A MICROFLUIDIC METHOD TO MEASURE DIFFUSION IN HYDROGELS

A novel microfluidic method is proposed for studying diffusion of small molecules in a hydrogel. Microfluidic devices were prepared with semi-permeable microchannels defined by crosslinked poly(ethylene glycol) (PEG). Uptake of dye molecules from aqueous solutions flowing through the microchannels was observedoptically and diffusion of the dye into the hydrogel was quantified. To complement the diffusion measurements from the microfluidic studies, nuclear magnetic resonance(NMR) characterization of the diffusion of dye in the PEG hydrogels was performed. The diffusion of small molecules in a hydrogel is relevant to applications such asdrug delivery and modeling transport for tissue-engineering applications. The diffusion of small molecules in a hydrogel is dependent on the extent of crosslinking within the gel, gel structure, and interactions between the diffusive species and the hydrogel network. These effects were studied in a model environment (semi-infinite slab) at the hydrogelfluid boundary in a microfluidic device. The microfluidic devices containing PEG microchannels were fabricated using photolithography. The unsteady diffusion of small molecules (dyes) within the microfluidic device was monitored and recorded using a digital microscope. The information was analyzed with techniques drawn from digital microscopy and image analysis to obtain concentration profiles with time. Using a diffusion model to fit this concentration vs. position data, a diffusion coefficient was obtained. This diffusion coefficient was compared to those from complementary NMR analysis. A pulsed field gradient (PFG) method was used to investigate and quantify small molecule diffusion in gradient (PFG) method was used to investigate and quantify small molecule diffusion in hydrogels. There is good agreement between the diffusion coefficients obtained from the microfluidic methods and those found from the NMR studies. The microfluidic approachused in this research enables the study of diffusion at length scales that approach those of vasculature, facilitating models for studying drug elution from hydrogels in blood-contacting applications.

Quantifying The Diffusion And Erosion Of Degradable Hydrogels Using A Microfluidic Technique

Hydrogels are composed of cross-linked networks of hydrophilic polymers that are biocompatible due to their high water content. Mass transfer through hydrogels has been suggested as an effective method of drug delivery, specifically in degradable polymers to minimize lasting effects within the body. Diffusion of small molecules in poly (ethylene glycol) diacrylate (PEG-DA) and dextran methacrylate (dex-MA) hydrogels was characterized in a microfluidic device and by complementary techniques. Microfluidic devices were prepared by crosslinking a formulation of hydrogel and photo-initiator, with and without visible dye, using photolithography to define a central microchannel. Channel sizes within the devices were approximately 600 ¿m to simulate vessels within the body. The microfluidic technique allows for both image and effluent analyses. To visualize the diffusive behavior within the dextran hydrogel, methylene blue and sulforhodamine 101 dyes were used in both elution and uptake experiments. Three analysis techniques for measuring diffusion coefficients were used to quantify the diffusion of solute in the hydrogel, including optical microscopy, characterization of device effluent, and NMR analyses. The optical microscopy technique analyzes images of the dye diffusion captured by a stereomicroscope to generate dye concentration v. position profiles. The data was fit to a diffusion model to determine diffusion coefficients and the dye release profile. In a typical elution experiment, aqueous solution is pumped through the microchannel and dye diffuses out of the hydrogel and into the aqueous phase. During elution, images are taken at regular time intervals and the effluent was collected. Analysis of the device effluent was performed using ultraviolet-visible (UV/Vis) spectroscopy to determine the effluent dye concentration and thus a short-time diffusion coefficient. Nuclear magnetic resonance (NMR) was used to determine a free diffusion coefficient of molecules in hydrogel without the effect of a concentration gradient. Diffusion coefficients for methylene blue and sulforhodamine 101 dyes in dex-MA hydrogel calculated using the three analysis methods all agree well. It was determined that utilizing a combination of the three techniques offers greater insight into molecular diffusion in hydrogels than employing each technique individually. The use of the same microfluidic devices used to measure diffusion is explored in the use of studying the degradation of dex-MA hydrogels. By combining what is known about the degradation rate in regards to the effect of pH and crosslinking and the ability to use a dye solution in contrast to establish the hydrogel boundaries could be a novel approach to studying hydrogel degradation.

