Estudo dos efeitos físicos, químicos e estruturais ocasionados pela radiação ionizante e preservação em cartilagem costal humana

• Main Author: Antonio Carlos Martinho Junior
• Other Authors: Monica Beatriz Mathor
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2008
• Subjects: aloenxeto; banco de tecidos; cartilagem; esterilização.; radiação ionizante
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-10062008-153626/

Bancos de Tecidos de diversas regiões do mundo têm estocado cartilagens humanas obtidas de doadores cadavéricos recentes para uso em diversos tipos de cirurgias reconstrutivas. Para garantir que tais tecidos não estejam contaminados, estes têm sido esterilizados com radiação ionizante. Entretanto, altas doses de radiação gama podem causar efeitos indesejáveis nos tecidos, diminuindo suas propriedades mecânicas. No presente trabalho, avaliamos as alterações físico/químicas e estruturais em cartilagens congeladas a -70 °C, bem como em cartilagens preservadas em altas concentrações de glicerol (>98%), antes e depois da esterilização por radiação gama em três diferentes doses (15, 25 e 50 kGy), usando um irradiador com fonte de 60Co. Amostras de cartilagem costal humana foram obtidas de 20 doadores cadavéricos, com idade variando entre 18 e 55 anos. Para verificar as alterações ocorridas na cartilagem foram realizados testes de Termogravimetria (TG), Tomografia por Coerência Óptica (OCT) e testes mecânicos (tração e compressão). Nos resultados de termogravimetria podemos verificar que as curvas de saída de água têm o mesmo padrão, independente da amostra. Por outro lado, as amostras não irradiadas apresentaram grande variabilidade de curvas termogravimétricas entre diferentes doadores e entre o mesmo doador. Em relação aos testes mecânicos, quando cartilagens são irradiadas com 15 kGy, sua resistência à tração aumenta cerca de 24%.As amostras congeladas a 70 °C, quando irradiadas com 25 e 50 kGy, tiveram uma diminuição das propriedades mecânicas menos significativas do que as amostras preservadas em altas concentrações de glicerol e irradiadas com as mesmas doses. Portanto, cartilagens congeladas a 70 °C podem ser esterilizadas com doses de até 50 kGy, ao passo que cartilagens preservadas em altas concentrações de glicerol podem ser esterilizadas com doses de até 25 kGy. === Tissue Banks around the world have stored human cartilages obtained from cadaveric donors for use in several kinds of reconstructive surgeries. To ensure that such tissues are not contaminated, they have been sterilized with ionizing radiation. However, high doses of gamma radiation may cause undesirable changes in the tissues, decreasing the mechanical properties of the grafts. In this work, we evaluate physical/chemical and structural changes in deep-frozen (-70 °C) or high concentration of glycerol (> 98%) preserved costal cartilage, before and after sterilization by ionizing radiation at 3 different doses (15, 25 and 50 kGy). Samples of human costal cartilage were obtained from 20 cadaveric donors ranging between 18 and 55 years old. A 60Co irradiator was used as irradiation source. Thermogravimetry (TG), Optical Coherence Tomography (OCT) and mechanical tension and compression tests were carried out to evaluate the changes in the cartilage. Regarding the thermogravimetric results, the obtained data has shown that the TG curves have the same pattern independently of the sample irradiated or not. On the other hand, non-irradiated samples showed great variability of thermogravimetric curves among different donors and for the same donor. Concerning the mechanical tests, when cartilages were irradiated with 15 kGy, their mechanical strength to tension was increased about 24%, in both deep-froze and preserved in glycerol samples. Samples deep-frozen, when irradiated with 25 and 50 kGy, presented a decrease of their mechanical behavior smaller than those preserved in high concentrations of glycerol and irradiated with the same dose. Therefore, deep-frozen cartilages can be sterilized with doses until 50 kGy and cartilages preserved in high concentrations of glycerol can be sterilized with doses until 25 kGy without significant changes in their bio-mechanical properties.