AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70...

53
ipen AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ANÁLISE MECÂNICA DE RÉGUAS ÓSSEAS ESTERILIZADAS POR RADIAÇÃO GAMA PARA USO EM BANCOS DE TECIDOS LUIS OTÁVIO CARVALHO KOSMISKAS Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre em Ciências na Área de Tecnologia Nuclear-Aplicações. Orientadora: Dra. Mõnica Beatriz Mathor São Paulo 2007 •014.48

Transcript of AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70...

Page 1: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

ipen AUTARQUIA ASSOCIADA Agrave UNIVERSIDADE DE SAtildeO PAULO

ANAacuteLISE MECAcircNICA DE REacuteGUAS OacuteSSEAS ESTERILIZADAS

POR RADIACcedilAtildeO GAMA PARA USO EM BANCOS DE TECIDOS

LUIS OTAacuteVIO CARVALHO KOSMISKAS

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do Grau de Mestre em Ciecircncias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear-Aplicaccedilotildees

Orientadora Dra Motildenica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

bull01448

I INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGEacuteTICAS E NUCLEARES

Autarquia associada a Universidade de Satildeo Paulo

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

L I V R O

iquest25htuuml j

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do grau de Mestre em Ciencias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear - Aplicaccedilotildees

Orientadora Mocircnica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGEacuteTICAS E NUCLEARES Autarquia associada a Universidade de Satildeo Paulo

Anaacutelise mecaacutenica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do grau de Mestre em Ciecircncias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear - Aplicaccedilotildees

Orientadora Mocircnica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

Agradecimentos

Agradeccedilo a todos aqueles que direta ou indiretamente auxiliaram na realizaccedilatildeo deste trabalho

Agrave Dra Mocircnica Beatriz Mathor sem a qual este trabalho nunca poderia ter sido realizado

Ao Dr Luis Filipe P C de Lima pelo auxiacutelio prestado no uso do Dynamical Mechanical Analizer

Ao Dr Luiz Vicente Gomes Tarelho por ceder o uso da Isomet durante os estaacutegios iniciais de desenvolvimento deste projeto

Agrave Cynara Viterbo Montoya pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de estatiacutestica e pelo grande suporte

Ao Joseacute Jorge Ambiel pelo auxilio no desenvolvimento dos dispositivos de suporte das amostras

Ao setor DPF do IPEN especialmente a Joseacute Carlos Sabino Jose Maria Jardim Joaquim Moreira dos Santos Gilson Carlos Victorino e Marcos do Santos pela contribuiccedilatildeo profissional na execuccedilatildeo dos suportes

Ao Dr Eddy S Pino pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de ensaios biomecaacutenicos

Ao Dr Joseacute Eduardo Manzoli pelo auxiacutelio na aacuterea de mecacircnica e pelo grande interesse demonstrado neste trabalho

Ao Djalma Batista Dias pelo auxiacutelio teacutecnico nos ensaios biomecaacutenicos

Ao Centro de Tecnologia das Radiaccedilotildees -CTR - IpenCNEN-SP na pessoa do Dr Wilson P Calvo e aos colegas do centro pela utilizaccedilatildeo dos equipamentos disponibilidade e auxiacutelio durante a realizaccedilatildeo deste trabalho

Ao CNPq pela bolsa de Mestrado

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

RESUMO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees dada a

natureza da sua aplicaccedilatildeo Dentre os meacutetodos desenvolvidos para

esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo ionizante tem sido amplamente empregada por

inuacutemeros setores da aacuterea de sauacutede pela sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A problemaacutetica da utilizaccedilatildeo

da radiaccedilatildeo ionizante em materiais de origem humana contudo vai aleacutem

da questatildeo de sua eficaacutecia como esterilizante incluindo as possiacuteveis

alteraccedilotildees na estrutura do material de escolha Desta forma no presente

trabalho buscou-se avaliar qual a extensatildeo das alteraccedilotildees biomecaacutenicas

causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais especificamente

avaliamos as alteraccedilotildees no moacutedulo de elasticidade tensatildeo de ruptura e

porcentagem de deformaccedilatildeo que decorrem do processo de irradiaccedilatildeo

Como modelo de eleiccedilatildeo foram escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da

diaacutefase de feacutemures bovinos simulando as condiccedilotildees de ossos humanos

armazenados em Bancos de Tecidos Bioloacutegicos Estas foram congeladas a

-70degC e expostas a doses crescentes de radiaccedilatildeo gama (O 125 25 e 50

kGy) Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para

obtenccedilatildeo de amostras precisas e homogecircneas Os resultados demonstram

que haacute uma diferenccedila significativa entre as caracteriacutesticas observadas

com o aumento da dose de radiaccedilatildeo

SSAtildeOM^MLIacuteif^B^HUCLEARSP-^^

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 2: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

I INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGEacuteTICAS E NUCLEARES

Autarquia associada a Universidade de Satildeo Paulo

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

L I V R O

iquest25htuuml j

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do grau de Mestre em Ciencias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear - Aplicaccedilotildees

Orientadora Mocircnica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGEacuteTICAS E NUCLEARES Autarquia associada a Universidade de Satildeo Paulo

Anaacutelise mecaacutenica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do grau de Mestre em Ciecircncias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear - Aplicaccedilotildees

Orientadora Mocircnica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

Agradecimentos

Agradeccedilo a todos aqueles que direta ou indiretamente auxiliaram na realizaccedilatildeo deste trabalho

Agrave Dra Mocircnica Beatriz Mathor sem a qual este trabalho nunca poderia ter sido realizado

Ao Dr Luis Filipe P C de Lima pelo auxiacutelio prestado no uso do Dynamical Mechanical Analizer

Ao Dr Luiz Vicente Gomes Tarelho por ceder o uso da Isomet durante os estaacutegios iniciais de desenvolvimento deste projeto

Agrave Cynara Viterbo Montoya pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de estatiacutestica e pelo grande suporte

Ao Joseacute Jorge Ambiel pelo auxilio no desenvolvimento dos dispositivos de suporte das amostras

Ao setor DPF do IPEN especialmente a Joseacute Carlos Sabino Jose Maria Jardim Joaquim Moreira dos Santos Gilson Carlos Victorino e Marcos do Santos pela contribuiccedilatildeo profissional na execuccedilatildeo dos suportes

Ao Dr Eddy S Pino pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de ensaios biomecaacutenicos

Ao Dr Joseacute Eduardo Manzoli pelo auxiacutelio na aacuterea de mecacircnica e pelo grande interesse demonstrado neste trabalho

Ao Djalma Batista Dias pelo auxiacutelio teacutecnico nos ensaios biomecaacutenicos

Ao Centro de Tecnologia das Radiaccedilotildees -CTR - IpenCNEN-SP na pessoa do Dr Wilson P Calvo e aos colegas do centro pela utilizaccedilatildeo dos equipamentos disponibilidade e auxiacutelio durante a realizaccedilatildeo deste trabalho

Ao CNPq pela bolsa de Mestrado

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

RESUMO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees dada a

natureza da sua aplicaccedilatildeo Dentre os meacutetodos desenvolvidos para

esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo ionizante tem sido amplamente empregada por

inuacutemeros setores da aacuterea de sauacutede pela sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A problemaacutetica da utilizaccedilatildeo

da radiaccedilatildeo ionizante em materiais de origem humana contudo vai aleacutem

da questatildeo de sua eficaacutecia como esterilizante incluindo as possiacuteveis

alteraccedilotildees na estrutura do material de escolha Desta forma no presente

trabalho buscou-se avaliar qual a extensatildeo das alteraccedilotildees biomecaacutenicas

causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais especificamente

avaliamos as alteraccedilotildees no moacutedulo de elasticidade tensatildeo de ruptura e

porcentagem de deformaccedilatildeo que decorrem do processo de irradiaccedilatildeo

Como modelo de eleiccedilatildeo foram escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da

diaacutefase de feacutemures bovinos simulando as condiccedilotildees de ossos humanos

armazenados em Bancos de Tecidos Bioloacutegicos Estas foram congeladas a

-70degC e expostas a doses crescentes de radiaccedilatildeo gama (O 125 25 e 50

kGy) Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para

obtenccedilatildeo de amostras precisas e homogecircneas Os resultados demonstram

que haacute uma diferenccedila significativa entre as caracteriacutesticas observadas

com o aumento da dose de radiaccedilatildeo

SSAtildeOM^MLIacuteif^B^HUCLEARSP-^^

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 3: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGEacuteTICAS E NUCLEARES Autarquia associada a Universidade de Satildeo Paulo

Anaacutelise mecaacutenica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

Dissertaccedilatildeo apresentada como parte dos requisitos para obtenccedilatildeo do grau de Mestre em Ciecircncias na Aacuterea de Tecnologia Nuclear - Aplicaccedilotildees

Orientadora Mocircnica Beatriz Mathor

Satildeo Paulo 2007

Agradecimentos

Agradeccedilo a todos aqueles que direta ou indiretamente auxiliaram na realizaccedilatildeo deste trabalho

Agrave Dra Mocircnica Beatriz Mathor sem a qual este trabalho nunca poderia ter sido realizado

Ao Dr Luis Filipe P C de Lima pelo auxiacutelio prestado no uso do Dynamical Mechanical Analizer

Ao Dr Luiz Vicente Gomes Tarelho por ceder o uso da Isomet durante os estaacutegios iniciais de desenvolvimento deste projeto

Agrave Cynara Viterbo Montoya pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de estatiacutestica e pelo grande suporte

Ao Joseacute Jorge Ambiel pelo auxilio no desenvolvimento dos dispositivos de suporte das amostras

Ao setor DPF do IPEN especialmente a Joseacute Carlos Sabino Jose Maria Jardim Joaquim Moreira dos Santos Gilson Carlos Victorino e Marcos do Santos pela contribuiccedilatildeo profissional na execuccedilatildeo dos suportes

Ao Dr Eddy S Pino pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de ensaios biomecaacutenicos

Ao Dr Joseacute Eduardo Manzoli pelo auxiacutelio na aacuterea de mecacircnica e pelo grande interesse demonstrado neste trabalho

Ao Djalma Batista Dias pelo auxiacutelio teacutecnico nos ensaios biomecaacutenicos

Ao Centro de Tecnologia das Radiaccedilotildees -CTR - IpenCNEN-SP na pessoa do Dr Wilson P Calvo e aos colegas do centro pela utilizaccedilatildeo dos equipamentos disponibilidade e auxiacutelio durante a realizaccedilatildeo deste trabalho

Ao CNPq pela bolsa de Mestrado

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

RESUMO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees dada a

natureza da sua aplicaccedilatildeo Dentre os meacutetodos desenvolvidos para

esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo ionizante tem sido amplamente empregada por

inuacutemeros setores da aacuterea de sauacutede pela sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A problemaacutetica da utilizaccedilatildeo

da radiaccedilatildeo ionizante em materiais de origem humana contudo vai aleacutem

da questatildeo de sua eficaacutecia como esterilizante incluindo as possiacuteveis

alteraccedilotildees na estrutura do material de escolha Desta forma no presente

trabalho buscou-se avaliar qual a extensatildeo das alteraccedilotildees biomecaacutenicas

causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais especificamente

avaliamos as alteraccedilotildees no moacutedulo de elasticidade tensatildeo de ruptura e

porcentagem de deformaccedilatildeo que decorrem do processo de irradiaccedilatildeo

Como modelo de eleiccedilatildeo foram escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da

diaacutefase de feacutemures bovinos simulando as condiccedilotildees de ossos humanos

armazenados em Bancos de Tecidos Bioloacutegicos Estas foram congeladas a

-70degC e expostas a doses crescentes de radiaccedilatildeo gama (O 125 25 e 50

kGy) Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para

obtenccedilatildeo de amostras precisas e homogecircneas Os resultados demonstram

que haacute uma diferenccedila significativa entre as caracteriacutesticas observadas

com o aumento da dose de radiaccedilatildeo

SSAtildeOM^MLIacuteif^B^HUCLEARSP-^^

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 4: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

Agradecimentos

Agradeccedilo a todos aqueles que direta ou indiretamente auxiliaram na realizaccedilatildeo deste trabalho

Agrave Dra Mocircnica Beatriz Mathor sem a qual este trabalho nunca poderia ter sido realizado

Ao Dr Luis Filipe P C de Lima pelo auxiacutelio prestado no uso do Dynamical Mechanical Analizer

Ao Dr Luiz Vicente Gomes Tarelho por ceder o uso da Isomet durante os estaacutegios iniciais de desenvolvimento deste projeto

Agrave Cynara Viterbo Montoya pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de estatiacutestica e pelo grande suporte

Ao Joseacute Jorge Ambiel pelo auxilio no desenvolvimento dos dispositivos de suporte das amostras

Ao setor DPF do IPEN especialmente a Joseacute Carlos Sabino Jose Maria Jardim Joaquim Moreira dos Santos Gilson Carlos Victorino e Marcos do Santos pela contribuiccedilatildeo profissional na execuccedilatildeo dos suportes

Ao Dr Eddy S Pino pelos conselhos e auxiacutelio na aacuterea de ensaios biomecaacutenicos

Ao Dr Joseacute Eduardo Manzoli pelo auxiacutelio na aacuterea de mecacircnica e pelo grande interesse demonstrado neste trabalho