A Microfluidic Method to Measure Small Molecule Diffusion in Hydrogels

Drug release from a fluid-contacting biomaterial is simulated using a microfluidic device with a channel defined by solute-loaded hydrogel; as water is pumped through the channel, solute transfers from the hydrogel into the water. Optical analysis of in-situ hydrogels, characterization of the microfluidic device effluent, and NMR methods were used to find diffusion coefficients of several dyes (model drugs) in poly( ethylene glycol) diacrylate (PEG-DA) hydrogels. Diffusion coefficients for methylene blue and sulforhodamine 101 in PEG-DA calculated using the three methods are in good agreement; both dyes are mobile in the hydrogel and elute from the hydrogel at the aqueous channel interface. However, the dye acid blue 22 deviates from typical diffusion behavior and does not release as expected from the hydrogel. Importantly, only the microfluidic method is capable of detecting this behavior. Characterizing solute diffusion with a combination of NMR, optical and effluent methods offer greater insight into molecular diffusion in hydrogels than employing each technique individually. The NMR method made precise measurements for solute diffusion in all cases. The microfluidic optical method was effective for visualizing diffusion of the optically active solutes. The optical and effluent methods show potential to be used to screen solutes to determine if they elute from a hydrogel in contact with flowing fluid. Our data suggest that when designing a drug delivery device, analyzing the diffusion from the molecular level to the device level is important to establish a complete picture of drug elution, and microfluidic methods to study such diffusion can play a key role. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Enhanced bone apposition around biofunctionalized sandblasted and acid-etched titanium implant surfaces. A histomorphometric study in miniature pigs

Microrough titanium (Ti) surfaces of dental implants have demonstrated more rapid and greater bone apposition when compared with machined Ti surfaces. However, further enhancement of osteoblastic activity and bone apposition by bio-functionalizing the implant surface with a monomolecular adsorbed layer of a co-polymer - i.e., poly(L-lysine)-graft-poly(ethylene glycol) (PLL-g-PEG) and its derivatives (PLL-g-PEG/PEG-peptide) - has never been investigated. The aim of the present study was to examine early bone apposition to a modified sandblasted and acid-etched (SLA) surface coated with an Arg-Gly-Asp (RGD)-peptide-modified polymer (PLL-g-PEG/PEG-RGD) in the maxillae of miniature pigs, and to compare it with the standard SLA surface. Test and control implants had the same microrough topography (SLA), but differed in their surface chemistry (polymer coatings). The following surfaces were examined histomorphometrically: (i) control - SLA without coating; (ii) (PLL-g-PEG); (iii) (PLL-g-PEG/PEG-RDG) (RDG, Arg-Asp-Gly); and (iv) (PLL-g-PEG/PEG-RGD). At 2 weeks, RGD-coated implants demonstrated significantly higher percentages of bone-to-implant contact as compared with controls (61.68% vs. 43.62%; P < 0.001). It can be concluded that the (PLL-g-PEG/PEG-RGD) coatings may promote enhanced bone apposition during the early stages of bone regeneration.

Enzymatic formation of modular cell-instructive fibrin analogs for tissue engineering

The molecular engineering of cell-instructive artificial extracellular matrices is a powerful means to control cell behavior and enable complex processes of tissue formation and regeneration. This work reports on a novel method to produce such smart biomaterials by recapitulating the crosslinking chemistry and the biomolecular characteristics of the biopolymer fibrin in a synthetic analog. We use activated coagulation transglutaminase factor XIIIa for site-specific coupling of cell adhesion ligands and engineered growth factor proteins to multiarm poly(ethylene glycol) macromers that simultaneously form proteolytically sensitive hydrogel networks in the same enzyme-catalyzed reaction. Growth factor proteins are quantitatively incorporated and released upon cell-derived proteolytic degradation of the gels. Primary stromal cells can invade and proteolytically remodel these networks both in an in vitro and in vivo setting. The synthetic ease and potential to engineer their physicochemical and bioactive characteristics makes these hybrid networks true alternatives for fibrin as provisional drug delivery platforms in tissue engineering.

