Utilidad de colocación de mallas intraperitoneales supraaponeuróticas impregnadas con alginato cálcico y alginato cálcico con factores de crecimiento

! 1! UNIVERDIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE MEDICINA Departamento de Cirugía Utilidad!de!colocación!de!mallas! intraperitoneales!y!supraaponeuróticas! impregnadas!con!alginato!cálcico!y! alginato!cálcico!con!factores!de! crecimiento.! MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADO POR: CARLOS JORDÁN CHAVES BAJO LA DIRECCIÓN DE LOS DOCTORES: D. FERNANDO DE LA PORTILLA DE JUAN D. FRANCISCO JAVIER PADILLO RUIZ D. FERNANDO DOCOBO DURÁNTEZ Sevilla, 2017 ! 2! TABLA DE CONTENIDOS 1. INTRODUCCIÓN 1.1. HERNIA. LOS MÉDICOS QUE LO DESCUBRIERON Y LA TRATARON 1.1.1. Historia de la hernia 1.1.1.1. Introducción 1.1.1.2. Historia 1.1.2 Historia de los biomateriales 1.2. PARED ABDOMINAL 1.2.1 Embriología de la pared abdominal 1.2.2 Anatomía de la pared abdominal 1.2.2.1 Planos músculoaponeuróticos 1.2.2.2 Vascularización de la pared abdominal anterior 1.2.2.3 Inervación de la pared abdominal anterior 1.2.3 Pared abdominal: fisiopatología y biomecánica 1.2.4 Etiopatogenia de la hernia incisional (evisceración y eventración) 1.2.4.1 Factores de riesgo implicados en la eventración 1.2.4.2 Factores biológicos en la génesis de la eventración 1.3 HERNIA ABDOMINAL 1.3.1 Clasificación general de las hernias 1.3.2 Hernia inguinal / inguinoescrotal 1.3.2.1 Clasificación de la hernia inguinal 1.3.3 Hernia crural 1.3.3.1 Clasificación de la hernia crural 1.3.4 Hernia umbilical 1.3.5 Hernia incisional / eventración 1.3.6 Otros tipos de hernias ! 3! 1.4 CICATRIZACIÓN. PROCESO DE REGENERACIÓN DE LOS TEJIDOS 1.4.1 Fase de hemostasia e inflamación 1.4.2 Fase proliferativa 1.4.3 Fase de maduración o del remodelación 1.5 MATERIALES PROTÉSICOS UTILIZADOS EN LA REPARACIÓN DE LA HERNIA DE PARED ABDOMINAL 1.5.1 Biomateriales. Respuesta tisular. 1.5.2 Propiedades y cualidades necesarias para la utilización de un biomaterial 1.5.3 Clasificación de las prótesis 1.5.4 Complicaciones de los implantes 1.6 BIOMATERIALES 1.6.1 Tipos de biomateriales 1.7 EL ALGINATO COMO BIOMATERIAL 1.7.1 Estructura y propiedades del alginato 1.7.2 Utilidades en el campo de la bioingeniería 1.8 FACTORES DE CRECIMIENTO 1.8.1 Definición 1.8.2 Obtención de factores de crecimiento 1.8.3 Plasma rico en plaquetas VS plasma rico en factores 1.8.4 Usos clínicos del plasma rico en factores de crecimiento 1.9 MODELOS DE EXPERIMENTACIÓN ANIMAL 1.9.1 Modelos experimentales con malla de Poliglactina 910. 1.9.2 Modelos experimentales con alginato cálcico. 1.9.3 Modelos experimentales con factores de crecimiento. 2. JUSTIFICACIÓN E HIPÓTESIS DE TRABAJO 3. OBJETIVOS ! 4! 4. MATERIAL Y MÉTODOS 4.1 POBLACIÓN DE ESTUDIO 4.2 DISEÑO DEL ESTUDIO 4.3 INSTALACIONES 4.4 MATERIAL QUIRÚRGICO 4.5 ALGINATO. ELABORACIÓN DEL GEL. PREPARACIÓN DE MALLAS DE POLIGLACTINA 910 4.6 OBTENCIÓN DE FACTORES DE CRECIMIENTO 4.7 CONSIDERACIONES LEGALES Y ÉTICAS 4.8 INTERVENCIÓN QUIRÚRGICA. PROCEDIMIENTOS 4.8.1 Período preoperatorio 4.8.2 Período operatorio 4.8.3 Período postoperatorio 4.8.4 Procesamiento de las muestras obtenidas 4.9 VARIABLES A ESTUDIO 4.9.1 Variables: Definición 4.10 MODELO ESTADÍSTICO 5. RESULTADOS 5.1. ESTUDIO DESCRIPTIVO DE MORTALIDAD Y MORBILIDAD: ABSCESOS Y FÍSTULAS 5.1.1 Mortalidad ! 5! 5.1.2 Morbilidad 5.2 EVALUACIÓN DE LA REPARACIÓN DE LA PARED ABDOMINAL 5.3 ESTUDIO DESCRIPTIVO VARIABLES NO AGRUPADAS 5.3.1 Inflamación 5.3.2 Vascularización 5.3.3 Fibrosis 5.3.4 Hidrólisis 5.4 ESTUDIO INFERENCIAL VARIABLES NO AGRUPADAS 5.4.1 Estudio inferencial/Sacrificio a los 14 días 5.4.2 Estudio inferencial/Sacrificio a los 28 días 5.4.3 Estudio inferencial atendiendo grado de severidad 5.5 ESTUDIO DESCRIPTIVO E INFERENCIAL, TEST DE FISHER (A) Y TEST COMPARACION PROPORCIONES (B), POR GRUPOS DE INTERVENCIÓN DE FORMA INDEPENDIENTE DE LAS VARIABLES HISTOLÓGICAS CON SUS GRADOS DE SEVERIDAD AGRUPADOS (LEVE VS MODERADO-SEVERO) 5.5.1 Inflamación malla intraperitoneal 5.5.2 Inflamación malla supraaponeurótica 5.5.3 Vascularización malla intraperitoneal 5.5.4 Vascularización malla supraaponeurótica 5.5.5 Fibrosis malla intraperitoneal 5.5.6 Fibrosis malla supraaponeurótica 5.5.7 Hidrólisis malla intraperitoneal 5.5.8 Hidrólisis malla supraaponeurótica 6. DISCUSIÓN 7. CONCLUSIONES 8. BIBLIOGRAFÍA ! 6! 1.INTRODUCCIÓN 1.1 HERNIA. LOS MÉDICOS QUE LA DESCUBRIERON Y TRATARON. 1.1.1 HISTORIA DE LA HERNIA. 1.1.1.1 Introducción Haremos un breve repaso sobre esta patología a lo largo de la historia de la humanidad. Nos centraremos, principalmente, en la región inguinal por ser sobre la que mayor información obtenemos desde tiempos ancestrales. En medicina bien es sabido que establecer períodos históricos es una tarea compleja. Para lograr establecer dos períodos históricos, nos decidimos por dividir en dos de desigual duración: el pretécnico y el técnico. El período pretécnico se va a caracterizar por una mezcla de empirismo y magia, extendiéndose desde los orígenes de la humanidad hasta la Grecia de los siglos VI y V a. C. El período técnico tiene su origen hace 2,500 años y en él, el médico intenta curar al enfermo preguntándose lo que en sí mismo son el remedio, la enfermedad y el hombre, sabiendo, pues, lo que hace y no hace para superar la patología a la que se enfrenta. Durante este periodo se va a tratar de responder a estas preguntas a través de la fisiología (ciencia de la naturaleza). La primera etapa de la era técnica va a transcurrir desde Alcmeón de Crotona a Hipócrates hasta los médicos helenísticos y postgalénicos. La segunda etapa se constituye por la incorporación del helenismo a las grandes culturas de la Edad Media: Bizancio, el Islam y el Cristianismo de occidente; distintas entre sí todas ellas, pero semejantes a su vez porque en ellas perdura el fundamento de la ciencia natural antigua. ! 7! La tercera etapa se inicia en el siglo XIV y viene con la aparición de la ciencia y la técnica moderna. Se caracteriza por la idea de un mayor progreso: “lo que hoy es imposible será posible mañana”. Este periodo discurre desde la Edad Media hasta la Primera Guerra Mundial, dividiéndose en Renacimiento, Barroco, Ilustración, Romanticismo y Positivismo; naciendo así la anestesia, la antisepsia, la asepsia y la mejor comprensión anatómica del cuerpo humano. Con estas herramientas ya disponibles, se posibilita el planteamiento del tratamiento correcto de la hernia inguinal a finales del siglo XIX. La historia de la cirugía de la hernia inguinal, por tanto, comienza a finales del siglo XIX con Bassini, Halsted, Mcvay y Shouldice; continuando hasta nuestros días. 1.1.1.2 Historia Las primeras reseñas históricas de esta patología las encontramos en el Papiro de Ebers, Egipto, descubierto en el año 1873. En dicho manuscrito se describe su tratamiento mediante el vendaje. En la momia del faraón Menepath (1215 a.C.) se observó una cicatriz transversal en el periné y castración bilateral, lo cual representa el primer ejemplo de tratamiento quirúrgico de esta patología. Posterior a esto, no se encuentra ningún avance significativo en el tratamiento de la hernia hasta el inicio de los siglos VI y III antes de Cristo, con la intervención del pueblo Griego que crea un lenguaje en el que aparecieron los signos y a través de ello el lenguaje racional1. Es en este periodo que aparece la medicina Hipocrática, en uno de cuyos libros llamado Corpus Hipocraticum hay escasas referencias en cuanto a la hernia y ninguna sobre su tratamiento. Sí es referido que las hernias de la región inguinal son más frecuentes que las de la región umbilical y que éstas pueden provocar dolor, naúseas y vómitos. ! 