Ao Djalma Batista Dias pelo auxiacutelio teacutecnico nos ensaios biomecaacutenicos

Ao Centro de Tecnologia das Radiaccedilotildees -CTR - IpenCNEN-SP na pessoa do Dr Wilson P Calvo e aos colegas do centro pela utilizaccedilatildeo dos equipamentos disponibilidade e auxiacutelio durante a realizaccedilatildeo deste trabalho

Ao CNPq pela bolsa de Mestrado

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

RESUMO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees dada a

natureza da sua aplicaccedilatildeo Dentre os meacutetodos desenvolvidos para

esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo ionizante tem sido amplamente empregada por

inuacutemeros setores da aacuterea de sauacutede pela sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A problemaacutetica da utilizaccedilatildeo

da radiaccedilatildeo ionizante em materiais de origem humana contudo vai aleacutem

da questatildeo de sua eficaacutecia como esterilizante incluindo as possiacuteveis

alteraccedilotildees na estrutura do material de escolha Desta forma no presente

trabalho buscou-se avaliar qual a extensatildeo das alteraccedilotildees biomecaacutenicas

causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais especificamente

avaliamos as alteraccedilotildees no moacutedulo de elasticidade tensatildeo de ruptura e

porcentagem de deformaccedilatildeo que decorrem do processo de irradiaccedilatildeo

Como modelo de eleiccedilatildeo foram escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da

diaacutefase de feacutemures bovinos simulando as condiccedilotildees de ossos humanos

armazenados em Bancos de Tecidos Bioloacutegicos Estas foram congeladas a

-70degC e expostas a doses crescentes de radiaccedilatildeo gama (O 125 25 e 50

kGy) Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para

obtenccedilatildeo de amostras precisas e homogecircneas Os resultados demonstram

que haacute uma diferenccedila significativa entre as caracteriacutesticas observadas

com o aumento da dose de radiaccedilatildeo

SSAtildeOM^MLIacuteif^B^HUCLEARSP-^^

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 5: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

Anaacutelise mecacircnica de reacuteguas oacutesseas esterilizadas por radiaccedilatildeo gama para uso em Bancos de Tecidos

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

RESUMO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees dada a

natureza da sua aplicaccedilatildeo Dentre os meacutetodos desenvolvidos para

esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo ionizante tem sido amplamente empregada por

inuacutemeros setores da aacuterea de sauacutede pela sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A problemaacutetica da utilizaccedilatildeo

da radiaccedilatildeo ionizante em materiais de origem humana contudo vai aleacutem

da questatildeo de sua eficaacutecia como esterilizante incluindo as possiacuteveis

alteraccedilotildees na estrutura do material de escolha Desta forma no presente

trabalho buscou-se avaliar qual a extensatildeo das alteraccedilotildees biomecaacutenicas

causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais especificamente

avaliamos as alteraccedilotildees no moacutedulo de elasticidade tensatildeo de ruptura e

porcentagem de deformaccedilatildeo que decorrem do processo de irradiaccedilatildeo

Como modelo de eleiccedilatildeo foram escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da

diaacutefase de feacutemures bovinos simulando as condiccedilotildees de ossos humanos

armazenados em Bancos de Tecidos Bioloacutegicos Estas foram congeladas a

-70degC e expostas a doses crescentes de radiaccedilatildeo gama (O 125 25 e 50

kGy) Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para

obtenccedilatildeo de amostras precisas e homogecircneas Os resultados demonstram

que haacute uma diferenccedila significativa entre as caracteriacutesticas observadas

com o aumento da dose de radiaccedilatildeo

SSAtildeOM^MLIacuteif^B^HUCLEARSP-^^

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 6: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

Mechanical analysis of bone rulers sterilized by gama radiation for use in Tissue Banks

Luis Otavio Carvalho Kosmiskas

ABSTRACT

In the production process of health care products

contamination must be considered as one of the principal hazards to be

avoided Among the developed methods for sterilization ionizing radiation

has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient

in eliminating biological contaminants of several origins The difficulty of

deploying ionizing radiation in materials of human origin though

includes which possible alterations it might cause in human tissue In the

present work the extension of the biomechanical alteration generated by

radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods More

specifically we evaluated alterations to the elastic modulus rupture

tension and percentage of deformation that are thought to be a

consequence of the sterilization process As a research model bovine

femur struts obtained from the diaphysis were used The struts were

frozen in a temperature of -70 degC and irradiated with crescent doses of

gamma radiation (0 125 25 e 50 kGy) During this work a cutting

system to obtain precision samples to use in such essays was developed

As results show that there is a significant different between the analyzed

characteristics in the different doses of radiation

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 7: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1 2 OBJETIVOS 4 3 REVISAtildeO DA LITERATURA 5

31 Tecido oacutesseo 5 32 Bancos de Tecidos 8 33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo 11 34 Radiaccedilatildeo Ionizante 16 35 Biomecacircnica 18

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 21 4 MATERIAL E MEacuteTODOS 23

41 Materiais 23 42 Comitecirc de Eacutetica 23 43 Meacutetodos 23

431 Processamento dos ossos 23 432 Irradiaccedilatildeo 24 433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 25 434 Caacutelculo teoacuterico da dose 26 435 Anaacutelise mecanodinacircmica 26

5 RESULTADOS 29 51 Processamento dos ossos 29 52 Irradiaccedilatildeo 29 53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 30

531 Caacutelculo teoacuterico da dose 30 54 Anaacutelise mecanodinacircmica 30

541 Suportes para cortes 30 542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis) 32 543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 33 544 Anaacutelise Estatiacutestica 34

6 DISCUSSAtildeO 36 6 DISCUSSAtildeO 36

61 Processamento dos ossos 36 62 Irradiaccedilatildeo 36 63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica 36 64 Anaacutelise biomecacircnica 37

641 Obtenccedilatildeo das amostras 37 642 DMA 38 643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo 38 644 Anaacutelise estatiacutestica 38

66 Consideraccedilotildees gerais 39 7 CONCLUSOtildeES 40 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 41

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 8: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

1 INTRODUCcedilAtildeO

Ao se trabalhar com materiais para a aacuterea de sauacutede uma das

principais consideraccedilotildees eacute evitar possiacuteveis contaminaccedilotildees (RUTALA ocircs

WEBER 2004) dada a natureza da sua aplicaccedilatildeo Com o objetivo de se

evitar tais ocorrecircncias inuacutemeras teacutecnicas que visam diminuir ou eliminar

as mesmas foram desenvolvidas com a eficaacutecia dos resultados obtidos

variando muito dependendo do material a ser tratado e o objetivo da

aplicaccedilatildeo (BLOCK 1991)

Dentre os meacutetodos desenvolvidos para esterilizaccedilatildeo a radiaccedilatildeo

ionizante tem sido amplamente empregada por inuacutemeros setores da aacuterea

de sauacutede (SILVERMAN 1991) dada sua eficaacutecia em eliminar

contaminantes bioloacutegicos de diversas origens A preferecircncia pela utilizaccedilatildeo

desta teacutecnica estaacute relacionada a alguns fatores tais como a facilidade do

procedimento desde que se tenha acesso aacutes instalaccedilotildees necessaacuterias pelo

fato desse natildeo implicar em alteraccedilotildees significativas do material aleacutem de

ser efetuada apoacutes a embalagem final (DZIEDZIC-GOCLAWSKA et al

2005)

Em se tratando de materiais de origem humana tais como

sangue e tecidos a problemaacutetica da contaminaccedilatildeo atinge em novo

patamar como a maioria destes produtos tem acesso direto a corrente

sanguumliacutenea eou oacutergatildeos vitais a toleracircncia frente agrave contaminaccedilatildeo deve ser

inexistente (RUTALA 85 WEBER 2004) As consequumlecircncias da esterilizaccedilatildeo

ineficaz satildeo inuacutemeras e podem variar desde a inutilizaccedilatildeo e perda do

material ateacute o desenvolvimento de um grave quadro infeccioso no

paciente

Levando em conta tais consideraccedilotildees houve uma tendecircncia ao

uso das radiaccedilotildees ionizantes para esterilizaccedilatildeo de materiais de origem

humana Tais procedimentos jaacute vecircm sendo empregados (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA et al 2005) poreacutem existe uma relaccedilatildeo complexa entre a

dose de radiaccedilatildeo utilizada com o objetivo de esterilizar o tecido a natureza

da carga microbioloacutegica presente as alteraccedilotildees que podem ser causadas

no material pela exposiccedilatildeo acirc radiaccedilatildeo e as implicaccedilotildees finais quanto ao

uso

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 9: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

Vaacuterios estudos vecircm sendo feitos com o objetivo de avaliar os

provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em tecidos bioloacutegicos (BOURROUL

2004 DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2005) O grupo de Tecidos Bioloacutegicos do

Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares (IPEN) em conjunto com o

Banco de Tecidos do Instituto Central do Hospital das Cliacutenicas da

Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) vem desenvolvendo desde o

ano de 2000 estudos relacionados com estes efeitos mais especificamente

com enxertos de pele (BOURROUL 2004) Dando continuidade a estes

estudos o grupo vem avaliando os provaacuteveis efeitos da radiaccedilatildeo ionizante

em outros tecidos bioloacutegicos

Aleacutem disso a Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica (lAEA

do inglecircs International Atomic Energy Agency) tem promovido e prestado

suporte ao uso da radiaccedilatildeo ionizante para esterilizaccedilatildeo tendo fornecido

suporte teacutecnico cientiacutefico e financeiro a tais projetos (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000)

Desta forma no presente trabalho buscaremos avaliar qual a

extensatildeo das alteraccedilotildees causadas pela radiaccedilatildeo em tecidos oacutesseos Mais

especificamente estaremos avaliando as alteraccedilotildees mecaacutenicas que

decorrem deste processo de irradiaccedilatildeo Como modelo de eleiccedilatildeo foram

escolhidas reacuteguas oacutesseas retiradas da diaacutefase de feacutemures Tais reacuteguas satildeo

empregadas na praacutetica ciriirgica ortopeacutedica como substitutos para

algumas proacuteteses em cirurgias reconstrutivas (HADDAD 06 DUNCAN

2003)

Contudo a utilizaccedilatildeo de ossos humanos para pesquisa eacute restrita

devido aacute prioridade destes para utilizaccedilatildeo em transplantes Tendo em vista

a necessidade de um desenvolvimento inicial da metodologia para avaliar

a adequaccedilatildeo dos ossos apoacutes o tratamento com radiaccedilatildeo e que tal

desenvolvimento estaria consumindo ossos necessaacuterios para transplante

optou-se pela utilizaccedilatildeo de ossos bovinos durante este trabalho Tal

desenvolvimento estaacute de acordo com o estabelecido na Portaria ndeg 263 de

31 de marccedilo de 1999 que em seu artigo 1deg estabelece que A utilizaccedilatildeo de

tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 10: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em

transplantes

Anaacutelises posteriores com ossos humanos seratildeo necessaacuterias para

a validaccedilatildeo dos resultados obtidos com ossos bovinos Contudo estima-se

uma reduccedilatildeo significativa na quantidade de material utilizada graccedilas aacute

padronizaccedilatildeo atingida no atual estudo

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 11: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho foram

Desenvolver um sistema de cortes precisos para preparaccedilatildeo

de amostras originaacuterias de ossos

Avaliaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade dos ossos bovinos

congelados comparando-se irradiados e natildeo irradiados

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 12: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

3 REVISAtildeO DA LITERATURA

31 Tecido oacutesseo

O tecido oacutesseo eacute uma especializaccedilatildeo do tecido conjuntivo tendo

como principal caracteriacutestica a mineralizaccedilatildeo da matriz extracelular

importante para as funccedilotildees de proteccedilatildeo de oacutergatildeos internos e sustentaccedilatildeo

relacionadas com este tecido A mineralizaccedilatildeo tambeacutem tem papel

importante na homeostase jaacute que os ossos satildeo fonte de armazenamento de

minerais (DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) As populaccedilotildees celulares que

compotildee este tecido satildeo

mdash Osteoblastos Satildeo a base originaacuteria da maioria das ceacutelulas

que compotildees o tecido oacutesseo sendo responsaacuteveis pela produccedilatildeo da matriz

oacutessea natildeo mineralizada (osteoacuteide) Tem origem em ceacutelulas mesenquimais

natildeo diferenciadas presentes na medula endoacutesteo perioacutesteo e nos canais

oacutesseos (DOWNEY 85 SIEGEL 2006)

mdash Ceacutelulas de revestimento ou de superfiacutecie Uma das possiacuteveis

evoluccedilotildees do osteoblasto muitas vezes referido como osteoacutecitos de

superfiacutecie ou osteoblastos em repouso dado seu estado relativamente

inativo metabolicamente A funccedilatildeo exata destas ceacutelulas ainda natildeo foi

esclarecida poreacutem existem inuacutemeras conjecturas (DOWNEY 86 SIEGEL

2006) Alguns autores sugerem que estas ceacutelulas sejam responsaacuteveis pela

regulaccedilatildeo do crescimento dos cristais de hidroxiapatita ou atuem como

barreira entre a matriz oacutessea e o liacutequido extracelular (MARKS 85 POPPOF