DESIGN AND SYNTHESIS OF MULTIFUNCTIONAL POLYMERIC MICELLES FOR GENE-DIRECTED ENZYME PRODRUG THERAPY

Gene-directed enzyme prodrug therapy is a form of cancer therapy in which delivery of a gene that encodes an enzyme is able to convert a prodrug, a pharmacologically inactive molecule, into a potent cytotoxin. Currently delivery of gene and prodrug is a two-step process. Here, we propose a one-step method using polymer nanocarriers to deliver prodrug, gene and cytotoxic drug simultaneously to malignant cells. Prodrugs acyclovir, ganciclovir and 5-doxifluridine were used to directly to initiate ring-opening polymerization of epsilon-caprolactone, forming a hydrophobic prodrug-tagged poly(epsilon-caprolactone) which was further grafted with hydrophilic polymers (methoxy poly(ethylene glycol), chitosan or polyethylenemine) to form amphiphilic copolymers for micelle formation. Successful synthesis of copolymers and micelle formation was confirmed by standard analytical means. Conversion of prodrugs to their cytotoxic forms was analyzed by both two-step and one-step means i.e. by first delivering gene plasmid into cell line HT29 and then challenging the cells with the prodrug-tagged micelle carriers and secondly by complexing gene plasmid onto micelle nanocarriers and delivery gene and prodrug simultaneously to parental HT29 cells. Anticancer effectiveness of prodrug-tagged micelles was further enhanced by encapsulating chemotherapy drugs doxorubicin or SN-38. Viability of colon cancer cell line HT29 was significantly reduced. Furthermore, in an effort to develop a stealth and targeted carrier, CD47-streptavidin fusion protein was attached onto the micelle surface utilizing biotin-streptavidin affinity. CD47, a marker of self on the red blood cell surface, was used for its antiphagocytic efficacy, results showed that micelles bound with CD47 showed antiphagocytic efficacy when exposed to J774A.1 macrophages. Since CD47 is not only an antiphagocytic ligand but also an integrin associated protein, it was used to target integrin alpha(v)beta(3), which is overexpressed on tumor-activated neovascular endothelial cells. Results showed that CD47-tagged micelles had enhanced uptake when treated to PC3 cells which have high expression of alpha(v)beta(3). The synthesized multifunctional polymeric micelle carriers developed could offer a new platform for an innovative cancer therapy regime.

Fluorescence-encoded gold nanoparticles: library design and modulation of cellular uptake into dendritic cells.

In order to harness the unique properties of nanoparticles for novel clinical applications and to modulate their uptake into specific immune cells we designed a new library of homo- and hetero-functional fluorescence-encoded gold nanoparticles (Au-NPs) using different poly(vinyl alcohol) and poly(ethylene glycol)-based polymers for particle coating and stabilization. The encoded particles were fully characterized by UV-Vis and fluorescence spectroscopy, zeta potential and dynamic light scattering. The uptake by human monocyte derived dendritic cells in vitro was studied by confocal laser scanning microscopy and quantified by fluorescence-activated cell sorting and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. We show how the chemical modification of particle surfaces, for instance by attaching fluorescent dyes, can conceal fundamental particle properties and modulate cellular uptake. In order to mask the influence of fluorescent dyes on cellular uptake while still exploiting its fluorescence for detection, we have created hetero-functionalized Au-NPs, which again show typical particle dependent cellular interactions. Our study clearly prove that the thorough characterization of nanoparticles at each modification step in the engineering process is absolutely essential and that it can be necessary to make substantial adjustments of the particles in order to obtain reliable cellular uptake data, which truly reflects particle properties.

Dual Role of Mesenchymal Stem Cells Allows for Microvascularized Bone Tissue-Like Environments in PEG Hydrogels.

In vitro engineered tissues which recapitulate functional and morphological properties of bone marrow and bone tissue will be desirable to study bone regeneration under fully controlled conditions. Among the key players in the initial phase of bone regeneration are mesenchymal stem cells (MSCs) and endothelial cells (ECs) that are in close contact in many tissues. Additionally, the generation of tissue constructs for in vivo transplantations has included the use of ECs since insufficient vascularization is one of the bottlenecks in (bone) tissue engineering. Here, 3D cocultures of human bone marrow derived MSCs (hBM-MSCs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in synthetic biomimetic poly(ethylene glycol) (PEG)-based matrices are directed toward vascularized bone mimicking tissue constructs. In this environment, bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) or fibroblast growth factor-2 (FGF-2) promotes the formation of vascular networks. However, while osteogenic differentiation is achieved with BMP-2, the treatment with FGF-2 suppressed osteogenic differentiation. Thus, this study shows that cocultures of hBM-MSCs and HUVECs in biological inert PEG matrices can be directed toward bone and bone marrow-like 3D tissue constructs.