8! Posteriormente, en Alejandría (Egipto) se va a desarrollar la dinastía Ptolomea (300-100 a.C.), la cual supone un avance respecto al conocimiento anatómico en cadáveres. Es en este período donde la técnica quirúrgica tiene su mayor auge. Cabe destacar la obra de Celso De Medicinae y concretamente en ella, Celso describe en el tomo VII dedicado a la cirugía, una operación en la que tras incidir el escroto por debajo del pubis, se practicaba la quelotomía o extirpación del saco2,3. En el año 130 d.C. nace Galeno (Pérgamo). Su obra enciclopédica ha tenido gran impacto en la Medicina; él quien introdujo el concepto de ruptura del peritoneo para explicar su etiopatogenia. De forma paralela a esta época emerge la medicina islámica, en la cual se pueden distinguir dos grandes ramas: el Islam Oriental, con Avicena como figura más representativa, y el Occidental que desarrolla más la cirugía en la cual la máxima referencia es Albucasis. Ilustración 1. Hipócrates de Cos (470-370 a.C.) Tomado de: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/h/hipocrates.htm Ilustración 2. Galeno de Pérgamo (130-200 d.C.) Tomado de: http://extrascholam.blogspot.com.es/2012/04/la-medicina-en-roma.html ! 9! En el Canon de Avicena no aporta gran información sobre el tratado de las hernias, sin embargo en él se menciona un gran número de instrumentos quirúrgicos3,4. Por el contrario, la Obra quirúrgica de Albucasis (Abu ‘l-Qasim Khalaf Ibn’Abbas al- Zahrawi), dedicando el trigésimo tomo de su obra (la cual consta de 30) a la cirugía, teniendo un gran impacto. En esta obra Albucasis refiere:“... cuando una hernia ocurre en la ingle y parte del intestino y del omento se desliza en el escroto, su tratamiento comienza prohibiendo al enfermo la toma de alimentos durante el día y medio y prescribiendo laxantes para vaciarse el intestino. Una vez preparado se coloca de espaldas frente al médico y se le invita a que contenga el aliento y provoque la salida del intestino y del omento a través del orificio herniario; en este momento, el cirujano reintroduce el contenido con su dedo y marca por debajo de él, sobre el hueso púbico, una semiluna con sus cuernos hacia arriba. Calienta un cauterio y sienta a un ayudante sobre las piernas, otro sobre el pecho, sujetándole las manos y mientras un tercero evita la salida del intestino por el anillo externo con la mano, el cirujano aplica el cauterio sobre la marca previa hasta alcanzar el pubis; haciéndolo una segunda vez, si la primera no llega al hueso...”, finalizando sus intervenciones con un vendaje especial que dio lugar más adelante a lo que actualmente denominamos “braguero”3,4. Tras la caída del imperio Romano en el año 467 d.C., los árabes ocuparon el Este, Oeste y sur del Mediterráneo; los hunos y los vikingos, cortaron las rutas comerciales Ilustración 3. Abulcasis (936-1013d.C.) Tomado de: http://www.organizacionislam.org.ar/ciencia/zahrawi.htm ! 16! del peritoneo mediante deslizamiento de la punta del dedo índice entre ellos y la arteria y la vena iliacas externas. Se liga el saco a nivel de la superficie peritoneal. Se tira hacia el espacio subperitoneal la parte del saco que se extiende hacia el conducto inguinal hasta el sitio que pueda llegar, se liga tan abajo como sea posible, y a continuación se le permite volver hacia el conducto inguinal; de esta manera no podrá actuar como guía para la hernia recurrente. La operación no es aplicable a la hernia inguinal en la que existen adherencias intestinales dentro del saco. Hasta ahora sólo he operado casos seleccionados...” 9,11. En 1890 nace Earle Shouldice, quien propuso un tipo de reparación anatómica en 1950 que pasó a denominarse “reparación canadiense” o “ reparación Shouldice-Bassini”. La técnica se basa en la sujeción de la aponeurosis del músculo transverso y del oblícuo menor, fijándolo mediante una sutura con alambre de acero inoxidable al arco del transverso por detrás del ligamento iliopubiano, por debajo del ligamento de Poupard y por delante de la aponeurosis del oblícuo mayor. Chester Bidwell Mcvay (1911-1987) nació en la cuidad de Yankton (South Dakota), graduándose en la Northwestern University School of Medicine en el año 1938. Un avance de primera importancia en la técnica de la reparación de hernia inguinal fue Ilustración 11. Earle Shouldice (1890-1965 d.C.) Tomado de: http://www.shouldice.com/ourhistory.aspx Ilustración 12. Chester MacVay (1911-1987 d.C.) Tomado de: http://www.sohah.org/zona-socios/historia-de-la- hernia/chester-mcvay-1911-1987/ ! 17! la utilización del ligamento ileopectíneo o de Cooper como lugar de fijación de la pared parietal medial, en lugar del ligamento de Poupart. Dicha maniobra quirúrgica pasó inadvertida hasta que, gracias al trabajo realizado por McVay, fue dada a conocer. Con sus estudios anatómicos, tras más de 300 disecciones en cadáveres, llegaron a la conclusión de que era necesario insertar la fascia transversalis y la aponeurosis del músculo transverso en el ligamento de Cooper. McVay plasmó los pasos de su procedimiento en el documento presentado en la Central Surgical Association en el año 1948. Dicha técnica tuvo un éxito tal para la reparación de la hernia directa que fue establecida como procedimiento sustutivo de la operación de Bassini, tomando como epónimo “reparación de McVay”, conocida comúnmente en nuestros días: “... una vez terminada la reconstrucción de la pared inguinal, se deja caer al cordón espermático sobre esta nueva pared y se cierra sobre él la aponeurosis del músculo oblicuo externo... lo que produce un anillo inguinal subcutáneo apretado en la posición normal...”13,14. Que la fascia transversalis era uno de los pilares fundamentales en la reparación de la hernia inguinal era bien conocida por autores como Bassini y Halsted. Es por ellos que mostraron su preocupación en las hernia directas cuando el tendón conjunto se presentaba con signos de atrofia. Fue entonces cuando, en 1903, Halsted publica un