1988) Jaacute BUCKWALTER et al 1996 apud DOWNEY 8s SIEGEL 2006

sugere que estas ceacutelulas atuem na remoccedilatildeo do osteoacuteide para accedilatildeo dos

osteoclastos

mdash Osteoacutecitos Estima-se que mais de 90 das ceacutelulas oacutesseas

sejam osteoacutecitos Estes por sua vez satildeo originados de osteoblastos que

foram envolvidos pela matriz oacutessea Por causa da natureza da matriz

oacutessea os osteoacutecitos se encontram em lacunas desmineralizadas

conectadas por canaliacuteculos os quais conteacutem prolongamentos

citoplasmaacuteticos dos osteoacutecitos Tais prolongamentos permitem que estas

ceacutelulas se comuniquem formando uma rede Isso se torna importante

dado que natildeo haacute difusatildeo de nutrientes pela matriz e a rede exerce um

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 13: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

papel decisivo no processo de alimentaccedilatildeo celular Aleacutem disso existem

indiacutecios de que a rede celular responda a estiacutemulos mecacircnicos e assim

coordene o processo de remodelamento (KLEIN-NULEND et al 2005)

mdash Osteoclastos Ceacutelulas gigantes multinucleadas originaacuterias de

precursores da linhagem de macroacutefagos responsaacuteveis pela reabsorccedilatildeo da

matriz oacutessea A reabsorccedilatildeo tem papel importante na homeostase pois

permite a disponibilizaccedilatildeo de minerais para o organismo Os mecanismos

efetores da reabsorccedilatildeo estatildeo relacionados com a adesatildeo do osteoclasto a

regiotildees exposta da matriz oacutessea Nestas regiotildees o osteoclasto eacute capaz de

gerar uma zona isolada de baixo pH onde satildeo liberadas enzimas

proteoliacuteticas A accedilatildeo conjunta do pH aacutecido e destas enzimas leva a

dissoluccedilatildeo e posterior reabsorccedilatildeo da matriz oacutessea (ROSS 85 CHRISTIANO

2006)

Estas ceacutelulas por sua vez podem se organizar em duas

estruturas oacutesseas distintas o osso compacto (cortical) e o osso esponjoso

(trabecular) como pode ser observado na Figura 01 O osso compacto eacute de

maior presenccedila no corpo humano aparecendo em 80 do esqueleto

maduro (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) O osso esponjoso pode ser

encontrado nas extremidades dos ossos longos envoltos por uma fina

camada de osso compacto

Osso esponjoso

Osso compacto

Figura 01 Macromorfologia do tecido oacutesseo observada na extremidade

proximal do feacutemur (BONE CURRICULUM 2005)

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 14: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

As estruturas oacutesseas podem ainda ser compostas por osso

primaacuterio (tranccedilado) ou osso secundaacuterio (lamelar) O osso primaacuterio aparece

durante o estaacutegio embrionaacuterio e eacute totalmente reposto pelo osso secundaacuterio

em torno dos 4-5 anos em humanos Em indiviacuteduos adultos poreacutem

pode-se encontrar osso primaacuterio no iniacutecio da recuperaccedilatildeo de fraturas

(CROCl et al 2003) dentro das suturas cranianas e placas epifisaacuterias

(DOWNEY Ocirc5 SIEGEL 2006) A organizaccedilatildeo final dos ossos compacto e

esponjoso pode ser observada na figura 02

Compact Bone amp Spongy (Cancellous Bone)

Lacunae containing osteocytes

Lameliae

Canaliculi mdash

Osteon

Periosteum

Osteon of compact bone

Trabeculaeof spongy bone

aversian canai

Volkmanns canal

Figura 02 Organizaccedilatildeo do tecido oacutesseo (WIKIPEDIA 2006)

Apesar de sua aparecircncia riacutegida o tecido oacutesseo estaacute em constante

mudanccedila ou remodelaccedilatildeo Tal remodelaccedilatildeo visa reconstruir o tecido para

que esse se adequumle as necessidades de traccedilatildeo resistecircncia e nutriccedilatildeo

impostas ao organismo (DOWNEY 86 SIEGEL 2006) A efetivaccedilatildeo do

processo de remodelaccedilatildeo se daacute pela accedilatildeo conjunta das ceacutelulas oacutesseas

sendo o iniacutecio do processo dado pela exposiccedilatildeo da matriz oacutessea decorrente

da retraccedilatildeo das ceacutelulas de revestimento Paralelamente ocorre migraccedilatildeo

dos osteoclastos para a regiatildeo de matriz exposta e o comeccedilo da reabsorccedilatildeo

da matriz com formaccedilatildeo de uma lacuna (Lacuna de Howship) Numa

uacuteltima etapa os osteoblastos ocupam a regiatildeo de reabsorccedilatildeo e iniciam a

produccedilatildeo de osteoacuteide a qual seraacute mineralizada apoacutes 10 dias (GOUVEIA

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 15: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

2004) A regulaccedilatildeo deste processo eacute basicamente hormonal poreacutem ainda

existem duacutevidas quanto aos exatos mecanismos (KLEIN-NULEND et al

2005)

A constante adaptaccedilatildeo eacute importante para a recuperaccedilatildeo de

fraturas ou de procedimentos ciruacutergicos (CROCI et al 2003) No caso

especiacutefico dos transplantes oacutesseos a remodelaccedilatildeo se apresenta como o

mecanismo responsaacutevel pela incorporaccedilatildeo do enxerto pelo paciente

permitindo assim a substituiccedilatildeo do material enxertado por osso do proacuteprio

paciente (NATHER 2001)

Existem duas fontes possiacuteveis para os enxertos o proacuteprio

paciente (enxerto autoacutegeno) ou doadores (enxerto aloacutegeno) O padratildeo

ouro para transplante eacute sem duacutevida alguma o enxerto autoacutegeno jaacute que

este permite a utilizaccedilatildeo de material do proacuteprio paciente e no caso de

ossos permite o uso de enxertos vascularizados Estas duas condiccedilotildees

levam a uma recuperaccedilatildeo mais raacutepida (KNESER et al 2006) Contudo o

uso de enxertos autoacutegenos sacrifica tecidos de outras partes do corpo do

paciente e satildeo problemaacuteticos em casos em que reconstruccedilatildeo eacute massiva ou

repetida (HADDAD 2000) Uma outra possibilidade para transplantes estaacute

na utilizaccedilatildeo de enxertos originaacuterios de doadores vivos ou mortos

(aloacutegenos) Tais enxertos satildeo mais praacuteticos para a utilizaccedilatildeo tendo em

vista que como satildeo obtidos de doadores podem vir na quantidade e no

formato requeridos pelo meacutedico e natildeo provocam maiores injuacuterias ao

paciente A integraccedilatildeo do tecido nesses casos eacute um pouco mais lenta

devido agrave falta de vascularizaccedilatildeo inicial (HADDAD 2000)

32 Bancos de Tecidos

O aparecimento formal dos bancos de tecidos ocorreu agrave

aproximadamente 60 anos nos Estados Unidos e em alguns paiacuteses da

Europa (MONIG 85 VON VERSEN 2000) O surgimento dos bancos

acompanha o crescimento na demanda de tecidos humanos para uso em

procedimentos ciruacutergicos e foi responsaacutevel pelo aumento do uso rotineiro

de enxertos aloacutegenos (GALEA amp KERNEY 2005)

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 16: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

Inicialmente o uso de tecidos era desorganizado sem criteacuterios

globais ou regulatoacuterios sendo norteado pelas necessidades pontuais dos

meacutedicos ou de pesquisadores O aumento na demanda e a conscientizaccedilatildeo

no uso de material de origem humana contudo levaram a necessidade de

criaccedilatildeo de normas e procedimentos para seleccedilatildeo de doadores ablaccedilatildeo

estocagem e uso destes tecidos (MONIG amp VON VERSEN 2000 HERSON

86 MATHOR 2006)

Atualmente existem diversos oacutergatildeos locais e internacional que

regulam o funcionamento dos bancos como por exemplo American

Association of Tissue Banks - AATB nos Estados Unidos e European

Association of Tissue Banks - EATB na Europa No Brasil a Agecircncia

Nacional de Vigilacircncia Sanitaacuteria (AN VISA) fiscaliza e controla o

funcionamento dos bancos assim como o uso de tecidos em transplantes

como determinado pelas seguintes legislaccedilotildees (HERSON et al 2002)

- Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que Dispotildee sobre a

remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de

transplante e tratamento e daacute outras providecircncias

- Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 que Regulamenta a

Lei ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento e daacute outras providecircncias

- Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 que Aprova o

Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a

Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes

- Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 que Altera dispositivos

da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de

oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e

tratamento

- Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 que Aprova na

forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de

Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos

Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Saiide

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 17: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

10

Aleacutem da regulaccedilatildeo legal muitos bancos de tecidos optam pela

adesatildeo a um sistema de gestatildeo da qualidade tendo em vista os benefiacutecios

natildeo soacute quanto ao controle de processos mas tambeacutem agraves consequumlentes

diminuiccedilotildees nos custos a oportunidade de melhorias teacutecnicas e uma

melhor adequaccedilatildeo as necessidades dos meacutedicos (MONIG 85 VON VERSEN

2000 HERSON amp MATHOR 2006)

As obrigaccedilotildees dos Bancos de Tecidos envolvem garantir e manter

as condiccedilotildees de uso dos tecidos para transplantes (HERSON et al 2001)

Para tanto existe um processo inicial de seleccedilatildeo de doadores baseado em

estudo do histoacuterico meacutedico e social do doador anaacutelise de exames

soroloacutegicos e de dados do prontuaacuterio de internaccedilatildeo aleacutem de exame fiacutesico

Durante esta fase procura-se excluir aqueles que apresentavam

mdash doenccedilas transmissiacuteveis graves tais como AIDS Hepatite B ou

C Doenccedila de Chagas Siacutefilis como alguns exemplos

mdash comportamento de risco exemplificado pelo uso de drogas

injetaacuteveis ou comportamento promiacutescuo

mdash faixa etaacuteria inadequada para obtenccedilatildeo de tecidos adequados

para suo (menor de 15 e maior de 60 anos)

mdash qualquer caracteriacutestica natildeo determinada que possa

representar risco como cicatrizes de origem desconhecida lesotildees

cutaacuteneas suspeitas e hepatomegalia por exemplo (HERSON et al 2002)

Caso seja aceita a doaccedilatildeo a retirada dos tecidos eacute feita por uma

equipe meacutedica treinada em ambiente esteacuteril e com a retirada estrateacutegica

ou recolocaccedilatildeo de proacutetese no local visando assim natildeo soacute evitar a

contaminaccedilatildeo e a obtenccedilatildeo de enxertos adequados como tambeacutem

preservar a integridade da aparecircncia do doador como estabelecido pelo

Decreto ndeg 226897

A uacuteltima etapa antes do armazenamento final do tecido envolve o

processamento deste As exigecircncias de processamento variam de acordo

com o tecido obtido (HERSON et al 2002 e VASTEL et al 2004) poreacutem

sempre deveriam envolver a aplicaccedilatildeo de um meacutetodo de esterilizaccedilatildeo Esta

esterilizaccedilatildeo visa garantir a seguranccedila do uso do enxerto

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 18: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

I l

o primeiro paracircmetro a ser considerado durante a esterilizaccedilatildeo eacute

a carga microbioloacutegica inicial presente A determinaccedilatildeo desta carga nos

tecidos eacute um passo importante pois com base nesses dados pode-se

delimitar os paracircmetros dos passos seguintes de esterilizaccedilatildeo tendo em

vista que cargas menores natildeo necessitam de processamento mais extremo

para atingir os limites aceitaacuteveis (Security Assurance Levei -SAL) para uso

de aloenxertos de 10-6 UFCs (unidades formadoras de colocircnia) O SAL eacute

um valor derivado das curvas de morte dos microrganismos e representa a

chance de se encontra um microrganismo viaacutevel no caso esta chance eacute de

uma e um milhatildeo (YUSOF 2001a)

33 Meacutetodos de esterilizaccedilatildeo

Os meacutetodos de esterilizaccedilatildeo podem ter natureza variaacutevel sendo

fiacutesicos quiacutemicos ou eventualmente uma combinaccedilatildeo de ambos Cada

meacutetodo possui caracteriacutesticas proacuteprias as quais definem o espectro de

accedilatildeo e aplicaccedilatildeo (RUSSEL 1991) Isto implica em que dependendo dos

microorganismos a serem eliminados eou da aplicaccedilatildeo do produto a ser

esterilizado os diversos meacutetodos daratildeo resultados variados e assim deve-

se ter em mente qual o objetivo final do processo para escolher o meacutetodo

mais adequado (RUTALA 06 WEBER 2004) Outro ponto importante a

considerar eacute se o produto a ser esterilizado natildeo seraacute afetado

adversamente seja direta ou indiretamente durante o processo Este tipo

de consideraccedilatildeo evita desperdiacutecio de material perda de rendimento em

procedimentos e mais importante para produtos da aacuterea de sauacutede vaacuterias

complicaccedilotildees para o paciente

Alguns exemplos de meacutetodos de esterilizaccedilatildeo atualmente

empregados satildeo

mdash Calor O emprego do calor como meacutetodo de esterilizaccedilatildeo jaacute foi

consagrado Dentre as formas possiacuteveis estatildeo o calor uacutemido associado

com vapor de aacutegua ou apenas aacutegua em ebuliccedilatildeo e o calor seco onde haacute

transferecircncia teacutermica direta para o material Ambas as formas vecircem largo

emprego na aacuterea da sauacutede O calor uacutemido atua nas interfaces onde ocorre

contato do material com o vaporliacutequido e assim sua eficaacutecia esta

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 19: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