A photopolymerized composite hydrogel and surgical implanting tool for a nucleus pulposus replacement

Nucleus pulposus replacements have been subjected to highly controversial discussions over the last 40 years. Their use has not yet resulted in a positive outcome to treat herniated disc or degenerated disc disease. The main reason is that not a single implant or tissue replacement was able to withstand the loads within an intervertebral disc. Here, we report on the development of a photo-polymerizable poly(ethylene glycol)dimethacrylate nano-fibrillated cellulose composite hydrogel which was tuned according to native tissue properties. Using a customized minimally-invasive medical device to inject and photopolymerize the hydrogel insitu, samples were implanted through an incision of 1 mm into an intervertebral disc of a bovine organ model to evaluate their long-term performance. When implanted into the bovine disc model, the composite hydrogel implant was able to significantly re-establish disc height after surgery (p < 0.0025). The height was maintained after 0.5 million loading cycles (p < 0.025). The mechanical resistance of the novel composite hydrogel material combined with the minimally invasive implantation procedure into a bovine disc resulted in a promising functional orthopedic implant for the replacement of the nucleus pulposus.

Poscosecha de ciruela variedad angeleno : conservación frigorífica tradicional y en atmósfera modificada

Objetivos: reducir pérdidas durante la conservación frigorífica, emplear atmósfera modificada como método suplementario a la refrigeración, alargar el período de aptitud comercial. Metodología: se trabajó con fruta acondicionada a 0±1 °C y 90±5 % HR, según las siguientes variantes: 1. testigo: 20 kg fruta a granel sin seleccionar en caja plástica; 2. granel + film PVC: 10 kg de fruta a granel en bandejas de madera más cartón corrugado recubierta con film de PVC; 3. celpack: bandejas de madera recubiertas de cartón corrugado con dos celpack de 23 frutos cada uno; 4. celpack + atmósfera modificada: ídem anterior pero cada celpack en bolsa de polietileno de baja densidad de 20 μ. A partir de los 30 días de conservación se extrajo semanalmente, durante 9 semanas, una muestra de 46 frutos, de los cuales 23 fueron analizados al momento de ser extraídos y los 23 restantes luego de 48 horas de comercialización simulada (sc). Para la evaluación estadística se aplicó análisis de la varianza con el programa SAS (Statistical Analysis System) y se determinaron las diferencias entre tratamientos con el test de Duncan. Para sabor, en cambio, se aplicó una prueba de homogeneidad de P2. La evaluación de sabor se realizó mediante degustación con panel de 5 catadores entrenados. Resultados: Los frutos tenían las siguientes características al inicio de conservación: calibre 61.4 mm, peso 117.8 g, firmeza de pulpa 3.1 kgf, sabor agridulce, contenido de sólidos solubles 17.5 °Bx, acidez 0.78 g ác. málico%g, % cubrimiento 83.69 %. Luego de la conservación frigorífica (97días): % de color de cobertura 95 %. La firmeza de la pulpa en el tratamiento celpack + bolsa se diferencia con valores más altos, media de 2.8 kgf , el resto con media 2.6 kgf. En sc la firmeza es inferior y esta disminución es menor en celpack + bolsa. Sólidos solubles, media 17.21 °Bx, en sc valores con media de un 0.3 % más. Acidez titulable: disminución progresiva, de 0.68 a 0.47 g%g al fin de conservación. Sabor: a partir de los 59 días aumentan los frutos insípidos y desagradables excepto en celpack + bolsa. Síntomas de deshidratación: a partir de los 79 días la única variante que no presenta síntomas es celpack + bolsa. Conclusiones: El acondicionamiento en celpack redujo la incidencia de ataque por mohos (fue el único tratamiento sin ataque durante 94 días); tampoco presentó sabores desagradables y su limitación en conservación se debió a la deshidratación evidente a partir de 74 días. La fruta embalada en celpack + bolsa tuvo mayores valores de resistencia a la presión y 100 % de frutos sin deshidratación a los 94 días de conservación; a partir de 80 días es evidente el ataque de mohos y frutos con sabores desagradables. Las variantes granel y granel + film presentan deterioro por deshidratación a partir de 74 días. La conservación no debería superar 80 días. Celpack + bolsa muestra mejores resultados, con mayores valores de resistencia a la presión que los otros tratamientos; con respecto al sabor, mantiene una mayor proporción de sabor dulce.