trabajo en el que expone las incisiones de descargas como solución al problema, las cuales se hicieron populares en EEUU y más tarde en Europa. En los años 1940 y 1950 surgió la alternativa de colocar una prótesis para reforzar la zona de debilidad. Se utilizaron, en un principio, metales como por ejemplo el acero y el tántalo. Fue Halsted quien dijo: “... si fuésemos capaces de encontrar un material con unas características parecidas a las de la fascia o tendón, habremos llegado al secreto de la cura radical de la hernia...”, considerando como características principales de dicho material el que fuera químicamente inerte, que no fuera modificado por fluidos tisulares, que no produjera reacción inflamatoria ni fuera carcinogénico, no produjera alergias resisttiera tensiones mecánicas y que pudiera ser esterilizado y fabricado para dicho fin. Esto fue posible cuando, en 1954, Usher publicó sus resultados en los que utilizaba prótesis de polipropileno, creándose así un nuevo abanico de técnicas quirúrgicas para la reparación de hernias4,6 . ! 18! Irving L. Lichtenstein, nacido en 1920 en Pennsylvania (Philadelphia). Fue uno de los propulsores del concepto de la reparación de la hernia como cirugía ambulatoria, pudiéndose enviar al paciente a su domicilio en las primeras 24 horas tras la cirugía. En 1986 publica su trabajo Hernioplastia Libre de Tensión, técnica la cual consiste en fijar la prótesis artificial a la cara anterior del oblicuo menor y el ligamento inguinal, sin anclar el tendón conjunto al ligamento inguinal ni al iliopubiano, dejando pasar el cordón a través de una incisión en la prótesis. También contribuyó en el campo de la reparación del hernia colocando un tapón protésico en el orificio herniario, ya sean estas directas o indirectas, obturando así dicho orificio. El material utilizado para la formación de estas prótesis fue el polipropileno, ya que por sus características de mayor fuerza tensil, mejor penetración de fibroblastos sobre la prótesis, mayor capacidad de fijación y menor posibilidad de infección era la que mejor cumplía las condiciones de prótesis ideal. Debido a que se convirtió en la técnica con menor índice de recidivas, la técnica de hernioplastia sin tensión fue aceptada mundialmente como la de elección15,16. Y llegamos así, finalmente, hasta nuestros días, donde la cirugía laparoscópica ha revolucionado el mundo quirúrgico, no pudiendo ser menos el tratamiento de este tipo de patología. La cirugía laparoscópica nace originalmente en el campo de la ginecología en el año 1989, siendo utilizada posteriormente en cirugía general, teniendo su mayor auge en la colecistectomía. A medida que se van perfeccionando ténica e instrumental, se abre todo un abanico de posibilidades aplicando dicha cirugía a prácticamente todos los procedimientos quirúrgicos. Los primeros reportes de este tipo de cirugía se encuentran en el año 1982, cuyo artífice Ilustración 13. Irving Lichtenstein (1920-2000 d.C.) Tomado de: https://cirugiabarrosluco.wordpress.com/2012/06/06/hernias-de-la-pared-abdominal/ ! 19! fue Ger, el cual utilizaba únicamente clips para cerrar el orificio inguinal interno. Más tarde, en el año 1989, fue Bogjavalenski quien propuso ocluir el saco indirecto en una malla de polipropileno. Ya en 1992 Carlos y Antonio plantearon la apertura longitudinal del peritoneo con posterior liberalización del saco, disecando así ampliamente los colgajos peritoneales y colocando una malla de grandes dimensiones que se sujetaba con grapas para cubrir los orificios interno, directo y femoral; Y por atrás de ello se cerraba el peritoneo aislando la malla de la cavidad peritoneal. El éxito de este tipo de cirugía va a depender del conocimiento anatómico profundo, incluyendo las estructuras músculo aponeuróticas y la familiaridad con el peritoneo, la disección adecuada y la posterior plastia mediante una malla amplia que cubra el defecto herniario 17-20. 1.1.2 Historia de los biomateriales Para ayudar a restablecer las funciones de los tejidos dañados, existen antecedentes documentales sobre la utilización de materiales en Medicina que se remontan al uso de ciertos metales y otros productos naturales en el antiguo Egipto y durante civilizaciones clásicas como la griega y la Romana. En Europa, ya se utilizaban en el siglo XVI tanto el oro como la plata para la reparaciones dentales y, más tardíamente, hierro para inmovilizar fracturas óseas. Ya en el siglo XIX se desarrollaron aleaciones de metales con unas mejores propiedades mecánicas y que eran más resistentes a la corrosión. En pleno siglo XX, el desarrollo de los polímeros desembocó en el descubrimiento de materiales para fabricar sutura capaces de ser degradadas y absorbidas por el organismo. En la segunda guerra mundial se impulsó la fabricación de prótesis e implantes de materiales que eran tolerados por el organismo, debido la necesidad de rehabilitar a los inválidos de guerra. El desarrollo de nuevos biomateriales y sistemas para utilizar en Medicina, y que sean fisiológicamente eficaces y a la vez funcionales mecánicamente, ha sido meteórico en los últimos años. Entre los años 40 y 50, el desarrollo y la investigación de los implantes fue realizado prácticamente de forma exclusiva por cirujanos. Entre los años 50 y 75 se estudiaron las características de los biomateriales para implantes y prótesis, ! 20! como se integraba tras la implantación a lo largo del tiempo, su naturaleza tóxica y la respuesta inflamatoria provocada 55. Fue en la década de los años 60 cuando se publicaron los primeros estudios referentes a las lesiones producidas tras la presencia del implante, introduciéndose así el término de biocompatibilidad, el cual define el grado de tolerancia del organismo con respecto a la prótesis. La posibilidad de poder analizar y obtener las piezas implantadas en animales en diferentes periodos de tiempo, nos ha permitido esclarecer los mecanismos por los cuales puede fracasar un implante intentar disminuir los mismos. El punto de inflexión se marca en el año 1969, en el que se incorpora a la medicina otras disciplinas como la ingeniería, la biología y la bioquímica, introduciéndose técnicas para caracterizar la estructura y la superficie de los materiales y el estudio de la respuesta celular. Entre los años 1975 y 2000 que le estudio se centró sobre todo en el conocimiento de las interacciones biológicas del tejido con el biomaterial, incorporando técnicas de biología molecular y de ingeniería tisular. El desarrollo de biomateriales ha discurrido de forma paralela con los avances conseguidos en otros campos, influyendo sobre este de manera decisiva: la investigación de las propiedades físico químicas y o mecánicas de los materiales, el conocimiento de los procesos biológicos desencadenados como consecuencia del contacto del material