12

diretamente relacionada com o acesso ao material Uma vez que se tenha

acesso a esterilizaccedilatildeo ocorre de maneira raacutepida eficaz e relativamente

barata Jaacute a eficaacutecia do calor seco depende apenas da garantia que o

material a ser esterilizado tenha atingido a temperatura correta jaacute que a

transferecircncia de energia eacute direta Isto torna o meacutetodo lento e demorado de

maneira geral aleacutem do fato de serem necessaacuterias temperaturas mais

elevadas do que as do calor uacutemido A principal desvantagem em ambos os

casos se daacute pelo proacuteprio mecanismo de accedilatildeo o calor pode danificar ou

alterar as propriedades de alguns produtos como por exemplo alguns

suplementos alimentares (JOSLYN 1991) No caso de tecidos bioloacutegicos o

uso do calor natildeo eacute recomendado tendo em vista que as temperaturas

envolvidas satildeo suficientes para causar alteraccedilotildees nestes (PHILIPS 1997)

mdash Filtraccedilatildeo Sem duacutevida um dos meacutetodos mais antigos de

esterilizaccedilatildeo a filtraccedilatildeo eacute empregada como meacutetodo de separaccedilatildeo desde a

antiguidade poreacutem os primeiros filtros desenhados para remoccedilatildeo de

bacteacuterias datam de 1884 e eram fabricados em vidro Com o

desenvolvimento dos conhecimentos teacutecnicos sobre fabricaccedilatildeo e sobre os

microorganismos houve tambeacutem um desenvolvimento na qualidade e

eficaacutecia dos filtros Atualmente se utilizam membranas de celulose de

porosidade conhecida que usualmente variam de 045 a 022 |um A

dimensatildeo dos poros eacute importante na filtraccedilatildeo pois a separaccedilatildeo dos

microorganismos se daacute por uma barreira fiacutesica que reteacutem partiacuteculas

maiores que o tamanho do poro (LEVY 86 LEAHY 1991) As dimensotildees dos

poros acima satildeo suficientes para reter bacteacuterias fungos e leveduras e tem

aplicaccedilatildeo corrente nas induacutestrias Contudo a eliminaccedilatildeo de viacuterus requer

filtros de 15-40 nm e eacute extremamente importante para produtos derivados

de plasma humano (KLEIN 2005) A filtraccedilatildeo eacute normalmente uma teacutecnica

barata e simples poreacutem a aplicaccedilatildeo estaacute limitada agravequeles produtos

passiacuteveis de serem filtrados tais como soluccedilotildees liacutequidos ou gases (LEVY 85

LEAHY 1991)

mdash Oacutexido de etileno (ETO) Agente quiacutemico descoberto em 1859

muito eficiente na esterilizaccedilatildeo de produtos e tem sido empregado na

forma de vapor na aacuterea meacutedica devido a seu alto poder de penetraccedilatildeo

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 20: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

13

natildeo ser corrosivo para maioria dos materiais e de ser aplicado a baixas

temperaturas O mecanismo de accedilatildeo do ETO se daacute pela alquilaccedilatildeo de

compostos no interior dos microorganismos principalmente a guanina e a

adenina presente no DNA Por esta razatildeo o ETO eacute extremamente eficiente

na eliminaccedilatildeo da maioria dos microorganismos seja na forma vegetativa

ou de esporos Existem poreacutem limitaccedilotildees quanto ao uso do ETO

inicialmente o vapor de ETO eacute explosivo quanto atinge a concentraccedilatildeo de

3 no ar aleacutem disso o composto eacute toacutexico potencialmente canceriacutegeno

teratogecircnico mutagecircnico e neurotoacutexico Tendo em vista tais limitaccedilotildees a

utilizaccedilatildeo de materiais esterilizados por ETO requer uma seacuterie de passos

de seguranccedila Jaacute embutido no processo de esterilizaccedilatildeo haacute uma etapa de

aeraccedilatildeo que visa retirar o vapor e seus possiacuteveis subprodutos presentes

no equipamento Tal etapa pode consistir apenas na circulaccedilatildeo de ar

esteacuteril ou na combinaccedilatildeo de ciclos de vaacutecuo A duraccedilatildeo da aeraccedilatildeo pode

variar de algumas horas a um dia dependendo das caracteriacutesticas dos

materiais esterilizados Aleacutem dessa etapa eacute imprescindiacutevel que o vapor jaacute

utilizado de ETO seja tratado antes de ser eliminado para o ambiente O

tratamento muitas vezes consiste na reaccedilatildeo do vapor com aacutegua para

formaccedilatildeo de etileno glicol O uso de EPI (Equipamento de Proteccedilatildeo

Individual) por todos os envolvidos no processo de esterilizaccedilatildeo eacute

obrigatoacuterio para evitar ao maacuteximo a exposiccedilatildeo ao ETO Durante o processo

de esterilizaccedilatildeo podem ser formados subprodutos na presenccedila de iacuteons

cloro (etileno cloridrina) ou de aacutegua (etileno glicol) tais compostos tambeacutem

satildeo toacutexicos e de difiacutecil remoccedilatildeo Tendo em vista o contato direto que certos

produtos meacutedicos e tecidos transplantados tem com a corrente sanguumliacutenea

e os oacutergatildeos dos pacientes ambos natildeo devem ser esterilizados com ETO jaacute

que os resiacuteduos deixados por tal processo mesmo com os cuidados para

reduccedilatildeo e diminuiccedilatildeo destes apresentam riscos ao paciente devido a seus

possiacuteveis efeitos toacutexicos(POSSARl 2003a)

mdash Vapor de formaldeiacutedo O emprego do vapor de formaldeiacutedo

surgiu como uma das alternativas ao uso do ETO A accedilatildeo sobre

microorganismos deste composto eacute conhecida dede 1888 e os primeiros

estudos sobre a eficaacutecia na forma de vapor datam de 1906 Poreacutem apenas

Cuumlmsk) - ^^^^ hiuumlCLEARSP-IPEM

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 21: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

14

em 1966 foi desenvolvida uma teacutecnica que permitisse o uso do vapor de

formaldeiacutedo em baixas temperaturas A teacutecnica conhecida por LTSF (do

inglecircs Low Temperature Steam and Folmaldehyde Sterilization) permite o

uso do vapor de formaldeiacutedo a 2 entre 56-60degC A atuaccedilatildeo sobre

microorganismos eacute semelhante a do ETO alquilando proteiacutenas e aacutecidos

nucleicos no interior dos microorganismos De maneira geral o LTSF eacute

superior ao ETO sendo mais econocircmico de mais faacutecil utilizaccedilatildeo e mais

saudaacutevel para o meio ambiente e para a equipe que o utiliza A principal

limitaccedilatildeo contudo se encontra no fato que materiais que absorvam o

formaldeiacutedo em grandes quantidades natildeo poderem ser esterilizados por

esta teacutecnica jaacute que haacute uma enorme dificuldade em eliminar o produto

impregnado (POSSARI 2003b)

mdash Plasma de peroacutexido de hidrogecircnio Como descrito pelo proacuteprio

nome esta teacutecnica se baseia na associaccedilatildeo de vapor de peroacutexido de

hidrogecircnio com plasma de baixa temperatura Tal tecnologia data dos

anos 80 tendo sido aprovada pelo FDA (Food and Drug Administration)

apenas em 1993 O mecanismo de accedilatildeo de esterilizaccedilatildeo por plasma de

peroacutexido de hidrogecircnio se daacute pela formaccedilatildeo de radicais livres os quais

reagem inespecificamente com inuacutemeros compostos celulares e levam a

uma inativaccedilatildeo eficiente de esporos bacteacuterias e viacuterus Em comparaccedilatildeo

com o ETO este meacutetodo natildeo eacute toacutexico jaacute que os subprodutos principais satildeo

aacutegua e oxigecircnio Poreacutem haacute a necessidade de se investir em embalagens

especiais para os produtos estes natildeo podem conter compostos que

absorvam o peroacutexido tais como celulose e derivados e a penetraccedilatildeo natildeo eacute

ideal (POSSARI 2005)

mdash Radiaccedilatildeo UV A radiaccedilatildeo UV (ultra-violeta) eacute a parte do

espectro eletromagneacutetico que se encontra entre 15 nm e 400 nm poreacutem a

regiatildeo de interesse nos processos de esterilizaccedilatildeo vai de 220 ateacute 300 nm

(SHECHMEISTER 1991) Tal radiaccedilatildeo tem sido amplamente utilizada

como agente para esterilizaccedilatildeo de aacutegua sendo eficiente contra bacteacuterias e

(oo)cistos (ANDERSON et al 2003) O mecanismo de accedilatildeo da radiaccedilatildeo UV

envolve principalmente a formaccedilatildeo de diacutemeros de timina no DNA os

quais tem efeito letal sobre o microrganismo

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 22: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

15

Figura 03 Formaccedilatildeo de diacutemeros de timina pela radiaccedilatildeo UV (STILLMAN

2000)

Outros eventos tambeacutem estatildeo associados com a irradiaccedilatildeo UV

poreacutem seus efeitos sobre o microrganismo ainda natildeo satildeo claros Tal

radiaccedilatildeo tem uma aplicaccedilatildeo maior na esterilizaccedilatildeo de ar aacutegua ou

superfiacutecies dada sua baixa penetrabilidade Uma limitaccedilatildeo do uso eacute que

pode ocorrer uma recuperaccedilatildeo do microrganismo quando este eacute exposto agrave

luz visiacutevel ou proacutexima ao visiacutevel pois ocorre uma fotoreativaccedilatildeo dos

produtos danificados levando a recuperaccedilatildeo dos microrganismos

(SHECHMEISTER 1991)

mdash Radiaccedilatildeo ionizante O uso da radiaccedilatildeo ionizante permite a

esterilizaccedilatildeo de materiais em baixas temperaturas inclusive do material

congelado (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000) A radiaccedilatildeo tem dois

mecanismos de accedilatildeo um efeito direto sobre as moleacuteculas dos

microrganismos quebrando lesando ou fundindo as estruturas

principalmente do DNA e outro efeito indireto causado pela formaccedilatildeo de

radicais livres com a radioacutelise da aacutegua Tais radicais interagem com

moleacuteculas biologicamente importantes em uma reaccedilatildeo em cadeia

causando inuacutemeros danos ao microrganismo e culminando com a morte

deste (YUSOF 2001b) As principais vantagens do uso da radiaccedilatildeo

ionizante estatildeo na sua boa penetrabilidade na mateacuteria (especialmente em

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 23: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

16

se tratando de raios y) que permite um acesso maior ao locais

contaminados aleacutem de minimizar a manipulaccedilatildeo do material jaacute que natildeo

haacute necessidade de abertura ou troca das embalagens na sua eficaacutecia em

eliminar microrganismos e no fato de natildeo gerar quaisquer resiacuteduos

Contudo o uso da radiaccedilatildeo ainda eacute restrito devido agrave natureza das

instalaccedilotildees necessaacuterias para tal uso e pelo pouco conhecimento do que

altas doses de radiaccedilatildeo podem gerar de alteraccedilotildees na maioria dos

materiais bioloacutegicos (DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

O principal paracircmetro para a avaliaccedilatildeo da eficaacutecia de um

processo em reduzir uma dada carga microbioloacutegica eacute estabelecido pelo

valor Dio que eacute o valor necessaacuterio de exposiccedilatildeo para reduzir a populaccedilatildeo

total de microrganismos em 90 ou um log O valor Dio eacute obtido se

avaliando uma curva semilogaritmica de dose-reposta onde satildeo cruzados

os dados de dose pela diminuiccedilatildeo da populaccedilatildeo A unidade deste valor

varia de acordo com o processo empregado jaacute que o fator envolvido no

sucesso pode variar e de acordo com o microrganismo tendo em vista que

a resistecircncia a um dado processo varia de acordo com a espeacutecie (PFLUG 85

HOLCOMB 1991) No caso da radiaccedilatildeo ionizante o valor Dio eacute expresso

em dose absorvida cuja unidade eacute o Gray (Gy) (DZIEDZIC-GOCLAWSKA

2000) e em meacutedia eacute de 25 kGy levando-se em conta os esporos mais

resistentes a radiaccedilatildeo (ARCAL 2002)

34 Radiaccedilatildeo Ionizante

A eficaacutecia da radiaccedilatildeo ionizante na inativaccedilatildeo de

microorganismos eacute conhecida desde 1886 quando foram realizados por

Roentgen experimentos com raios-X A primeira observaccedilatildeo da accedilatildeo de

partiacuteculas beta e de raios gama produzidos por isoacutetopos naturais em

diferentes materiais e em tecidos foi feita por Pierre e Marie Currie (1899)

Em 1929 (apud HERSON amp MATHOR 2006) Marie Curie publicou um

trabalho teoacuterico sobre a inativaccedilatildeo de bacteacuterias por radiaccedilatildeo