Tissue spreading on implantable substrates is a competitive outcome of cell–cell vs. cell–substratum adhesivity

While the interactions of cells with polymeric substrata are widely studied, the influence of cell–cell cohesivity on tissue spreading has not been rigorously investigated. Here we demonstrate that the rate of tissue spreading over a two-dimensional substratum reflects a competition or “tug-of-war” between cell–cell and cell–substratum adhesions. We have generated both a “library” of structurally related copolymeric substrata varying in their adhesivity to cells and a library of genetically engineered cell populations varying only in cohesivity. Cell–substratum adhesivity was varied through the poly(ethylene glycol) content of a series of copolymeric substrata, whereas cell–cell cohesivity was varied through the expression of the homophilic cohesion molecules N- and R-cadherin by otherwise noncohesive L929 cells. In the key experiment, multicellular aggregates containing about 600 cells were allowed to spread onto copolymeric surfaces. We compared the spreading behavior of aggregates having different levels of cell–cell cohesivity on a series of copolymeric substrata having different levels of cell–substratum adhesivity. In these experiments, cell–cell cohesivity was measured by tissue surface tensiometry, and cell–substratum adhesivity was assessed by a distractive method. Tissue spreading was assayed by confocal microscopy as the rate of cell emigration from similar-sized, fluorescence-labeled, multicellular aggregates deposited on each of the substrata. We demonstrate that either decreasing substratum adhesivity or increasing cell–cell cohesivity dramatically slowed the spreading rate of cell aggregates.

Síntese, caracterização e modificação de superfícies de sílicas mesoporosas ordenadas para captura de CO2

Processos como a purificação do metano (CH4) e a produção de hidrogênio gasoso (H2) envolvem etapas de separação de CO2. Atualmente, etanolaminas como monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), metildietanolamina (MDEA) e trietanolamina (TEA) são as substâncias mais utilizadas no processo de separação/captura de CO2 em processos industriais. Entretanto, o uso destas substâncias apresenta alguns inconvenientes devido à alta volatilidade, dificuldade de se trabalhar com material líquido, também ao alto gasto energético envolvido das etapas de regeneração e à baixa estabilidade térmica e química. Com base nessa problemática, esse trabalho teve por objetivo a síntese de um tipo de sílica mesoporosa altamente ordenada (SBA-15) de modo a utilizá-la no processo de captura de CO2. O trabalho foi dividido em quatro etapas experimentais que envolveram a síntese da SBA-15, o estudo do comportamento térmico de algumas etanolaminas livres, síntese e caracterização de materiais adsorventes preparados a partir de incorporação de etanolaminas à SBA-15 e estudo da eficiência de captura de CO2 por esses materiais. Novas alternativas de síntese da SBA-15 foram estudadas neste trabalho, visando aperfeiçoar as propriedades texturais do material produzido. Tais alternativas são baseadas na remoção do surfatante, utilizado como molde na síntese da sílica mesoporosa, por meio da extração por Soxhlet, utilizando diferentes solventes. O processo contribuiu para melhorar as propriedades do material obtido, evitando o encolhimento da estrutura que pode ser ocasionado durante a etapa de calcinação. Por meio de técnicas como TG/DTG, DSC, FTIR e Análise Elementar de C, H e N foi realizada a caracterização físico-química e termoanalítica da MEA, DEA, MDEA e TEA, visando melhor conhecer as características destas substâncias. Estudos cinéticos baseados nos métodos termogravimétricos isotérmicos e não isotérmicos (Método de Ozawa) foram realizados, permitindo a determinação de parâmetros cinéticos envolvidos nas etapas de volatilização/decomposição térmica das etanolaminas. Além das técnicas acima mencionadas, MEV, MET, SAXS e Medidas de Adsorção de N2 foram utilizadas na caraterização da SBA-15 antes e após a incorporação das etanolaminas. Dentre as etanolaminas estudadas, a TEA apresentou maior estabilidade térmica, entretanto, devido ao seu maior impedimento estérico, é a etanolamina que apresenta menor afinidade com o CO2. Diferentemente das demais etanolaminas estudadas, a decomposição térmica da DEA envolve uma reação intramolecular, levando a formação de MEA e óxido de etileno. A incorporação destes materiais à SBA-15 aumentou a estabilidade térmica das etanolaminas, uma vez que parte do material permanece dentro dos poros da sílica. Os ensaios de adsorção de CO2 mostraram que a incorporação da MEA à SBA-15 catalisou o processo de decomposição térmica da mesma. A MDEA foi a etanolamina que apresentou maior poder de captura de CO2 e sua estabilidade térmica foi consideravelmente aumentada quando a mesma foi incorporada à SBA-15, aumentando também seu potencial de captura de CO2.