con el tejido o, por ejemplo, el diseñar una prótesis con características y propiedades mecánicas determinadas. Pero, ¿qué es un biomaterial? Como ya definimos en el punto anterior, se denomina biomaterial a los productos que se utilizan para reproducir la función realizada por tejidos vivos en los sistemas biológicos, ya sea de forma temporal o permanente, que se implanta en el organismo y trata de restaurar el defecto producido y, en ocasiones, conseguir la regeneración tisular 56,57. El límite para las materias utilizadas con este fin es que el biomaterial en contacto con el tejido no de producir ningún tipo de alteración. Los biomateriales están constituidos por un conjunto de materiales cuya principal característica es la gran diversidad que presentan, entre los que se incluyen metales, cerámicas, vidrios, acero y otras aleaciones metálicas, polímeros sintéticos de múltiples clases, polímeros naturales, tejidos biológicos modificados, etc 58. Desde el punto de vista de su funcionalidad, existen yo materiales que contienen drogas (medicamentos), otros que incluyen células vivas ! 21! constituyendo los llamados “biomateriales híbridos”, otros denominados como “biomateriales inteligentes” que poseen compuestos con la capacidad de responder a señales. Todo biomaterial, para ser implantado, ha de cumplir unos requisitos que se engloban en el concepto de biocompatibilidad, en el cual se considera la tolerancia del material del cual está compuesto, subió estabilidad tanto a corto como largo plazo, mantenimiento de sus propiedades y de su estructura químico-física en el entorno biológico durante el tiempo que vaya a permanecer en el organismo 56,58. Además, han de poseer unas propiedades químicas y mecánicas específicas para asegurar la función para la que están diseñadas. Esta viabilidad de la funcionalidad es crítica y está relacionada con la capacidad que posee el material para desempeñar su papel en una aplicación concreta, garantizándose a largo plazo la función del órgano o tejido donde se implanta. Por tanto, los requisitos que ha de cumplir un biomaterial puede resumirse en: 1- ser biocompatibles y aceptado por el organismo receptor, no desarrollando en este mecanismos de rechazo ante la presencia de dicho material; 2- no ha de ser tóxico ni carcinógeno; 3- ha de ser estable químicamente o bien biodegradable en productos que resulten no tóxicos, al menos durante un tiempo establecido, ya que hay biomateriales que son biodegradables y biomateriales que son permanentes; 4- han de tener una óptima resistencia y propiedades mecánicas; 5- el diseño, el tamaño y la forma que presenta el implante han de ser los adecuados. Además, hay que añadir a toda esta serie de características que el coste sea reducido, para poder conseguir una fabricación reproducible y un procesamiento fácil para su producción. El biomaterial ideal ha de poseer una superficie química dinámica que posibilite en la interfase del implante cambios histológicos que puedan ocurrir normalmente se implante no estuviera presente en el tejido. Un biomaterial ha de ser inerte desde el punto de vista de la resistencia a un una agresión química, pero sólo lo suficiente para no desestabilizar histológicamente la secuencia de reacciones que sean de producir tras ! 22! la implantación. Pueden sufrir un proceso de desgaste por corrosión (debido a la actividad química de los componentes que posee), de fatiga superficial (al formarse pequeñas fracturas que pueden acabar con la rotura del material), y de desgaste por abrasión (partículas de una superficie que se desplazan hacia otra a la cual se adhieren). Si queremos determinar la biocompatibilidad de un biomaterial han de realizarse ensayos que orienten sobre su comportamiento que simulen el entorno fisiológico 59. Tras superar los ensayos in vitro de la biocompatibilidad del biomaterial, pasan a ser probados in vivo, implantando el material en animales de experimentación 60. En ellos se va a determinar la respuesta del organismo a la implantación del biomaterial, analizándose el tipo de células presentes en el implante y las cercanías al mismo, valorando si se ha producido inflamación o si se ha desarrollado un proceso de rechazo. Hay que tener en cuenta, además del tipo de animal seleccionado, el tejido donde se realiza la implantación, el tiempo de la implantación y escoger modelos de animal a estudio cuyos resultados se puedan extrapolar al ser humano. ! 23! Aunque la respuesta de los tejidos al “cuerpo extraño” implantado depende de las características del mismo, las reacciones tisulares producidas tras la implantación de un biomaterial se pueden catalogar como una reacción inflamatoria inmediata y que puede ser intensa en caso de inducir el rechazo del material implantado. Se producen modificaciones hemodinámicas, edema local y varios mediadores pueden incrementar la tensión capilar e hipoxia tisular. La zona del implante puede ser invadida por células sanguíneas; la intensidad de llegada de leucocitos y la reacción proteolítica está correlacionada con las propiedades “irritantes” del implante. Al final, los cambios sufridos por los tipos celulares que infiltran el implante y la liberación de mediadores por las células presentes pueden inducir la reparación tisular. Con respecto a los biomateriales reabsorbibles, la reacción tisular es diferente. En dichos implantes se aprecia una capa continua de macrófagos a lo largo de la interfase y no se observa fibrosis progresiva ni inflamación en los tejidos adyacentes. Ilustración 14. Tejidos u órganos dañados cuya función se puede, o se podría, restaurar por implantación de prótesis o de órganos bioartificiales (en rojo). Tomado de la página 230 del artículo “Sustitutivos de tejidos: de los biomateriales a la ingeniería tisular” ! 24! 1.2 PARED ABDOMINAL Realizaremos un breve resumen de la embriología de la pared abdominal, realizando una breve parada sobre la región inguinal debido a su importancia en este tipo de patología, anatomía funcional y topografía, haciendo mayor énfasis en la región anterior y en las laterales, ya que la posterior se utiliza menos frecuentemente a la hora de abordar la cavidad peritoneal. A su vez, los planos posteriores son importantes respecto a la flexión de la columna vertebral, no incidiendo en la dinámica de la pared. La importancia en la integridad de la misma, radica en cómo afecta a la funcionalidad y, por tanto, a la calidad de vida del paciente. 