Radiaccedilatildeo ionizante eacute toda aquela capaz de gerar iacuteons pelo

deslocamento de eleacutetrons de moleacuteculas e aacutetomos (DAHLAN 2001)

Existem dois grupos

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 24: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

17

mdash partiacuteculas de alta energia tais como partiacuteculas a (alfa) e P

(beta) poacutesitrons e necircutrons sendo estas obtidas pela desintegraccedilatildeo

radioativa de isoacutetopos ou no caso especiacutefico de partiacuteculas (i e poacutesitrons

gerados por equipamentos especiacuteficos De todas estas os necircutrons

possuem a capacidade extra de induzir radioatividade (SILVERMAN 1991)

mdash ondas eletromagneacuteticas com pequeno comprimento de onda e

grande energia como radiaccedilatildeo y (gama) obtida de radioisoacutetopos e raios X

gerados por maquinaacuterio (DAHLAN 2001)

A quantidade de radiaccedilatildeo absorvida pela mateacuteria pode ser

mensurada e a unidade no Sistema Internacional utilizada para esta

grandeza eacute o Gray (Gy) que corresponde a 1 joulequilograma (INMETRO

2003) A medida de dose eacute importante pois muitos efeitos desencadeados

pela radiaccedilatildeo nocivos ou natildeo tecircm caracteriacutestica dose-dependente

(DZIEDZIC-GOCLAWSKA 2000)

Os iacuteons e eleacutetrons formados pela radiaccedilatildeo ionizante satildeo capazes

de gerar radicais livres altamente reativos os quais podem desencadear

reaccedilotildees quiacutemicas com outros compostos que eventualmente estejam

presentes ou mesmo entre si (DAHLAN 2001 SILVERMAN 2001) Tais

interaccedilotildees podem levar a alteraccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas

dos materiais (p ex JARRY et al 2002 OLIVEIRA et al 2005) Contudo

estas alteraccedilotildees podem ser desejaacuteveis como visto em OTAGURO et al

(2004) e CHMIELESWSKI (2005)

A ionizaccedilatildeo gera um fenoacutemeno em meio aquoso ou rico em aacutegua

a aacutegua passa por um processo de radioacutelise com formaccedilatildeo de inuacutemeras

espeacutecies reativas Tal radioacutelise estaacute esquematizada a seguir

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 25: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

18

ionizing Radiation -

excited wator

H 0

H O

R E

radicagravekf

Radiolysis of water H 0 |Aienal971 |

Figura 04 Radioacutelise da aacutegua Os radicais livres formados se encontram

em vermelho na figura Esquema proposto por Arena (apud SCARR 2005)

Esta situaccedilatildeo eacute importante quando se analisa a interaccedilatildeo da

radiaccedilatildeo ionizante com organismos vivos os quais satildeo compostos em

grande parte por aacutegua Nestes casos inuacutemeros efeitos danosos podem vir

a ocorrer da interaccedilatildeo dos radicais livres com moleacuteculas biologicamente

importantes tais como DNA e lipiacutedeos de membrana (YUSOF 2001b)

35 Biomecacircnica

Existem diversas definiccedilotildees para biomecacircnica poreacutem natildeo haacute um

enunciado geral sobre quais sejam exatamente seus objetos de estudo Em

parte a biomecacircnica pode ser definida como o estudo da mecacircnica das

coisas vivas (LAPEDES D apud BATISTA 2001) Este conceito em si eacute

apesar de tecnicamente correto pobre e natildeo vislumbra todos as possiacuteveis

aplicaccedilotildees desta ciecircncia Uma definiccedilatildeo corrente eacute que a biomecacircnica eacute

a ciecircncia de movimento que descreve o movimento do corpo humano

utilizando os meacutetodos da mecacircnica (BARROW 85 BROWN apud

BATISTA 2001) Tal definiccedilatildeo eacute uma das visotildees aplicaacuteveis sobre a

biomecacircnica e eacute comumente empregada na medicina fisioterapia e

educaccedilatildeo fiacutesica Ela leva em conta conceitos praacuteticos e de aplicaccedilatildeo direta

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 26: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

19

nas aacutereas envolvidas Para o presente estudo contudo foi levada em

conta a seguinte definiccedilatildeo Biomecaacutenica eacute o estudo e a anaacutelise da

mecaacutenica dos organismos vivos O estudo e a anaacutelise pode ser feita em

diversos niacuteveis do molecular na qual biomateriais moleculares tais como

colaacutegeno e elastina saacuteo considerados ao macroscoacutepico seguindo toda

gama ateacute o niacutevel dos tecidos e oacutergatildeos (WIKIPEDIA 2006b) Sob esta luz eacute

possiacutevel enquadrar dentro do objeto de estudo da biomecaacutenica as

propriedades dos biomateriais que compotildee o corpo tais como os ossos

Estes considerando sua composiccedilatildeo satildeo definidos como

compoacutesitos que satildeo materiais formados por duas ou mais fases distintas

No caso especiacutefico satildeo trecircs fases aquosa orgaacutenica e mineral A fase

aquosa eacute essencialmente a aacutegua presente no liacutequido intersticial e sua

funccedilatildeo exata natildeo eacute clara (YAMASHITA et al 2001) A fase orgacircnica eacute

composta principalmente por colaacutegeno tipo I que eacute composto por uma

tripla heacutelice de cadeias polipeptiacutedicas organizadas na forma de fibrilas

Estas fibrilas estatildeo precisamente organizadas sobrepostas e em sentidos

opostos entre camadas mantendo o espaccedilo constante entre as fibrilas

adjacentes Muitas ligaccedilotildees cruzadas entre as moleacuteculas satildeo formadas

formando uma estrutura estaacutevel e porosa (DOWNEY 85 SIEGEL 2006) Tal

estrutura eacute responsaacutevel pela elasticidade dos ossos (YAMASHITA et al

2001) A fase mineral eacute composta por hidroxiapatita e fornece ao osso

rigidez necessaacuteria para suas funccedilotildees (DOWNEY 8amp SIEGEL 2006)

As caracteriacutesticas mecacircnicas de um material podem ser

mensuradas para tanto existem alguns conceitos de referecircncia a serem

considerados No caso de ossos duas definiccedilotildees satildeo importantes a de

tensatildeo (stress) e deformaccedilatildeo (strain) A tensatildeo em ensaios mecacircnicos eacute

definida como forccedila sobre unidade de aacuterea e pode ser classificada como

compressiva que quando aplicada diminuiacute o tamanho do material

tensora se aumentar o tamanho do material ou de cisalhamento quando

promove o deslizamento de uma regiatildeo do material em relaccedilatildeo agrave outra A

sua unidade eacute o Pascal (Pa) este em unidades mais elementares eacute definido

como a forccedila em Newtons (N) aplicada sobre uma aacuterea em metros

quadrados (m^) Em um sistema bioloacutegico normalmente as trecircs forccedilas de

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 27: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

20

tensatildeo estatildeo sendo aplicadas simultaneamente A deformaccedilatildeo eacute definida

como a porcentagem de alteraccedilatildeo no comprimento de um material ou

seja quanto do comprimento original foi alterado

A relaccedilatildeo dessas duas constantes pode ser observada na curva

de resposta tiacutepica de um ensaio universal de tensatildeo-deformaccedilatildeo como

visto abaixo (Fig 05)

Ponto de ruptura

Deformaccedilatildeo

Figura 05 Exemplo de curva de tensatildeo deformaccedilatildeo (baseado em DOWNEY

85 SIEGEL 2006)

Muitas informaccedilotildees podem ser retiradas da curva de tensatildeo-

deformaccedilatildeo De imediato tal curva pode ser dividida em duas regiotildees a de

deformaccedilatildeo elaacutestica e a de deformaccedilatildeo plaacutestica (DOWNEY 85 SIEGEL

2006)

A regiatildeo de deformaccedilatildeo elaacutestica corresponde agrave aacuterea sobre a

curva onde haacute linearidade de resposta Em tal regiatildeo o material se

comporta como uma mola se deformando linearmente de acordo com a

forccedila aplicada e retornando a sua forma original ao se retirar a tensatildeo A

inclinaccedilatildeo da curva na regiatildeo elaacutestica eacute chamada de moacutedulo elaacutestico ou

moacutedulo de Young Tal moacutedulo eacute a medida da rigidez intriacutenseca do

material A rigidez pode variar de acordo com o indiviacuteduo por exemplo haacute

uma diferenccedila entre a rigidez oacutessea de um atleta e de uma pessoa

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 28: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

21

sedentaacuteria contudo o moacutedulo de elasticidade eacute proacuteximo tendo em vista

que este eacute caracteriacutestico para cada material (TURNER 85 BURR 1993)

Em alguns casos haacute uma diferenccedila de comportamento elaacutestico

do material dependendo da direccedilatildeo em que a forccedila eacute aplicada neste Tais

materiais satildeo conhecidos como anisotroacutepicos e tal caracteriacutestica eacute comum

em compoacutesitos de origem bioloacutegica tais como madeira e ossos Materiais

cujas propriedades natildeo variam com a direccedilatildeo satildeo conhecidos como

isotroacutepicos (TURNER 85 BURR 1993) No caso de ossos a direccedilatildeo

preferencial varia se o osso eacute cortical ou trabecular Considerando-se

ossos corticais a direccedilatildeo preferencial de resistecircncia ecirc a longitudinal

enquanto para o osso trabecular a direccedilatildeo preferencial eacute paralela ao

sistema trabecular O comportamento em ambos os casos condiz com a

funccedilatildeo de sustentaccedilatildeo exercida pelo esqueleto jaacute que corresponde a

direccedilatildeo da forccedila que eacute exercida quando o indiviacuteduo estaacute ereto (DOWNEY 85

SIEGEL 2006)

Haacute um ponto de transiccedilatildeo no qual o material passa de uma

deformaccedilatildeo elaacutestica para uma deformaccedilatildeo plaacutestica que eacute permanente

independente da presenccedila contiacutenua de forccedila aplicada e estaacute relacionada

com a deformaccedilatildeo quebra ou alteraccedilatildeo na microestrutura do material

Este ponto eacute chamado de ponto de limite de escoamento na curva tensatildeo-

deformaccedilatildeo Tal ponto corresponde atilde tensatildeo aplicada que leva a

deformaccedilatildeo plaacutestica A aplicaccedilatildeo de tensatildeo apoacutes este ponto pode levar a

quebra ou ruptura do material ao se atingir o ponto de ruptura (TURNER

86 BURR 1993) Uma aplicaccedilatildeo desse conceito pode ser utilizada em

ossos Quando se aplica uma tensatildeo que corresponda a tal ponto tem-se

a ocorrecircncia de uma fratura (DOWNEY 86 SIEGL 2006)

351 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

O DMA permite a determinaccedilatildeo quantitativa das propriedades

mecacircnicas de uma amostra ao submetecirc-la a uma carga oscilante em uma

dada frequumlecircncia temperatura e durante um tempo determinado A

aplicaccedilatildeo da carga tem por objetivo gerar uma deformaccedilatildeo p r e shy

determinada na amostra e a relaccedilatildeo entre a forccedila exercida para atingir tal

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 29: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

22

deformaccedilatildeo e as dimensotildees da amostra permitem obter a quantificaccedilatildeo

das caracteriacutesticas biomecatildenicas

Os resultados obtidos com o DMA se encontram na porccedilatildeo

inicial da curva de tensatildeo-deformaccedilatildeo jatilde que as deformaccedilotildees causadas

satildeo normalmente muito pequenas em relaccedilatildeo atildes dimensotildees do material

Esta teacutecnica eacute assim interessante pois natildeo eacute destrutiva e permite que as

amostras sejam re-analisadas ou utilizadas em outras teacutecnicas

A anaacutelise dinacircmica representa uma situaccedilatildeo mais semelhante

agravequela observada em seres vivos jaacute que nesses casos as tensotildees aplicadas

satildeo decorrentes do movimento e assim variaacuteveis Aleacutem disso a maioria

das fraturas ocorre em condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo dinaacutemica de forccedilas

(YAMASHITA et al 2001)

O graacutefico abaixo mostra um exemplo de curva obtida pelo

meacutetodo de DMA

4440 1

4420

bdquo 4400 j

pound ]

o 4380 i 4360

4340

4320

4300

4280

4260

020

bull 020 i

I 019

I I i ois s

ogt

018 i I 017 I

1 017

016 4 5 6 7

Tempo (minutos)

10

Modulo de elasticidade bull - Tangente delta

Figura 06 Exemplo de curva obtida com a DMA (baseado em resultados

obtidos)

Tal curva apresenta a variaccedilatildeo do moacutedulo de elasticidade em

funccedilatildeo do tempo de ensaio A curva que aparece juntamente com aquela

referente ao moacutedulo representa a tangente delta Tal tangente eacute a

quantificaccedilatildeo da energia dissipada pelo material durante o ensaio

dinacircmico

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 30: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

23

4 MATERIAL E MEacuteTODOS

41 Materiais

Foram utilizados feacutemures bovinos adquiridos em frigoriacuteficos para

simulaccedilatildeo do processamento dos ossos de acordo com os requerimentos

especiacuteficos para o armazenamento a -70degC e para posterior irradiaccedilatildeo