Segurança biológica de implantes mamários de silicone: interrelação entre processos esterilizantes e biocompatibilidade

Os implantes mamários de silicone têm sido empregados, tanto nas cirurgias de aumento das mamas, quanto na reconstrução do tecido mamário após mastectomia. A segurança biológica dos implantes de silicone merece estudo relacionado aos processos de esterilização empregados, pois podem constituir-se em fator de comprometimento da estrutura química do polímero e, conseqüentemente, da biocompatibilidade. Este estudo consistiu na avaliação da biocompatibilidade de implantes mamários de silicone após terem sido submetidos aos processos de esterilização por calor seco, radiação gama e óxido de etileno. O parâmetro avaliado foi a viabilidade celular, empregando o método de difusão em agar e de captura do vermelho neutro. As amostras compreenderam implantes de silicone gel lisos, texturizados e revestidos com poliuretano e implantes texturizados pré-cheios com solução salina. Também foi realizado o teste de endotoxinas bacterianas pelo método do LAL e determinação da taxa de migração do gel de silicone (teste de bleed). Os três métodos de esterilização mostraram-se igualmente eficientes pela comprovação da condição de esterilidade dos implantes através de metodologia descrita na Farmacopéia Americana 27 edição. Os níveis de endotoxinas bacterianas dos implantes, também atenderam aos requisitos dos compêndios oficiais. Na avaliação da biocompatibilidade todos os implantes, independente dos processos de esterilização utilizados, apresentaram ausência de citotoxicidade. Os resultados do teste de bleed mostraram uma maior taxa de migração de gel para os implantes de superfície lisa em comparação com os implantes de superfície texturizada e revestida com poliuretano, quando esterilizados por calor seco. Ao comparar a taxa de migração do gel para os implantes de superfície lisa esterilizados por calor seco e óxido de etileno, obteve-se uma maior taxa de migração para aqueles implantes esterilizados por óxido de etileno. As diferentes avaliações realizadas neste estudo abrangeram aspectos biológicos, químicos e físicos relevantes para garantir um produto de boa qualidade e que, por assegurar a manutenção da característica de biocompatibilidade, resulta na segurança biológica deste tipo de implante.

Estudo da aplicabilidade do processo de descontaminação de drogas vegetais empregando óxido de etileno

O consumo de plantas medicinais no país tem aumentado de maneira significativa nas últimas décadas. Dados da Organização mundial de Saúde estimam que 80% da população mundial usam plantas medicinais como alternativa terapêutica. No entanto, pouca informação se encontra disponível sobre os constituintes dos mesmos, bem como sobre o potencial de riscos à saúde humana. Assim, questões relacionadas à qualidade dessas drogas apresentam fundamental importância. Em função de sua origem, a carga microbiana detectada em drogas vegetais pode ser considerada normalmente elevada, oferecendo riscos potenciais ao usuário. Desta forma, a avaliação de sua qualidade sanitária bem como a utilização de processos descontaminantes constituem-se em etapas importantes no que se refere ao aspecto de segurança ao consumidor. Portanto o objetivo deste trabalho foi a determinação dos níveis de contaminação, a pesquisa de indicadores patogênicos; além da eficácia da exposição de 30 e 60 minutos ao gás óxido de etileno, a determinação de residuais tóxicos e a verificação de possíveis alterações nos níveis de marcadores em amostras de Matricaria recutita L., Cynara scolimus L., Paulinia cupana H.B.K. e Ginkgo biloba L. proveniente de três fornecedores diferentes. Todas as drogas vegetais analisadas continham elevados níveis de bactérias e fungos, na ordem de 105 ufc/g, além de terem sido detectados microrganismos patogênicos nas amostras estudadas. Entretanto após a exposição destas por 30 e 60 minutos ao gás óxido de etileno, observou-se a eliminação de cerca de 90% e 99,8% respectivamente. No que se refere aos patógenos específicos a exposição de 30 minutos foi capaz de eliminá-los completamente. Os níveis residuais de óxido de etileno nas drogas vegetais analisadas, foram reduzidos a índices aceitáveis após 14 dias de aeração ambiental, já os níveis de etilenoglicol e etilenocloridrina mantiveram-se dentro do limite da sensibilidade do método adotado. Com relação à análise de principios ativos naturais, não houve alteração nas concentrações dos marcadores das drogas vegetais camomila, ginkgo biloba e guaraná analisadas mesmo após ciclo de exposição de 60 minutos ao gás óxido de etileno. Sendo assim verifica-se a necessidade da adoção de métodos de descontaminação microbiana com o intuito de fornecer um produto mais seguro para o consumo humano visto que estes são por vezes consumidos por enfermos, idosos e crianças com a saúde comprometida. Pode-se concluir também que o processo de descontaminação de drogas vegetais por óxido de etileno é um processo eficaz e seguro, desde que sejam adotados os requisitos de segurança necessários que infelizmente, nem sempre são adotadas no mercado nacional