1.2.1. Embriología de la pared abdominal Embriológicamente, la pared abdominal procede del ectodermo y mesodermo, que iniciándose en la región vertebral avanza abrazando la cavidad peritoneal para unirse finalmente en un tracto fibroso situado entre ambos músculos rectos del abdomen: la línea alba23. La distribución de los elementos nerviosos y vasculares de la pared abdominal son similares a los de la pared torácica, distribuyéndose de forma metamérica (segmentaria). La somatopleura, originada por meso y ectodermo, va a constituir la pared primitiva, careciendo de elementos vasculares, nerviosos o musculares23,26. A ambos lados de la columna vertebral van a originarse los miotomos, de los cuales se generará una lámina muscular que irá avanzando por ambos laterales para unirse en la línea media sobre la 12ª semana, quedando un defecto en la misma para la posterior formación del anillo umbilical que permanecerá hasta el nacimiento23,27. ! 25! Como consecuencia del desarrollo anormal del intestino medio, se pueden observar en el recién nacido dos situaciones similares, pero con características clínicas propias. Una de ellas es el onfalocele, que ocurre debido a que el asa intestinal primitiva no regresa a la cavidad abdominal y ocupa un saco herniario rodeado por amnios y piel. Este defecto suele acompañarse de un defecto de la pared abdominal por alteraciones en la diferenciación de los hipómeros de los somitas lumbares, lo cual causa un defecto en la musculatura, fundamentalmente del recto anterior del abdomen. Cuando el defecto es muy grande, puede verse expuesta al exterior la vejiga urinaria (extrofia vesical). El otro defecto que ocurre como consecuencia del desarrollo anormal del intestino medio es la hernia umbilical congénita, en la que a diferencia del onfalocele, ocurre el proceso de reingreso del asa intestinal primitiva hacia la cavidad abdominal, pero como consecuencia de la presión intraabdominal acompañada de la debilidad de la pared, el asa vuelve a salir al exterior. Por migración longitudinal se desarrollarán los músculos rectos del abdomen, mientras que de la lámina muscular lateral se va a generar una división que dará lugar a tres capas: interna, media y externa que darán lugar a los músculos transverso, oblicuo menor y oblicuo mayor y serratos, respectivamente 23,27, pudiendo visualizarse ya a partir de la 7ª semana. 1.2.2 Anatomía de la pared abdominal Como límite superior de la pared abdominal anterolateral tenemos ambos rebordes costales y el esternón en la parte medial. El límite inferior va estar constituido por las crestas ilíacas, ambos ligamentos inguinales y medialmente por las sínfisis del pubis. De forma práctica, la región abdominal va a dividirse en nueve cuadrantes 23,24: - Epigastrio y ambos hipocondrios en la parte superior; - Mesogastrio o región umbilical y ambos flancos en la parte media; - Hipogastrio y ambas fosas ilíacas en la parte inferior. En profundidad, iremos encontrando desde la piel hasta el peritoneo las diferentes capas de las que se compone la pared 22. En general: piel, tejido celular subcutáneo, fascia, ! 32!  8 5 1 7 6 4 8 10 9 2 11 12 9’ B$QDWRPLDSDUHGLQGG  ! Ilustración 18. 1-músculo recto, 2-hoja ventral, 3-ombligo, 4-línea alba, 5-6-7-8-metámeras subumbilical, umbilical, xifoumbilical y xifoidea, 9-preperitoneo, 10-peritoneo, 11-hoja dorsal vaina rectal, 12-fascia transversalis Tomado de Tomado de la página 164 del libro “Eventraciones. Otras hernias de pared y cavidad abdominal”  312 B$QDWRPLDSDUHGLQGG  ! Ilustración 19. Inserción caudal del recto abdominal. 1-fascículo lateral, 2-fascículo medial, 3-ligamento de Henle Tomado de Tomado de la página 164 del libro “Eventraciones. Otras hernias de pared y cavidad abdominal” g) Músculo piramidal del abdomen. Situado entre el pubis y la línea blanca, ventral a los rectos. Su función es la tensión de la línea blanca. ! 33! 1.2.2.2 Vascularización de la pared abdominal anterior Las arterias de la pared abdominal anterior comprenden ramas superficiales y profundas. Las tres ramas superficiales de la arteria femoral irrigan la porción infraumblical, siguen un trayecto ascendente en el tejido celular subcutáneo y se distribuyen desde la parte lateral a la medial, en la forma siguiente: arteria ilíaca circunfleja superficial, epigástrica superficial, y pudenda externa superficial. La arteria epigástrica superficial se anastomosa con la contralateral y todas estas arterias se anastomosan con las arterias profundas Las arterias profundas se encuentran entre el oblicuo menor y el transverso del abdomen y son la 10ª y la 11ª arterias intercostales superiores, la rama anterior de la arteria subcostal, las ramas anteriores de las cuatro arterias lumbares y la arteria ilíaca circunfleja profunda. La irrigación de la vaina del recto proviene de las arterias epigástricas superiores, ramas de las mamarias internas y de las inferiores, ramas de las ilíacas externas, que se anastomosan entre sí. La sangre venosa de la pared abdominal drena en su parte superior por las venas torácicas laterales en las venas axilares y en su parte inferior por las venas epigástrica superficial y safena en las venas femorales. Además, existe un grupo de finas venas periumbilicales que drenan la sangre de la porción central de la pared abdominal hacia la vena porta, a través de las venas del ligamento redondo del hígado. Estas constituyen una vía muy importante de anastomosis entre el sistema portal y el sistema venoso periférico, ya que toda la red de venas superficiales de la pared abdominal se anastomosan entre sí. 1.2.2.3 Inervación de la pared abdominal anterior Los músculos rectos y anchos del abdomen están inervados por las ramas anteriores del 7º al 11º nervios intercostales y por el nervio subcostal torácico 12º, en adición al primer nervio lumbar. Además, de estos nervios proceden ramas perforantes que inervan los tegumentos que los cubren, siguiendo la distribución de las somitas correspondientes. El nervio subcostal inerva el músculo piramidal. El primer nervio ! 34! lumbar forma los nervios abdominogenital mayor y menor, también llamados iliohipogástrico e ilioinguinal, respectivamente. 1.2.3 Pared abdominal: Fisiopatología y biomecánica Es importante en cirugía entender los mecanismos fisiológicos de la pared muscular abdominal para elegir posteriormente la técnica de reparación más adecuada. El músculo, pues, tiene propiedades elásticas con función de producir fuerzas y trabajo mecánico. Las propiedades del tejido muscular van a ser la excitabilidad eléctrica mediante potenciales de acción, contractilidad (isotónica e isométrica), extensibilidad y elasticidad29. Respecto a los mecanismo de acción de los músculos de la pared abdominal, los músculos anterolaterales del abdomen van a participar en los mecanismos de contención, movimiento, respiración, evacuación y líneas de tensión y de fuerza30. a. Mecanismos de contención: La firmeza de la pared abdominal va a depender principalmente de su tono muscular, ya que mantiene a las vísceras en su posición y oponiéndose a la acción de la gravedad en la posición de pie y sentado. Las fibras de los músculos anchos forman un verdadero corsé alrededor del abdomen. b. Mecanismos de movimiento: la contracción de estos músculos no produce solamente el acortamiento entre la distancia entre el tórax y el pubis sino que actúa indirectamente sobre otros puntos de acción como la metámera, la línea alba, la hoja anterior/ventral de la vaina del recto y puntos óseos, como asimismo provoca el descenso de músculos sinergistas31. c. Mecanismos de respiración: tenemos dos grupos como son inspiradores y espiradores, pudiéndolos dividir ambos en principales y en accesorios32. ! 