(ISO-GUIDE 11137 revisatildeo 2006)

A irradiaccedilatildeo das amostras foi feita no Centro de Tecnologia das

Radiaccedilotildees - IPEN em fonte de Co^o (Gamacell)

Todos os demais reagentes utilizados foram de qualidade Proacute-

Analisis e a aacutegua foi de qualidade Milli-Q

O resiacuteduo de material bioloacutegico natildeo patogecircnico foi inativado com

hipoclorito de soacutedio colocado em sacos brancos e depositado no lixo

bioloacutegico localizado na parte externa do bioteacuterio do IPEN Sendo que o

material foi obtido em frigoriacuteficos autorizados para venda ao consumidor

natildeo existiu a possibilidade de contaminaccedilatildeo patogecircnica portanto natildeo

houve a necessidade do material ser autoclavado antes do descarte no lixo

bioloacutegico

42 Comitecirc de Eacutetica

O presente trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em

Pesquisa do IPEN e se encontra registrado sob o nuacutemero de identificaccedilatildeo

081CEP-IPENSP

43 Meacutetodos

431 Processamento dos ossos

Todos os ossos bovinos analisados durante esse estudo foram

submetidos a um processo inicial de limpeza visando assim diminuir sua

contaminaccedilatildeo inicial e retirar todas as partes moles associadas ao osso

O processo de limpeza se iniciou com a raspagem das partes

moles e a retirada da medula oacutessea utilizando-se um bisturiacute para tanto

Apoacutes a raspagem inicial os ossos foram imersos em aacutegua

destilada para a retirada de sangue que estivesse presente em seu

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 31: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

24

interior e para facilitar as subsequumlentes raspagens de residuos A imersatildeo

teve a duraccedilatildeo de 30 minutos

A raspagem e a imersatildeo em aacutegua destilada foram repetidas trecircs

vezes cada buscando uma maior eficiecircncia na limpeza

A etapa final consistiu em um banho em peroacutexido de hidrogecircnio

10 volumes durante duas horas Tal banho serve como uma etapa de

reduccedilatildeo da carga microbioloacutegica alecircm de atuar como agente clarificante

Apoacutes o banho em peroacutexido os ossos foram embalados um a um

de acordo com as normas de embalagem para produtos a serem irradiados

(embalagens duplas plaacutesticas apirogecircnicas natildeo permeaacuteveis ao ar e a

aacutegua passiacuteveis de irradiaccedilatildeo identificadas e datadas) A estocagem se deu

em freezer a uma temperatura de -70degC (ISO-GUIDE 11607 revisatildeo

2006)

432 Irradiaccedilatildeo

Para as anaacutelises de alteraccedilotildees induzidas pela radiaccedilatildeo as

amostras foram irradiadas em um irradiador de Cobalto-60 tipo

Gammacell com atividade no momento das anaacutelises de 49094 Ci e taxa

de dose de 406 kGyh (dimensotildees internas de 20 cm de altura x 145 cm

de diacircmetro)

Figura 07 Gammacell

Como controles de dose foram utilizados dosiacutemetros polimeacutericos

Red Perspex (5-50 kGy)

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 32: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

25

As doses avaliadas foram de 125 25 e 50 kGy Tais doses

foram escolhidas devido a sua utilizaccedilatildeo na rotina (DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2000) em concordacircncia com as normas vigentes (ISO-

GUIDE 11607-1) e por se buscar linearidade para as posteriores anaacutelises

Como controle negativo foram utilizadas amostras natildeo irradiadas mas

submetidas agraves mesmas condiccedilotildees de processamento embalagem e

estocagem Todas as amostras foram irradiadas em gelo seco com o intuito

de mantecirc-las o mais proacuteximo das condiccedilotildees de estocagem e evitar

quaisquer interferecircncias decorrentes da variaccedilatildeo de temperatura Os

dosiacutemetros foram colocados na face interna e externa dos ossos com

intuito de se prever a dose obtida no interior dos ossos

433 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

Para esta anaacutelise foram utilizados aneacuteis feitos a partir de cortes

transversais de um feacutemur bovino Foram empregados quatro discos cada

um correspondendo a uma dose a ser analisada Esses discos foram

processados e irradiados como descrito anteriormente Uma das amostras

natildeo foi irradiada com o intuito de determinar a carga microbioloacutegica

inicial

Apoacutes o processamento em capela de fluxo laminar as amostras

foram imersas em 100 ml de soluccedilatildeo salina esteacuteril dentro das embalagens

originais e em seguida novamente lacradas A seguir todas as amostras

foram agitadas em agitador orbital agrave temperatura ambiente em uma

velocidade de 150 rpm por 10 minutos Tal procedimento visa retirar os

microorganismos presentes na amostra para posterior contagem

Apoacutes a agitaccedilatildeo as amostras foram abertas novamente em

capela de fluxo laminar e foram preparadas de acordo com o seguinte

padratildeo paras a amostra natildeo irradiada foi feita diluiccedilatildeo decimal em salina

do extrato obtido partindo de 10deg ateacute 10-6 Paras a amostra irradiada com

125 kGy foi feita diluiccedilatildeo decimal de 10deg ateacute 10-^ Jaacute para as amostras de

25 kGy e 50 kGy natildeo foi feita diluiccedilatildeo do extrato para contagem Apoacutes as

diluiccedilotildees as amostras foram passadas individualmente por membranas

filtrantes com poro de 045 um

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 33: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

26

As membranas filtrantes empregadas para as diluiccedilotildees foram

divididas ao meio para se avaliar o crescimento de fungos em Aacutegar

Sabouraud e bacteacuterias em TSA (Aacutegar Peptona Caseiacutena - Tripticase Soy

Agar) As amostras foram encubadas em estufa 25degC (Sabouraud) e 32degC

(TSA) e analisadas durante sete dias A avaliaccedilatildeo foi feita com a contagem

das colocircnias (UFCs) ao final do tempo de encubaccedilatildeo e o caacutelculo de UFCs

total foi feito escolhendo as contagens nas placas onde se desenvolveram

colocircnias em niimero proacuteximo de 100 quando possiacutevel tirando a meacutedia

entre os nuacutemeros obtidos para fungos e bacteacuterias e se multiplicando pela

diluiccedilatildeo

434 Caacutelculo teoacuterico da dose

De posse da carga microbioloacutegica inicial foi calculada a dose

teoacuterica necessaacuteria para se atingir o valor de 10-6 UFCs determinado como

seguranccedila Tal valor foi obtido segundo a seguinte foacutermula

Onde Dt eacute a dose teoacuterica para se atingir o SAL de 10-6 Dio eacute o

valor de referecircncia para contaminaccedilatildeo por esporos lO^ontageni obtida eacute a

potecircncia de 10 encontrada durante a contagem de UFCs

Os valores de empregados foram a contagem obtida na

determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica (lO^ontagein obtida) g o valor de

referecircncia de 25 kGy para Dio (ARCAL 2002)

435 Anaacutelise mecanodinacircmica

4351 Suportes para cortes

Para minimizar os erros decorrentes do uso de amostras

heterogecircneas para anaacutelise foram desenvolvidos dois suportes para o corte

dos ossos Tais suportes foram desenhados avaliando os processos que

seriam utilizados para obtenccedilatildeo das amostras ou seja cortes com serras

circulares e discos

Para os cortes feitos com serra utilizou-se uma frezadora Romi

F-20 com serra circular de 2 mm de espessura e 80 mm de raio Tais

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 34: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

27

cortes foram feitos em sentido longitudinal do osso e tiveram por objetivo

facilitar a proacutexima fase de cortes

Os cortes com disco foram feitos em um equipamento Isomet

Low Speed Saw (Buehler) equipado com disco especiacutefico para corte de

ossos (modelo Diamond Wafering Blade series 15HC Diamond ndeg 11-

4244) Com este conjunto obtiveram-se os cortes finais os quais

necessitavam maior precisatildeo em seu paralalelismo e maior lisura

As dimensotildees almejadas para as amostras foram 40-50mm x

05-1 mm X 4mm (comprimento x espessura x largura) as quais satildeo

adequadas para a anaacutelise biomecaacutenica por DMA

4352 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

Para a anaacutelise de ossos optou-se por utilizar a teacutecnica de flexatildeo

em trecircs pontos [threepoint bending) como exemplificado na figura abaixo

Figura 08 Teacutecnica de flexatildeo em trecircs pontos (NETZSCH 2006)

O caacutelculo do moacutedulo de Young (E) eacute obtido de acordo com a seguinte

foacutermula

4bIacute a

Onde E eacute moacutedulo de Young 1 eacute distacircncia entre os suportes

b eacute a largura da amostra h eacute a espessura desta F eacute a forccedila aplicada

e a eacute a amplitude de deformaccedilatildeo

Como condiccedilotildees de anaacutelise foi estabelecido que se aplicariacutea uma

deformaccedilatildeo de 60|Lim (a = 60ium) a uma frequumlecircncia de IHz a temperatura

de 36 + 1degC Todas as amostras foram analisadas com os suportes a urna

distacircncia de 40mm (1 = 40) Todos as anaacutelises foram feitas em um intervalo

de 10 minutos com leituras tomadas a cada minuto

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 35: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

28

Foram obtidos tambeacutem os valores da tangente delta para as

amostras analisadas

4353 Ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo foram feitos em uma

Maacutequina de Ensaios Universal (Instron) Durante este ensaio foram

avaliadas a tensatildeo de ruptura e a porcentagem de deformaccedilatildeo das

dimensotildees originais sofridas As condiccedilotildees de ensaio foram um

afastamento entre as garras de 10 mm deslocamento de 2 mmmin e

temperatura de 23 degC e umidade relativa de 50 A anaacutelise dos dados foi

feita com o softw^are fornecido pelo fabricante do equipamento

Foram avaliadas as doses de O kGy 125 kGy 25 kGy e 50 kGy

e as amostras utilizadas foram as mesmas dos ensaios de DMA sendo que

estas foram lixadas para conferir um formato de haltegraveres mais compatiacutevel

com os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo

4354 Anaacutelise estatiacutestica dos resultados

A anaacutelise estatiacutestica foi feita com o programa Minitab (versatildeo

14)

Foi analisada a distribuiccedilatildeo normal dos valores obtidos para as

amostras de O kGy com as leituras tanto do moacutedulo de elasticidade

quanto da tangente delta para avaliar o perfil no qual estas se encaixavam

para anaacutelise

Apoacutes esta analise optou-se pela utilizaccedilatildeo do teste natildeo-

parameacutetrico de Kruskall-Wallis para anaacutelise de amostras procedentes de

uma mesma populaccedilatildeo seguindo os criteacuterios estabelecidos por CAMPOS

2000 Para a comparaccedilatildeo das amostras utilizou-se a meacutedia das dez

medidas obtidas para cada ponto para anaacutelise O erro considerado para

validaccedilatildeo da hipoacutetese nula foi de 5 (p=005)

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 36: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

29

5 RESULTADOS

51 Processamento dos ossos

Os ossos foram processados e embalados como descrito nos

materiais e meacutetodos obtendo-se amostras para anaacutelise como observado

na figura abaixo

m

Figura 09 Ossos processados

52 Irradiaccedilatildeo

A dosimetria gerou o seguinte resultado

Tabela 01 Dosimetria Dose solicitada (kGy) Posiccedilatildeo do dosiacutemetro Dote

125 Lateral externa 132 125

Lateral interna 125

25 Lateral externa 261 25

Lateral interna 255

50 Lateral externa 506 50

Lateral interna 501

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 37: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

30

53 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

O resultado das cargas microbioloacutegicas encontradas nas

amostras de ossos bovinos submetidas ao processamento e posterior

irradiaccedilatildeo se encontra abaixo na TAB02

Tabela 02 Carga microbioloacutegica obtida Natildeo irradiados

(1 3kGy) 125kGy 25kGy SOkGy

N UFC NdegUFC Ndeg UFC NdegUFC Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab Dil TSA Sab 10laquo Inc Inc 100 0 0 100 0 0 100 0 0 10-1 Inc Inc 10-1 0 0 10-2 Inc Inc 10-2 0 0 10-3 297 Inc 10-4 22 24 UFCs totais 10-5 5 1 46 X 105 10-6 0 0

Legenda Dil = diluiccedilatildeo Inc = incontaacuteveis

531 Caacutelculo teoacuterico da dose

Ao se substituir os valor na foacutermula obteve-se uma dose de 275

kGy de dose para esterilizaccedilatildeo com um SAL 10-6 e uma dose de 125 kGy

para esterilizaccedilatildeo sem limite de seguranccedila

54 Anaacutelise mecanodinacircmica

541 Suportes para cortes

Apoacutes a anaacutelise das dimensotildees do equipamento foram

desenhados os seguintes projetos

W

Figura 10 Projeto de suporte - Frezadora

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 38: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

31

^

Figura 11 Projeto de suporte - Isomet

Os quais geraram os seguintes suportes

Figura 12 Suporte para frezadora

Figura 13 Suporte para Isomet

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 39: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

32

As amostras obtidas podem ser observadas na figura abaixo

Figura 14 Amostras para anaacutelise biomecacircnica

As dimensotildees das amostras obtidas variaram de acordo com a

tabela abaixo

Tabela 03 Dimensotildees das amostras para anaacutelise biomecacircnica Amostras Dimensotildees (mm) Desvio Padratildeo (mm)