Influência da reutilização na biocompatibilidade de materiais médico-hospitalares de uso único

A prática da reutilização de produtos médico-hospitalares de uso único vem sendo aplicada desde meados da década de setenta. A principal razão que tem contribuído para disseminação desta conduta pelas instituições hospitalares radicadas tanto nos países em desenvolvimento como naqueles considerados ricos, tem sido a aparente economia de custos. Apesar dos riscos relacionados com a prática da reutilização, como reações pirogênicas, danos ocasionados por bactérias consideradas patogênicas em pacientes imunologicamente comprometidos, danos na integridade fisica dos produtos, assim como aumento do período de permanência dos pacientes no hospital, têm despertado o interesse em avaliar aspectos fisicos e biológicos dos produtos médico-hospitalares reutilizados. Baseando-se nestas considerações foram aplicados desafios com esporos de Bacillus Subtilis varo niger ATCC 9372 e endotoxina bacteriana E. coli 055:B5. Os produtos desafiados foram cateteres intravenosos, torneira três vias e tubos de traqueostomia. A possível presença microbiana foi investigada após contaminação intencional dos esporos de B. Subtillis (107 ufc/unid.) com submissão das unidades contaminadas à limpeza e posterior esterilização, utilizando óxido de etileno/CFC na proporção 12:88. Os ciclos de reprocessamentos simulados de produtos médico-hospitalares consistiram de contaminação de cada unidade teste com carga microbiana, lavagem com detergente enzimático, secagem e esterilização. Ao término de cada ciclo de reprocessamento foram separadas unidades representativas para avaliação por contagem microbiana (pour plate), testes de esterilidade por inoculação direta e indireta, citotoxidade por cultura de células e microscopia eletrônica de varredura. A eficiência da esterilidade foi avaliada tanto por contagem microbiana como pelos testes de esterilidade, que resultaram em níveis microbianos de 103 ufc/unid. e detecção de contaminação até o 6° ciclo de reprocessamento nos cateteres intravenosos, tubos de traqueostomia e torneiras três vias. A segurança dos reprocessamentos dos produtos médico-hospitalares foi avaliada pela cultura de células de fibroblastos de camundongo (NCTC clone 929), as quais não apresentaram toxicidade. Entretanto, os resultados obtidos durante microscopia eletrônica de varredura comprovaram presença de carga microbiana após 10° ciclo de reprocessamento, assim como danos na superficie polimérica. Durante desafio com endotoxina bacteriana, que consistiu em contaminar as unidades com 200 UE, secagem e exposição ao ciclo de esterilização com óxido de etileno/CFC (12:88), verificou-se que após ciclos de reprocessamentos simulados, totalizando dez ciclos, foi possível detectar valores de recuperação de endotoxina em torno de 100%. Os cateteres-guia que foram adquiridos em instituição hospitalar após quatro reutilizações, apresentaram níveis de contaminação de 105 ufc/unid., assim como presença de bactérias consideradas patogênicas em pacientes comprometidos imunologicamente, já a detecção de endotoxina bacteriana nestes cateteres não foi considerada significativa. Logo, as avaliações aplicadas nas unidades submetidas aos ciclos de reprocessamentos simulados, assim como nos cateteres-guia reprocessados e reutilizados quatro vezes, refletiram a realidade de algumas instituições no âmbito nacional e internacional que praticam a reutilização de produtos médico-hospitalares de uso-único. Os resultados obtidos vêm enfatizar objeções quanto à prática da reutilização, considerando que a ausência de segurança pode ocasionar em danos ao paciente.