35! d. Mecanismos de evacuación: la contracción de los distintos grupos musculares del abdomen provocan el aumento de presión de la cavidad. e. Líneas de tensión y de fuerza: Al realizarse incisiones en la pared anterolateral del abdomen como vías de abordaje a la cavidad peritoneal y espacios extraperitoneales, se debe evitar siempre que sea posible la sección perpendicular sobre estas líneas, ya que producen retracción de los cabos, tensión sobre la zona cicatricial y mayor aparición de eventraciones. La tensión generada por las paredes abdominales y el volumen de su contenido están equilibrados en condiciones normales. Si este equilibrio se rompiera, por causas que modifiquen alguna de estas variables, como consecuencia se producirán alteraciones locales y sistémicas de variable gravedad, de acuerdo a la intervención y suficiencia de mecanismos adaptativos, etiología y tiempo de evolución33. La relación entre la tensión del tejido muscular y el volumen del contenido van a dar lugar a la presión intraabdominal. Las presiones ejercidas sobre la pared anterior/ventral del abdomen van a ser presiones positivas, que se miden en centímetros de agua. Dichas presiones inciden sobre todos los puntos de la pared abdominal de una forma homogénea, según las leyes de la física hidráulica, y lesionan sus puntos débiles, congénitos o adquiridos, ya sea por incisiones quirúrgicas o traumas accidentales. En decúbito supino la presión intraabdominal de 8 cm H2O, tanto en la parte superior del hemiabdomen como en la inferior, pero por solo estar la persona de pie, las presiones en el hemiabdomen inferior llegan a alcanzar los 35 cm H2O mientras que en el superior continúan es de 8 cm H2O y durante la defecación, la micción o el parto pueden llegar hasta 150 o 180 cm H2O34. Por todo lo expuesto, pues, podemos deducir que un aumento exagerado de dichas presiones unido al desequilibrio en alguno de los puntos de debilidad de la pared abdominal, darán paso a lo que denominamos hernia o eventración, si dicha debilidad ha sido creada a partir de una cicatriz postincisional. ! 36! 1.2.4 Etiopatogenia de la hernia incisional (evisceración y eventración) Cualquier laparotomía o lumbotomía va a suponer una incisión de todos los planos anatómicos de la pared abdominal, con el objetivo de acceder a la cavidad peritoneal o al espacio retroperitoneal y contenidos. Finalizada la intervención, la pared abdominal se cierra casi siempre mediante sutura. Normalmente, la cicatrización evoluciona de forma estable, rápida y sin complicaciones, dejando una herida consistente y firme. Cuando esto no ocurre, de manera muy temprana (postoperatorio casi inmediato) puede aparecer una dehiscencia aguda a nivel de los planos anatómicos, surgiendo una evisceración o, más tardíamente, una eventración (también denominada hernia incisional, hernia laparotómica o laparocele) En la evisceración se produce una dehiscencia brusca (parcial o total) de la herida durante el postoperatorio inmediato como consecuencia de un defecto «debilitador» en el proceso de la cicatrización dando como resultado una ruptura con separación de los bordes peritoneoaponeuróticos y a veces incluso la piel. Es una situación grave, que facilita la protrusión y salida visceral a través de la herida, siendo tributaria de cirugía urgente35. En la eventración ocurre de manera similar, también por un defecto en la cicatrización, pero a diferencia del caso anterior transcurre de forma solapada o inadvertida. La mayor parte de los estudios son de la opinión de que es en los primeros momentos del período postoperatorio (primeros treinta días) cuando se presentan estas pequeñas disrupciones en la fascia36 (Figura 1.2.1, donde se aprecia la ganancia de resistencia mecánica en el proceso cicatricial, siendo las áreas sombreadas los períodos “críticos” de aparición de evisceración y eventración). ! 37! 0HFDQLVPRVLQGG  ! Ilustración 20. Relación resistencia mecánica-tiempo cicatrización Tomado de la página 183 del libro “Eventraciones. Otras hernias de pared y cavidad abdominal” ! Este defecto en el proceso de cicatrización es debido a la presencia de varios factores etiopatogenéticos37, aunque cada uno de ellos se comporta frente a los demás con una notable relevancia causal en el desarrollo de la eventración. Tal y como de manifiesto la literatura, el conocimiento etiopatogénico de la hernia incisional es complejo, problemático y limitado; existiendo además una notable disparidad de resultados aportados por la bibliografía, incluso en ensayos aleatorizados. Generalmente se denominan como «factores de riesgo» a las circunstancias, sus causas y los diferentes mecanismos patogénicos que, en la mayoría de los casos, actúan de forma combinada y hasta simultánea, pero rara vez de forma aislada. De este modo, unos van a identificarse como expresión del potencial mórbido de ciertas enfermedades, y otros como determinadas situaciones anatomofisiológicas del abdomen, de la técnica quirúrgica, del cirujano o del transcurso postoperatorio del paciente y de la herida38. Y es en esta donde se centran y concentran los efectos patogénicos expresados por dichos factores, precursores de la hernia incisional. La mayor relevancia etiopatogénica la adquiere el conocimiento de ciertos condicionantes biológicos que suceden o acontecen en el paciente eventrado, los cuales explicarían con mayor claridad y precisión aquellos factores que favorecerían o motivarían el defecto reparativo/cicatrizal en la herida, y su transcurrir hacia la eventración. ! 