product.

O tratamento da síndrome de baixo débito cardíaco tem evoluído muito, em especial em relação aos dispositivos mecânicos de assistência ventricular. Esses dispositivos podem genericamente ser agrupados em pulsáteis e não pulsáteis. Existe grande polêmica sobre as vantagens e desvantagens de cada um desses grupos de dispositivos. O objetivo deste trabalho é avaliar a ação da bomba centrífuga sobre o fluxo coronário e carotídeo na assistência circulatória do ventrículo esquerdo em cães com coração normal. Além disso, verificamos se o uso concomitante do balão intra-aórtico é suficiente para contrabalançar os possíveis efeitos deletérios da assistência circulatória com fluxo contínuo. Foram estudados 15 cães, com peso corpóreo médio de 16,3 kg. Realizamos a avaliação hemodinâmica dos animais, através da medida seriada das pressões do átrio direito, do capilar pulmonar, das artérias pulmonares, da circulação arterial sistêmica e a freqüência cardíaca. Foi realizada a aferição do débito cardíaco e calculados os seguintes parâmetros hemodinâmicos derivados: índice cardíaco, índice sistólico, resistência vascular sistêmica e resistência vascular pulmonar. O fluxo sangüíneo carotídeo e coronariano foram obtidos com o uso de transdutores eletromagnéticos. Os parâmetros foram analisados em quatro situações: S1. situação controle; S2. situação de teste da bomba centrífuga em que esse dispositivo realiza a assistência circulatória do ventrículo esquerdo; S3. situação de teste da bomba centrífuga e do balão intra-aórtico; S4. situação final em que é feita a contraprova desligando-se o balão intra-aórtico. A avaliação hemodinâmica através dos diversos parâmetros não mostrou alteração estatisticamente significante nas quatro situações. Já em relação ao fluxo coronário a utilização da assistência circulatória isolada com bomba centrífuga (S2 e S4) diminuiu esse fluxo (24,6% ± 6,1) tanto em relação à situação controle (S1) como quando comparada à associação com balão intra-aórtico (S3) (p = 0,0079); S1 e S3 mostraram fluxo coronário semelhante. Em relação ao fluxo carotídeo, a análise de perfil sugere a existência de diferença entre as várias situações, não sendo, porém, significante (p = 0,0582). Concluímos que a assistência circulatória do ventrículo esquerdo com bomba centrífuga diminuiu o fluxo coronário e levou a uma tendência de queda do fluxo carotídeo em cães com coração normal. O uso de balão intra-aórtico associado à circulação assistida do ventrículo esquerdo com bomba centrífuga elevou de maneira significante o fluxo coronário dos cães, atingindo valores semelhantes aos observados sem a assistência circulatória e levou a uma tendência da normalização do fluxo carotídeo em cães com coração normal.

Mechanical assist ventricular devices have been used in the treatment of low cardiac output syndrome. These devices can be generically grouped in pulsatile and nonpulsatile. There is a great controversy about the advantages and disadvantages of each one of these groups. The objective of this paper is to evaluate the influence of the centrifugal pump used for left ventricular assistance on the coronary and carotid flow in dogs with normal heart. The efficacy of the simultaneous use of an intraaortic balloon pump to compensate the possible deleterious effects of the circulatory assistance with continuous flow was analysed. Fifteen dogs with a mean weight of 16.3 kg were studied. Hemodynamic evaluation included serial measurements of pressures of the right atrium, pulmonary capillary wedge, pulmonary artery, systemic arterial circulation and heart rate. Cardiac output was measured and the following derived hemodynamic parameters were calculated: cardiac index, systolic index, systemic vascular resistance and pulmonary vascular resistance. Carotid and coronary blood flow were obtained by electromagnetic tranducers. The parameters were analysed in four situations: S1. Standard situation; S2. Test situation - the centrifugal pump as a left ventricular assist device; S3. Test situation - the centrifugal pump associated with intraaortic balloon pump; S4. Final situation, where the intraaortic balloon is turned off to confirm its influence. The hemodynamic evaluation didn't show significant statistic changes in the analysed parameters in the four situations. In relation to the coronary flow, however, the use of circulatory isolated assistence with centrifugal pump (S2 and S4) displayed a reduction (24.6% ± 6.1) in relation to the standard situation - S1 as much as to the associated intraaortic balloon - S3 (p = 0.0079); S1 and S3 showed similar coronary flow. In relation to the carotid flow, the profile analysis suggests the existence of a difference between the multiple situations, but it is not significant (p = 0.0582). It is possible to conclude that the centrifugal pump used as a left ventricular assist device reduces the coronary flow and leads to a drop in the carotid flow in dogs with normal hearts. The use of intraaortic balloon pump associated with the centrifugal pump for left ventricular assistance increases significantly the dogs coronary flow, reaching similar values as those observed without the circulatory assistance and leads to a tendency of normalizing the carotid flow in dogs with normal hearts.