Reacuteguas Largura 41 02

Reacuteguas

Espessura 07 02

542 DMA (Dynamical Mechanical Analysis)

As meacutedias dos resultados obtido com as leituras estatildeo

apresentados nas tabelas abaixo

Tabela 04 Moacutedulo de elasticidade Dose Moacutedulo de Tangente Nuacutemero de Leituras por (kGy) elasticidade (GPa) delta amostras amostra

0 2834 010 8 10 125 2876 007 8 10 25 3144 005 7 10 50 2270 004 8 10

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 40: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

543 Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

As amostras para os ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo apresentaram o seguinte aspecto

33

abaixo

Figura 15 Amostra para ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo

Os ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo geram os seguintes resultados

Tabela 05 Meacutedia dos resultados obtidos no ensaio de tensatildeo x deformaccedilatildeo Dose (kGy) Tensatildeo de

Ruptura (MPa) -Deformaccedilatildeo () - Meacutedia

Nuacutemero de amostras

0 7066 2416 4 125 10024 1989 4 25 6048 1737 4 50 5330 1432 4

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 41: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

34

544 Anaacutelise Estatiacutestica

A anaacutelise da distribuiccedilatildeo normal gerou os seguintes graacuteficos

Distribuiccedilatildeo Normal - Amostra O icGy

I

999

99

95

90

80 70 60 50 40 30 20

10

5

1-

01

Mean 35430 StDev 9065

N 80 AD 3719

P-Value lt0005

lOoOtildeOtilde 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Modulo de Elasticidade

Figura 16 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para Moacutedulo de Elasticidade

Distribuiccedilatildeo Normal - O kGy 999

99

95

90

80 70 60 50-40 30 20

10

5-

1 -

01

Mean 01013 StDev 005302

N 80

AD 3318

P-Value lt0005

-01 00 01 Tangente delta

02 03

Figura 17 Distribuiccedilatildeo Normal das Amostras de O kGy para tangente delta

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 42: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

35

A anaacutelise estatiacutestica gerou as seguintes tabelas

Tabela 06 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Moacutedulo de Elasticidade

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 3360 216 125 8 2187 110 25 7 3170 196 50 8 2582 123

p=0048

Tabela 07 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tangente Delta

Dose (kGy)

N Mediana Rank meacutedio

0 8 009 236 125 8 005 191 25 7 004 124 50 8 004 84

p = 0004

Tabela 08 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Tensatildeo de Rup tura

Dose (kGyiuml

N Tensatildeo de raptara

(MPa) - Mediana Rank Meacutedio

0 4 7680 100 125 4 10327 138 25 4 5448 58 50 4 5458 45

p = 0024

Tabela 09 Anaacutelise de Kruskal-Wallis para Deformaccedilatildeo Dose (kGY)

N Deformaccedilatildeo () -

Mediana Rank Meacutedio

0 4 2429 145 125 4 2021 94 25 4 1762 66 50 4 1427 35

p = 0009

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 43: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

36

6 DISCUSSAtildeO

61 Processamento dos ossos

O processamento dos ossos armazenados em Bancos de tecidos

bioloacutegicos eacute essencial para a preparaccedilatildeo dos enxertos para seu uso (Fig

09 p 29) Aleacutem da retirada de partes moles natildeo essenciais para o

transplante o processamento ajuda a diminuir a carga microbioloacutegica

inicial devido agrave combinaccedilatildeo de processo quiacutemico (banhos com peroacutexido de

hidrogecircnio) e fiacutesico (raspagem) A padronizaccedilatildeo na embalagem serve como

passo essencial de garantia de esterilidade durante a estocagem para

aumentar a vida uacutetil do produto jaacute que atua como barreira fiacutesica para

evitar uma contaminaccedilatildeo natura (OLIVEIRA et al 2005) Todos os

procedimentos de processamento e embalagem do material buscaram

simular a rotina de Bancos de tecidos bioloacutegicos (HERSON et al 2002)

62 Irradiaccedilatildeo

A principal preocupaccedilatildeo quando se avalia um meacutetodo de

esterilizaccedilatildeo eacute se este seraacute capaz de exercer sua atividade na amostra

como um todo garantindo assim que natildeo haja focos onde possiacuteveis

contaminantes possam se proteger e desenvolver (RUSSEL 1991) No

modelo avaliado pode-se comprovar que houve penetraccedilatildeo homogecircnea da

radiaccedilatildeo em todo o osso como visto pela pouca diferenccedila entre as doses

obtidas nas faces externa e interna (TAB 01 p 29)

A irradiaccedilatildeo das amostras eacute o ponto chave de todo o processo A

garantia da eficaacutecia desta em relaccedilatildeo agrave dose empregada e a penetraccedilatildeo

homogecircnea permitem o uso seguro em pacientes alem de assegurar a

validade dos meacutetodos empregados

63 Determinaccedilatildeo da carga microbioloacutegica

No atual trabalho natildeo se visou avaliar a eficaacutecia da radiaccedilatildeo

como agente de diminuiccedilatildeo da carga microbioloacutegica jaacute que tais dados se

encontram demonstrados na literatura (SILVERMAN 1991 DZIEDZIC-

GOCLAWSKA 2005) Poreacutem eacute necessaacuteria uma avaliaccedilatildeo da adequaccedilatildeo

das doses empregadas nesse estudo quanto a sua aplicaccedilatildeo praacutetica e a

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 44: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

37

relevacircncia dos dados obtidos Primeiramente foi necessaacuterio comprovar

que partimos de amostras com contaminaccedilotildees iniciais compatiacuteveis com a

possibilidade de radioesterilizaccedilacirco (vide Bancos de Tecidos paacutegina 11)

para que nossos resultados dos testes biomecaacutenicos fossem confiaacuteveis

mesmo nas amostras natildeo irradiadas tendo obtido meacutedias de 46 x 10^

UFC Por outro lado foram efetuadas as determinaccedilotildees de carga

microbioloacutegica nas amostras irradiadas com diferentes doses para verificar

a eficiecircncia do procedimento de irradiaccedilatildeo (PHILLIPS 1997) confirmando

um decreacutescimo na UFC jaacute na primeira dose avaliada confirmando o valor

teoacuterico de 125 kGy suficiente para reduzir a populaccedilatildeo em 5 logs e obter

zero UFC (TAB 02 p 30) Caso estes valores natildeo coincidissem com os

valores teoacutericos jaacute seria um motivo para natildeo continuidade do processo

antes de uma revisatildeo total do mesmo

Desta forma ao se considerar a carga microbioloacutegica inicial de

46x105 UFCs a dose de 125 kGy foi suficiente levando-se em conta um

valor teoacuterico de 25 kGy para o valor de Dio

O valor teoacuterico para esterilizaccedilatildeo de 275 kGy obtido dentro dos

limites de seguranccedila preconizados (SAL 10^) leva em conta apenas

bacteacuterias e fungos os quais satildeo mais sensiacuteveis a radiaccedilatildeo do que viacuterus

(PRUSS et al 2002) Dada a seleccedilatildeo inicial de doadores requerida para

doaccedilatildeo (HERSON 2002) muitas vezes natildeo se faz necessaacuterio considerar

tais contaminantes contudo a possibilidade de aumento de dose

permitiria um descarte menor de doadores e assim disponibilizaria mais

ossos para uso em transplante Faz-se necessaacuterio entretanto uma

avaliaccedilatildeo especiacutefica de amostras contaminadas com viacuterus para que se

possa determinar a eficaacutecia e seguranccedila do processo de esterilizaccedilatildeo

nestes casos

64 Anaacutelise biomecacircnica

641 Obtenccedilatildeo das amostras

Ao se trabalhar com material de origem bioloacutegica deve-se levar

em consideraccedilatildeo que existe uma variaccedilatildeo nas caracteriacutesticas do material

tanto aqueles obtidos de um mesmo indiviacuteduo quanto aqueles obtidos de

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 45: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

38

um grupo de indiviacuteduos semelhantes Com este intuito todo o trabalho de

obtenccedilatildeo das amostras (vide Fig 14 p 32) pelo desenvolvimento de um

sistema de suportes e cortes (vide Fig 10 na p 30 e Fig 11 na p 31)

serve ao objetivo de diminuir as variaacuteveis intriacutensecas do tipo de material

analisado Desta forma ao se conseguir amostras mais homogecircneas seria

possiacutevel diminuir o erro a ser levado em conta na anaacutelise dos resultados

As dimensotildees obtidas para as amostras (vide TAB03 p32)

apresentam uma variaccedilatildeo pequena e bem proacutexima dos valores objetivados

para anaacutelise demonstrando a eficaacutecia do sistema de cortes desenvolvido

em fornecer amostras com pouca variaccedilatildeo O comprimento natildeo foi

analisado tendo em vista que seu real valor em nada influencia os

resultados Os limites estabelecidos para este paracircmetro se devem linica e

exclusivamente agraves dimensotildees miacutenimas de separaccedilatildeo dos suportes (40

mm) e o comprimento maacuteximo da caacutemara de anaacutelise do equipamento

utilizado

642 DMA

Os valores encontrados para o moacutedulo de elasticidade (TAB 04

p 32) foram semelhantes aqueles previamente descritos na literatura

(REILLY et al 1974) Estes autores poreacutem se valeram de outro meacutetodo

para avaliar o moacutedulo de elasticidade (tensatildeo-elongaccedilatildeo) A semelhanccedila

entre os valores serve como paracircmetro de confirmaccedilatildeo dos resultados

obtidos

643 Ensaio de Tensatildeo x Elongaccedilatildeo

Os dados obtidos com os testes de tensatildeo x elongaccedilatildeo

permitiram avaliar a tensatildeo maacutexima a qual as amostras puderam ser

submetidas antes da quebra e o quanto estas se deformaram ateacute que se

atingisse a quebra Os valores obtidos em meacutedia estatildeo na TAB05

644 Anaacutelise estatiacutestica

A anaacutelise de distribuiccedilatildeo normal dos valores de moacutedulo de

elasticidade e de tangente delta (Fig 16 e Fig 17 p 33) evidencia que tais

valores natildeo apresentam uma distribuiccedilatildeo normal tiacutepica tendo em vista

que os pontos analisados se encontram muitos dispersos pelo graacutefico Tal

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 46: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

39

perfil suscita o uso de testes natildeo-parameacutetricos para a anaacutelise estatiacutestica

dos dados como feito neste trabalho As TAB05 e a TAB06 (p34)

apresentam os resultados obtidos da anaacutelise comparativa entre os valores

de moacutedulo de elasticidade e tangente delta e os valores p apresentados

(p=0048 e p=0004) demonstram que haacute uma diferenccedila estatisticamente

significante entre os resultados obtidos Tal dado contudo natildeo descarta

totalmente a utilizaccedilatildeo de altas doses de radiaccedilatildeo para esterilizaccedilatildeo Haacute a

necessidade poreacutem de se avaliar se tais alteraccedilotildees influenciam o enxerto

in vivo e se estas natildeo podem ser levadas em conta durante a recuperaccedilatildeo

do enxerto Assim sendo no caso da praacutetica de Bancos de Tecidos deve-se

informar o meacutedico dessas alteraccedilotildees e cabe a este entatildeo definir se tais

ossos se aplicam ou natildeo em sua utilizaccedilatildeo praacutetica

Jaacute no caso dos ensaios de tensatildeo x deformaccedilatildeo pela anaacutelise

estatiacutestica foi evidenciada uma diferenccedila entre as amostras para tensatildeo

de ruptura (p = 0024) e entre a deformaccedilatildeo sofrida por estas (p=0009)

Ao se considerar a situaccedilatildeo in vivo tal condiccedilatildeo natildeo ocorre normalmente

no caso de fraturas (YAMASHITA el at 2001) contudo a diferenccedila

significativa na tensatildeo de ruptura pode significar que in vivo haacute uma

possibilidade de se atingir as condiccedilotildees necessaacuterias para que ocorra uma

fratura apenas com a tensatildeo gerada pela movimentaccedilatildeo usual do paciente

(TURNER 85 BURR 1993)

66 Consideraccedilotildees gerais

O moacutedulo obtido para ossos bovinos difere daquele descrito para

ossos humanos (REILLY 1974 YAMASHITA et al 2001) contudo como

descrito na Introduccedilatildeo (p 3) o presente estudo serve como base para

estudos futuros a serem realizados com ossos humanos

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 47: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

4d

7 CONCLUSOtildeES

O uso da radiaccedilatildeo ionizante na esterilizaccedilatildeo de enxertos oacutesseos eacute

uma opccedilatildeo viaacutevel e interessante tanto do ponto de vista praacutetico dado sua

facilidade de aplicaccedilatildeo do ponto de vista econocircmico tendo em vista o

baixo custo relativo envolvido no processo quanto do ponto de vista

social pois permite uma esterilizaccedilatildeo sem resiacuteduos toacutexicos para o

ambiente para o paciente e para o corpo meacutedico aleacutem de abrir caminho

para esterilizaccedilatildeo de material considerado improacuteprio para transplante