38! Es admitido que casi siempre hay coexistencia de varios factores de riesgo que facilitan, cooperan o causan el desarrollo de la eventración, pero «paradójicamente» la bibliografía nos muestra a que mientras algunos de ellos presentan validez estadísticamente significativa en unos artículos, en otros carecen de ella. Casi siempre, existe una interrelación entre los factores de riesgo e influyen con mayor o menor intensidad según determinadas circunstancias generales (enfermedades), locales (mecánicas) y biológicas (metabólicas y moleculares) que, de alguna forma debilitan o anulan la resistencia fisiológica de los tejidos involucrados en la cicatrización de la herida quirúrgica39. Como consecuencia directa, los bordes de los tejidos suturados no soportan las fuerzas protrusivas ejercidas por la presión intraabdominal, y menos aún las fuerzas distensivas o diastasantes (tangenciales), debida a la tracción permanente de la musculatura ancha sobre la herida y que se ven favorecidas por las primeras. La suma de ambas fuerzas da como resultado la definitiva fuerza disruptiva que, progresivamente, debilita los tejidos normales (factor mecánico) o produce una mayor fragilidad de los tejidos débiles o ya debilitados por otros factores (ictericia, colagenopatías, obesidad, esteroides, etc.) que las dislaceran de forma lenta y progresiva, hasta que hacen protruir el peritoneo, solo o con contenido40. Finalmente, en ocasiones se observan algunas hernias incisionales sin factores de riesgo evidenciables (obesidad, diabetes, correcta técnica, cirujano experto, relaparotomía, vejez, desnutrición, etc), debido a que por determinadas alteraciones metabólicas se induce el fallo de ciertos mecanismos moleculares fundamentales durante alguno de los periodos de la cicatrización (factores biológicos). 1.2.4.1 Factores de riesgo implicados en la eventración41 I) Factores relacionados con el enfermo: a) Edad: Aunque la mayor parte de la literatura señala que existe una mayor incidencia de eventraciones a partir de los 60 años, la edad no se considera estadísticamente como un factor determinante, pero sí es evidente que el envejecimiento debilita el proceso de cicatrización por razones básicamente metabólicas. Hay evidencia de que las enfermedades «quirúrgicas» en la tercera ! 39! edad son más prevalentes, complejas y graves, y debilitan el conjunto musculofascial. b) Sexo: mientras que en algunos estudios, tal vez la mayoría, se aprecia una diferencia estadísticamente significativa a favor del sexo masculino, en otros la diferencia no es tal, siendo explicable tal discordancia por los planteamientos metodológicos utilizados. c) Obesidad42: El paciente, desde el sobrepeso a la obesidad extrema, tiene este factor de riesgo, aunque casi siempre además otros factores con potencial eventrógeno: tabaquismo43,44, diabetes, riesgos mecánicos para el cierre, etc. lo que dificulta la posibilidad de que la obesidad se presente como «único» factor de riesgo. d) Desnutrición: Si la desnutrición es grave, el aumento de la morbimortalidad postoperatoria es hasta tres veces más respecto de la prevista en un paciente normonutrido, de ahí la importancia del aporte nutricional preoperatorio o, al menos, postoperatorio precoz en la prevención de las complicaciones en general y las de la pared abdominal en particular. e) Anemia: Los síndromes hemorrágicos con pérdidas súbitas de volumen y masa celular (al menos de 1 000 ml de sangre) condicionan alteraciones biológicas notables en los mecanismos de la cicatrización, que inducen hasta tres veces más al desarrollo de hernia incisional45. Algunos autores también señalan como factor de riesgo un nivel de hemoglobina preoperatoria menor de 10 g/l, aunque en este grupo de pacientes encuentran otros factores cooperantes (como la obesidad, la relaparotomía y los tratamientos postoperatorios con catecolaminas), todos ellos capaces de alterar de forma estadísticamente significativa el proceso de cicatrización. f) Neoplasia: si la neoplasia que presenta el paciente es de corta evolución, las tasas de eventración serán similares a las de la población normal; en cambio si es de mediana o avanzada evolución, la proporción de hernias incisionales aumenta porque, además, existen nuevos factores de riesgo (desnutrición, ! 40! anemia crónica, hipoproteinemia, quimio-radioterapia neo- o adyuvante, etc.), sin contabilizar los de causa técnica46. Por tanto, hay una gran influencia entre neoplasia evolucionada y hernia incisional. g) Infección sistémica: Los enfermos intervenidos que presentan infección intraabdominal, bien sea por una peritonitis difusa o un absceso localizado, la eventración posterior se presenta en más del 50% de los casos tras 6 años de seguimiento47, aunque es verdad que muchos de estos pacientes presentan otros factores de riesgo. h) Insuficiencia renal/Urinemia: Pacientes que presentan insuficiencia renal o con uremias reversibles presentan riesgo para desarrollar una hernia laparotómica. Este riesgo se incrementa cuando se utiliza la lumbotomía como abordaje, y alcanza una prevalencia del 31,3 %, de las que el 80 % se desarrollan en el primer año del postoperatorio48. i) Diabetes: Es uno de los factores de riesgo más influyentes en cirugía, debido a la mayor prevalencia de infección en estos enfermos. Hay evidencia relevante sobre las alteraciones tisulares de la cicatrización y la presencia de microangiopatía en el diabético, y son numerosos los artículos en los que el factor diabetes mantiene una influencia estadísticamente significativa, con el desarrollo de hernia incisional, en presencia o ausencia de infección de herida. j) Cirrosis: Esta enfermedad hepáatica provoca un estado disfuncional en la síntesis celular de proteínas. Las consecuencias metabólicas son capaces de debilitar los tejidos y que estos sean frágiles ante los aumentos de presión intraabdominal. Además, la ascitis actúa como factor de riesgo al añadir un ambiente húmedo a la línea de sutura, complicando el proceso reparativo de la herida49. En estos casos, además, se añade el factor mecánico, debido a la distensión generada por la presencia de líquido intraperitoneal, que genera un aumento de la presión intraabdominal. k) Ictericia: La impregnación hepática por la bilirrubina soluble disminuye la capacidad de síntesis proteica celular (especialmente de albúmina) y produce un ! 41! defecto en el metabolismo proteico, notablemente importante para el proceso biológico de la síntesis de colágeno49. l) Enfermedad pulmonar obstructiva crónica: Los incrementos de presión intraabdominal debido a la tos, que presentan con bastante frecuencia, irritativa, persistente o productiva, son capaces de producir desde pequeñas dislaceraciones a desgarros en el anclaje de los puntos, lo que crea una situación propicia para el desarrollo de una eventración50. m) Inmunosupresión: La inmunosupresión va a disminuir por sí misma la respuesta celular en la síntesis proteica en general, y la del colágeno en particular46. A estos estados inmunodeficitarios se llega en el transcurso de muchas enfermedades incluso, transitoriamente. Por razones de su patología se les mantiene, con terapias esteroideas, de quimioterapia o inmunosupresoras, que merman aún más el proceso de cicatrización. n) Radioterapia: El efecto de la radioterapia sobre el proceso de cicatrización de las heridas está documentado ampliamente en la bibliografía41. El deterioro de los tejidos es más intenso cuando se realiza la irradiación preoperatoria, pero la continuidad postoperatoria en su aplicación aumenta los efectos hipóxicos, micronecróticos, fibróticos y endarteríticos actínicos, perturbadores todos ellos de cualquiera de las fases de la cicatrización, con una servidumbre de riesgos prolongada en el tiempo56. II) Factores en relación con la técnica: a) Trauma o sección de pedículos vasculonerviosos musculofasciales: En las incisiones se debe evitar en lo posible el traumatismo o la sección de ramas nerviosas y ramas vasculares (directas o perforantes) de los tejidos musculoaponeuróticos, para conservar mejor la irrigación, viabilidad y el trofismo posibles de los tejidos limítrofes a la herida; ya que tales efectos traumáticos durante la incisión debilitan la pared y crean una incapacidad para contrarrestar la presión intraabdominal sobre la herida. b) Forma de apertura: Paree no existir diferencias entre realizar la apertura con ! 