Um novo cateter-balão foi desenvolvido com o objetivo de induzir o preparo rápido do ventrículo pulmonar. O cateter apresenta três vias, uma para o balão e duas para medir pressões, proximal e distal ao balão [ventrículo direito (VD) e tronco pulmonar (TP)]. Os corações de 6 cabritos jovens (peso médio: 5,3 kg) foram submetidos à sobrecarga sistólica imposta pelo cateter e avaliados morfologicamente e pelo ecocardiograma. A via de saída do VD (VSVD) foi exposta através de toracotomia esquerda. Foram realizadas biópsias do miocárdio para estudos de microscopia óptica e eletrônica. O cateter-balão foi introduzido pela VSVD e posicionado no TP. Após a convalecença pós-operatória, foi iniciado o treinamento do VD através da injeção de 0,5 ml de água no balão. Posteriormente, volumes adicionais (0,5 ml) eram injetados no balão a cada 2 dias, causando sobrecarga sistólica progressiva. A avaliação ecocardiográfica foi realizada com intervalos de 1 a 2 dias. Os animais foram sacrificados após 2 a 3 semanas de treinamento do VD, para avaliação morfológica do coração. O diâmetro externo dos miócitos cardíacos, seccionados longitudinalmente, foi medido ao nível do núcleo, utilizando-se o sistema de análise de imagem (Quantimet-Leica). Secções de 1µ de espessura do VD foram examinados sob microscopia eletrônica para determinar a densidade de volume das mitocôndrias. O ecocardiograma revelou equalização das massas musculares dos ventrículos com intervalo de 6 a 10 dias de treinamento do VD. À microscopia óptica, foi observado aumento significativo do diâmetro dos miócitos (p<0,001) e dos núcleos (p<0,003), embora sob a microscopia eletrônica não tenha havido variação significativa da densidade média do volume de mitocôndrias do VD (p=0,385). O cateter-balão proposto neste trabalho permite a manipulação da luz do TP, possibilitando o preparo rápido e não cirúrgico do ventrículo pulmonar e preservando a integridade anatômica das grandes artérias em pacientes com TGA.

A balloon catheter was developed to induce rapid "pulmonary ventricle"(RV) hypertrophy. The hearts of six young goats (avg. Wt: 5.3 kg) were submitted to increased afterload by the balloon catheter and assessed morphologically and by echocardiogram. Through a left thoracothomy, right ventricular outflow tract (RVOT) was exposed and baseline myocardial samples were harvested for electron and optical microscopic studies. The balloon catheter was then placed through the RVOT, in the lumen of the PA. After the convalescence postoperative period, RV training was begun by inflating the balloon with 0.5 ml of water and progressively reimflating with additional volumes (0.5 ml) at intervals of two days, causing progressive afterload. Serial echocardiographic assessments of the cardiac muscle mass were performed every one to two days. The animals were sacrificed after two to three weeks of RV training for morphologic evaluation of the heart. The external diameter of longitudinally sectioned myocytes was measured at the level of the nucleus, using an image analysis system (Quantimet-Leica). One micra thick sections from RV wall were examined at Philips 301 electron microscope to determine the volume density for mitochondria. The echocardiogram showed equality of the ventricles' thickness with a short interval of six to ten days of RV training. There was a significant increase in the diameter of the myocyte (p<0.001) and the nucleus (p<0.003) of RV. There was no change between the mean volume density for the mitochondria of the RV myocardial samples before and after RV training (p=0.385). This catheter permits the manipulation of the pulmonary artery lumen, allowing for the nonsurgical rapid prepare of the pulmonary ventrícle. It preserves the anatomical integrity of the pericardial cavity and contents in patients with TGA.