Comportamiento de diferentes bioprótesis de colágeno en presencia de contaminación bacterianaestudio experimental 'in vitro' e 'in vivo'

Abstract

El empleo en los últimos años de biomateriales, tanto para la reparación como para la sustitución de tejidos, ha ido progresivamente en aumento. La excelente biocompatibilidad de los mismos, ha hecho que su empleo para el tratamiento de algunas patologías como las que tienen su ubicación en la pared abdominal, se haya prácticamente general izado, figurando su empleo en la mayoría de los protocolos de tratamiento de estas patologías. Uno de los problemas más importantes y de mayor trascendencia tras el implante de materiales protésicos es la aparición de infección como complicación postoperatoria. La verdadera incidencia de esta complicación es difícil de evaluar. Cuando surge, altera la integración tisular de los materiales y por el lo modula el proceso de reparación, siendo a veces necesario el recambio protésico. En la actualidad, disponemos de bioprótesis elaboradas con colágenos desnaturalizados y acelulares procedentes de animales o de cadáver humano. Según varios estudios, se proponen como los materiales de elección ante defectos fasciales contaminados o fracasos infecciosos de las prótesis sintéticas. Para la fabricación de estos biomateriales, es necesario obtener el colágeno y tratarlo mediante un proceso de liofilización, suprimiendo el contingente celular y dejando solamente los componentes de la matriz. Tras el proceso de purificación, es necesario que no se induzca respuesta inmunitaria alguna y que la reacción inflamatoria al implante sea mínima. Otra característica importante de estos biomateriales es la resistencia que muestran a la acción de las colagenasas. Estas bioprótesis actúan como sopor te o andamiaje para guiar los procesos de reparación tisular. El éxito de la reparación dependerá del balance entre los procesos de reparación y los de degradación de la prótesis por la acción de las colagenasas. Algunos de estos biomateriales son sometidos a distintos procesos que promueven la formación de enlaces covalentes dentro de la molécula de colágeno ( cross - link), haciéndola más resistente a la degradación de las colagenasas. En el contexto de la infección protésica, los gérmenes de mayor prevalencia en clínica humana son Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis. En la literatura no se encuentran estudios de investigación experimental acerca de la interacción germen/bioprótesis de colágeno. Tampoco existen estudios que clarifiquen los beneficios del empleo de estos biomateriales en terrenos comprometidos. De especial interés es determinar el coste-beneficio de estas bioprótesis dado su elevado coste. En el presente trabajo nos propusimos estudiar el comportamiento de varios materiales de origen biológico empleados en la clínica humana ante la presencia de contaminación bacteriana. Se estudiaron tres bioprótesis derivadas de colágeno porcino: dos de origen dérmico y con enlaces "cross-link" (Permacol® y Col lamend®) y otro de origen intestinal (Surgisis®). Como control se empleó una prótesis sintética de politetrafluoroetileno expandido (PTFEe), Gore-Preclude®. El trabajo consta de dos fases de estudio: En una primera fase se real izó un estudio en condiciones "in vitro", en el que se evaluaron los efectos que producía la contaminación bacteriana sobre la estructura de las diferentes prótesis. Para el lo se sembraron medios de cultivo con cepas de Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis. Tras objetivar crecimiento, se colocaron fragmentos de 1 cm2 de las distintas bioprótesis para el cultivo durante dos tiempos de estudio (14 y 30 días). En la segunda fase se estudió la interacción germen/bioprótesis en un modelo "in vivo". Se analizaron la presencia de seromas o abscesos, La integración del implante al tejido receptor, y la acción de los gérmenes sobre la ultraestructura de la prótesis. También se estudiaron las alteraciones en la resistencia mecánica de los implantes sometidos a contaminación bacteriana. Como animal de experimentación se utilizaron conejos blancos de Nueva Zelanda, a los que se creó dos defectos de espesor parcial a ambos lados de la línea media de la pared anterior del abdomen que fueron reparados con las bioprótesis anteriormente indicados. Los resultados obtenidos en el estudio "in vitro" demostraron que, debido a su estructura más compacta, la prótesis de Permacol® sufría una menor penetración de los gérmenes. La variedad de ePTFE empleada impidió, debido a su estructura no porosa, la penetración de gérmenes en la matriz de la misma. Mientras que el Surgisis®, en las imágenes de microscopía electrónica de barrido, mostraba como la prótesis era degradada por la acción de las colagenasas bacterianas. En el estudio "in vivo" los resultados demostraron que ninguna de las prótesis de origen biológico ofrecía ventajas significativas respecto a la prótesis de PTFE-e. La tasa de complicaciones y de mortalidad fue similar entre las diferentes prótesis. En el estudio microscópico, la prótesis Surgisis® presentó una mayor tendencia a la degradación. Respecto a los hallazgos obtenidos del estudio biomecánico, cabe destacar la mayor resistencia del Collamend® respecto al Permacol® y Surgisis® a los 14 días de la implantación (estadísticamente significativa). Esta diferencia desaparece en el estudio de 30 días. Cuando se estudian los grupos contaminados se observa que es mayor la resistencia en los que fueron contaminados por Staphylococcus aureus, debido al mayor grosor de la cápsula fibrosa que el proceso infeccioso genera. Los resultados obtenidos permiten concluir que: la infiltración bacteriana en las prótesis derivadas del colágeno podría ser dependiente de su estructura, las bioprótesis que no presentan enlaces "cross-link"en su estructura (Surgisis®) se degradan más precozmente, la integración tisular de las distintas bioprótesis es simi lar a la que muestra el PTFE, y en general a todas las prótesis laminares. Finalmente no se han objetivado ventajas de las bioprótesis respecto al PTFE en presencia de contaminación bacteriana.