O sistema para cortes desenvolvido neste trabalho permite a

obtenccedilatildeo de amostras homogeacuteneas Tal sistema pode ser utilizado para

inuacutemeras aplicaccedilotildees que envolvam cortes para preparaccedilatildeo de material

para anaacutelise precisa De posse das amostras a avaliaccedilatildeo do moacutedulo de

elasticidade se tornou mais acessiacutevel e com menor tendecircncia aacute variaccedilatildeo

intra-amostras

Com relaccedilatildeo as alteraccedilotildees nas caracteriacutesticas mecacircnicas estas

necessitam de uma avaliaccedilatildeo de seu impacto in vivo para comprovaccedilatildeo de

ateacute que ponto estas influenciam na recuperaccedilatildeo do paciente e podem

servir com criteacuterio para natildeo utilizaccedilatildeo de doses maiores as quais

possibilitariam a inclusatildeo de doadores anteriormente descartados na

triagem por exemplo

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 48: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

41

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ANDERSON WB HUCK PM DIXON DG MAYFIELD CI Endotoxin Inactivation in Water by Using Medium-Pressure UV Lamps Applied and Environmental Microbiology v69 ndeg5 p 3002-3004 2003

ARCAL (Acuerdo Regional de Cooperacioacuten para la Promocioacuten de la Ciencia y Ttecnologiacutea Nucleares en Ameacuterica Latina y el Caribe) Report of the expert meeting Quality system for the production of irradiation sterilized tissue graft Fev 2002 (Project RLA7009 ARCAL LIX)

BATISTA LA A biomecaacutenica em educaccedilatildeo fiacutesica escolar Perspectivas em Educaccedilatildeo Fisica Escolar v 2 ndeg l p 36-49 2001

BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 29-58

BONE CURRICULUM base de dados Disponiacutevel em lt httpenv^ikipediaorgwikiBonegt Acessado em 11052006

BOURROUL SA Caracterizaccedilatildeo dos efeitos da radiaccedilatildeo ionizante em pele humana para aloenxertos 2004 Tese (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo

BRASIL Leiacute ndeg 9434 de 04 de fevereiro de 1997 Dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providencias DOU - Diario Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de fevereiro de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisref publicshowActphpid=3932ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Decreto ndeg 2268 de 30 de junho de 1997 Regulamenta a Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento e daacute outras providecircncias DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 01 de julho de 1997 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshovActphpid=666ampvvord=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 3407 de 05 de agosto de 1998 Aprova o Regulamento Teacutecnico sobre as atividades de transplantes e dispotildee sobre a Coordenaccedilatildeo Nacional de Transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 06 de agosto de 1998 Disponiacutevel em lthttpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=14502ampword=gt Acessado em 28052006

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 49: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

42

BRASIL Portaria ndeg 263 de 31 de marccedilo de 1999 A utilizaccedilatildeo de tecidos oacutergatildeos ou partes do corpo humano para fins cientiacuteficos somente seraacute permitida depois de esgotadas as possibilidades de sua utilizaccedilatildeo em transplantes DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 05 de abril de 1999 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagovbrleisrefpublicshow Actphpid=l 019ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Lei ndeg 10211 de 23 de marccedilo de 2001 Altera dispositivos da Lei ndeg 9434 de 4 de fevereiro de 1997 que dispotildee sobre a remoccedilatildeo de oacutergatildeos tecidos e partes do corpo humano para fins de transplante e tratamento DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de marccedilo de 2001 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvi sagovbrleisrefpublicshovvActphpid=471ampword=gt Acessado em 28082006

BRASIL Portaria ndeg 1686 de 20 de setembro de 2002 Aprova na forma do Anexo I desta Portaria as Normas para Autorizaccedilatildeo de Funcionamento e Cadastramento de Bancos de Tecidos Musculoesqueleacuteticos pelo Sistema Uacutenico de Sauacutede DOU - Diaacuterio Oficial da Uniatildeo Poder Executivo de 24 de setembro de 2002 Disponiacutevel em lt httpe-

legisanvisagov br leisref public showActphpid= 14815ampword=gt Acessado em 28082006

BUCKWALTER JA GLIMCHER MJ COOPER RR BECKER R Bona biology part I structure blood supply cells matrix and mineralization Instructional course lectures v45 p386-371 1996

CAMPOS G M Estatiacutestica para docentes e poacutes-graduandos 2000 Livro publicado online pela Faculdade de Odontologia de Ribeiratildeo Preto da Universade de Satildeo Paulo Disponiacutevel online em lt httpwwwforpuspbrrestauradoragmcgmc livrogmc livrohtmlgt Acessado em 12122006

CHMIELEWSKI A C Application of ionizing radiation in environmental protection IAEA Radiation Treatment of Gaseous and Liquid Effluents for Contaminant Removal Dez 2005 (lAEA-TECDOC-1473)

CROCI AT CAMARGO OP BITAR G PEREIRA SLB MOREIRA M FREITAS JR S de Efeito do concentrado de plasma em falhas oacutesseas provocadas em feacutemures de camundongos como estimulaccedilatildeo de formaccedilatildeo oacutessea Estudo experimental Acta Ortopeacutedica Brasileira v 11 ndeg4 p 230-239 2003

DAHLAN KZHM Radiation sciences In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001 p 309-341

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 50: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

43

DOWNEY PA 06 SIEGEL MI Bone Biology and the Clinical Implications for Osteoporosis Physical Therapy v86 n l p 77-91 2006

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A The application of ionizing radiation to sterilize connective tissue allografts In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 57-99

DZIEDZIC-GOCLAWSKA A KAMINSKI A UHRYNOWSKA-TYSZKIEWCZ I STACHOWICZ W Irradiation as a safety procedure in tissue banking Cell and Tissue Banking v 6 p 201-219 2005

GALEA G 85 KERNEY JN Clinical effectiveness of processed and unprocessed bone Transfusion Medicine v 15 p 165-174 2005

GOUVEIA CHA O efeito molecular e estrutural do hormocircnio tireoidiano no esqueleto Arquivos Brasileiros de Endocrinologiacutea e Metabologia v48 ndeg l p 183-195 2004

HADDAD FS GARBUZ DS MASRI BA DUNCA CP HUTCHINSON CR GROSS AE Femoral Bone Loss in Patients Managed With Revision Hip Replacement Results of Circumferential Allograft Replacement AAOS Institutional Course Lectures v 49 p 149-162 2000

HADDAD FS 85 DUNCAN C P Cortical onlay struts in the treatment of periprosthetic femoral fractures Instructional Course Lecture v52 p291-300 2003

HERNIGOU P GRASS G MARINETTO G DORMONT D Inactivation of HIV by application of heat and radiation Implication in bone banking with irradiated allograft bone Acta Orthopaedica Scandinavica n 71 v 5 p 508-512 2000

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele I Aspectos Gerais e Administrativos Planta Fiacutesica e Controles de Qualidade Revista Brasileira de Queimaduras v l ndeg l p35-40 2001

HERSON MR MATHOR MB FERREIRA MC Bancos de Pele II Seleccedilatildeo de doadores - Captaccedilatildeo Processamento e Armazenamento dos Tecidos Revista Brasileira de Queimaduras v2 ndeg2 p 15-21 2002

HERSON MR 85 MATHOR MB Bancos de Tecidos In GARCIA VD ABUD M NEUMANN J PESTANA JOM Transplantes de Oacutergatildeos e Tecidos 2^ Ed Satildeo Paulo Segmento Farma Editores Ltda 2006 Cap 16 p 157-168

INMETRO Sistema Internacional de Unidades 8^ Ed Rio de Janeiro Inmetro 2003

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 51: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

44

JARRY C LEROUX JC HAECK J CHAPUT C Irradiating or Autoclaving ChitosanPolyol Solutions Effect on Thermogelling Chitosan-|3-glycerophosphate Systems Chemical amp Pharmaceutical Bulletin v50 p 1335-1340 2002

JOSLYN LJ Sterilization by heat In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 85 Febiger 1991 p 495-526

KLEIN HG Pathogen inactivation technology cleansing the blood supply Journal of Internal Medicine v 257 p 224-237 2005

KLEIN-NULEND J BACABAC RG MULLENDER MG Mechanobilogy of bone tissue Pathologic Biologic v 53 p 576-580 2005

KNESER U SCHAEFER DJ POLYKANDRIOTIS E HORCH RE Tissue Engineering of bone the reconstructive surgeons point of view Journal of Cellular and Molecular Medicine v 10 ndeg 1 p7-19 2006

LEVY RV 8s LEAHY TJ Sterilization Filtration In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 ^ Ed Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 527-579

MARKS SC Jr POPOFF SN Bone cell biology the regulation of development structure and function in the skeleton American Journal of Anatomy v 183 p 1-44 1988

MONIG HJ 86 VON VERSEN R Standards Regulatory and Quality Systems Whithin a Global Context In PHILIPS GO (Ed) Radiation and Tissue Banking l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2000 p 01-55

NATHER A Biology of healing of large deep-frozen cortical bone allografts In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation -Advances in Tissue Banking vol5 l^t Singapura World Scientific Printers 2001 p 434-454

NETZSCH Nezsch - Leading Thermal Analysis - ProductusSolutions -DMA 242 C 2006 Paacutegina com informaccedilotildees teacutecnicas sobre equipamentos para DMA Disponiacutevel em lt http vywwngbnetzschcomenproductsdetailpid20t2html gt Ultima acesso em 13122006

OLIVEIRA AL MANO JF SAN ROMAN J REIS RL Study of the influence of p-radiation on the properties and mineralization of different starch-based biomateriais Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomateriais v 74B ndeg l p560 - 569 2005

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 52: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

45

OTAGURO H ARTEL BWH PARRA DF CARDOSO ECL LIMA LFCP LUGAtildeO AB Comportamento do polipropileno em presenccedila de monocircmeros trifuncionais no estado fundido e sua influecircncia na morfologiacutea Poliacutemeros v l4 ndeg2 p99-104 2004

PHILIPS GO Module 5 Processing In Multimedia distance learning package on tissue banking 1laquo^ Ed Singapura IAEA 1997

PFLUG IJ amp HOLCOMB RG Principles of the thermal destruction of microorganisms In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 85-128

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por oacutexido de etileno 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003a

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por plasma de peroacutexido de hidrogecircnio 1deg Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2005

POSSARI JF Esterilizaccedilatildeo por vapor de baixa temperatura e formaldeiacutedo 1 Ed Satildeo Paulo SP laacutetria 2003b

PRUSS A KAO N GOHS U KOSCIELNY J VON VERSEN R PAULI G Effect of gama irradiation on human cortical bone transplants contaminated with enveloped and non-enveloped virus Biologicals n 30 p 125-133 2002

REILLY DT BURSTEIN AH FRANKEL VH The elastic modulus for bone Jounal of Biomechanics n 7 p 271-275 1974

ROSS FP 85 CHRISTIANO AM Nothing but skin and bone The Journal of Clinial Investigation v l 16 ndeg5 p 1140-1149 2006

RUSSEL AD Principles of antimicrobial activity In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th ^iquest Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 29-58

RUTALA WA 86 WEBER DJ Disinfection and Sterilization in Health Care Facilities What Clinicians Need to Know Clinical Infectious Diseases v 39 p 702-709 2004

SCARR SM Radiolysis of Water 2005 Apresenta conteiido sobre radioacutelise da aacutegua Disponiacutevel em lt httpvtwwmuncabiologyscarrRadiolvsis of Waterhtmlgt Acesso em 25052006

SHECHMEISTER IL Sterilization by ultraviolet irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4th Malvea PA Lea amp Febiger 1991 p 553-565

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357

Page 53: AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO · The struts were frozen in a temperature of -70 °C and irradiated with crescent doses of ... INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 4 3.

46

SILVERMAN GJ Sterilization and preservation by ionizing irradiation In BLOCK SS (Ed) Disinfection sterilization and preservation 4 Ed Malvea PA Lea 86 Febiger 1991 p 566-579

STILLMAN J Occidental College Molecular Biology Home Page Mantido por Grace Fisher-Adams 2000 Apresenta conteuacutedo sobre biologia molecular com figuras ilustrativas Disponiacutevel em lt http departmentsoxyedu biology Stillman bi221 mobio mainhtmlgt Acesso em 24052006

TURNER CH 86 BURR DB Basic Biomechanical Measurements of Bone A Tutorial Bone v 14 p 595-608 1993

VASTEL L MEUNIER A SINEY H SEDEL L COURPIED J-P Effects of different sterilization processing methods on the mechanical properties of human cancellous bones Biomateriais v 25 p 2105-2110 2004

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgu^ikiBonegt Acesso em 11052006

WIKIPEDIA banco de dados Disponiacutevel em lt httpenwikipediaorgvtdkiBiomechanicsgt Acesso em l l 09 2006b

YAMASHITA J FURMAN BR RAWLS HR WANG X AGRAWAL C M The use of dynamic mechanical analysis to assess the viscoelastics properties of human cortical bone Journal of Biomedical Material Research v 58 p 47-53 2001

YUSOF N Bioburden Estimation in Relation to Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 l^t Ed Singapura World Scientific Printers 2001a p 200-211

YUSOF N Effect of Radiation on Microorganisms - Mechanism of Radiation Sterilization In NATHER A (Ed) The Scientific Basis of Tissue Transplantation - Advances in Tissue Banking vol5 1 ^ ^d Singapura World Scientific Printers 2001b p 342-357