48! 1.3.1 Clasificación general de las hernias: Las hernias abdominales externas pueden clasificarse según: . Localización: inguinales, umbilicales, crurales o femorales, epigástricas, hipogástricas, lumbares y perineales. Particularmente en la hernia inguinal, dependiendo de la localización donde protruya, se van a clasificar en directa, indirecta y mixta, las cuales se denominan también «en pantalón». . Causa: congénitas o adquiridas. Ilustración 22. Hernia de pared abdominal Tomado de: http://www.clinicavascularyproctologica.com/hernias/ Ilustración 23. Tipos de hernia según su localización Tomado de: http://clinica-hernia.com/hernias.html ! 49! . Reductibilidad: reductible o irreductible. La hernia irreductible puede ser crónica, debido a las adherencias existentes entre las vísceras y el saco herniario o debido a la pérdida de derecho a domicilio, o aguda, que es la que se presenta de forma súbita y habitualmente es dolorosa, pudiendo haber compromiso vascular (estrangulada, ver ilustración 24) o no (incarcerada). . Relación con el peritoneo: preperitoneal, pudiendo ser completa o deslizada. 1.3.2 Hernia inguinal / inguinoescrotal Con este término denominamos la protusión de un divertículo peritoneal a través de una zona de debilidad de la pared a nivel inguinal. Dentro de este tipo de hernias, podemos diferenciar 3 tipos 93,94: a. Hernia oblicua externa o indirecta: este tipo de hernia es el más frecuente, representando aproximadamente entre el 60 y el 70% de las hernias en el adulto. Está compuesta por un saco herniario que va a protuir lateralmente a los vasos epigástricos, siendo intrafunicular. La mayoría de las veces se tratará de una persistencia del conducto peritoneo vaginal. Dicho saco avanza en forma de “dedo de guante” dentro de la fascia, cremastérica, siguiendo la dirección del cordón espermático. Cuando el saco alcanza el escroto, pasa a denominarse hernia inguinoescrotal. Ilustración 24. Hernia irredutible estrangulada Tomado de: http://gsdl.bvs.sld.cu/cgi-bin/library ! 50! b. Hernia directa: en este caso, las vísceras protruyen por la fosita inguinal media, medial a los vasos epigástricos. Generalmente, el saco herniario es más ancho que profundo, correspondiendo a una extensa debilidad en la fascia transversales a la altura de la fosita inguinal media. c. Hernia oblícua interna: son muy poco frecuentes; el contenido herniario se localiza a la altura de la fosita medial interna, medial a la arteria umbilical, exteriorizándose en el ángulo interno del conducto inguinal. 1.3.3 Hernia crural Son más frecuentes en el sexo femenino. Estas hernias se exteriorizan A través del anillo cultural, media a la vena femoral y por debajo de la arcada cultural. Este orificio va a presentar un cuello reducido, por lo que con mayor frecuencia se van a presentar de forma aguda. Ilustración 25. Hernia inguinal indirecta VS directa Tomado de: http://es.slideshare.net/MarianelaHervias/caso-clinico-hernia-inguinal-tc ! 51! 1.3.4 Hernia umbilical Conocemos como hernia umbilical a las protrusión del saco herniario a través del orificio umbilical, debido a un defecto del cierre de la pared abdominal. Este tipo de hernia es más frecuente en pacientes cirróticos con ascitis, mujeres, pacientes obesos, mujeres multíparas, prematuros, niños menores de cuatro años y en adultos mayores de 50 años. Ocasionalmente puede ir acompañada de diástasis de los rectos del abdomen. 1.3.5 Hernia incisional / eventración Como ya comentamos anteriormente, la hernia incisional consiste en la protusión de vísceras abdominales por una zona debilitada tras una incisión quirúrgica previa. Podemos distinguir tres elementos fundamentales en toda hernia incisional: a. Anillo: formado por los bordes musculares que se han retraído y recubierto de tejido fibroso. b. Saco: se origina a partir de la separación músculo-aponeurótica; la parte externa del saco se forma a partir de las fibras que fueron disgregadas y que acaban invadidas por tejido fibroso. La parte interna tiene, macroscópicamente, aspecto peritoneal pero de menor grosor y con el que se continúa más allá del límite que Ilustración 26. Hernia inguinal VS hernia crural Tomado de: http://yodelsasqutesa.blogspot.com.es/2012/04/genitales-externos-masculino.html ! 52! marca el anillo herniario. c. Contenido: Es variable, pudiendo alojar epiplón, intestino delgado, colon, etc.; el cual puede ser reductible o irreductible (incarcerado o estrangulado). 1.3.6 Otros tipos de hernias Además de las hernias ya nombradas, existen otros tipos que pasaremos a mencionar someramente: a. HERNIA LUMBAR: se origina en la región suprailíaca posteriolateral (triángulo de Petit, cuadrilátero de Grynfelt). - Hernia de Petit: el contenido herniado protruye por un triángulo formado por cresta ilíaca, oblícuo interno y dorsal ancho. - Hernia de Grynfelt: el cuadrilátero está limitado por la 12ª costilla, borde posterior del oblicuo interno, el dorsal ancho y el serrato posterioinferior. b. HERNIA OBTURATRIZ: el saco se va a introducir por el canal obturador, de forma que generalmente se va a presentar como una hernia estrangulada. c. HERNIA DE SPIEGEL: herniación a través de la línea de Spiegel. En la exploración se va a palpar a nivel infraumbilical y lateral a los rectos. d. HERNIA PARAOSTOMAL: son aquellas que se surgen a ravés del orificio de una enterostomía (más frecuente en colostomías que en ileostomías). e. HERNIAS PERINEALES LATERALES: Pueden ser anteriores o posteriores. - Hernias perineales anteriores: se han descrito solo en el sexo femenino. Protruyen por delante del ligamento ancho, laterlamente a la vejiga o en la fosas paravesical de Waldeyer. A la exploración se puede apreciar como una tumoración a nivel del labio mayor. ! 53! - Hernias perineales posteriores: esta herniación es por detrás del músculo transverso del periné, a nivel de la fosa isquiorrectal. El trayecto en el hombre es entre el recto y la vejiga, mientras que en la mujer es entre el recto y la vagina. f. HERNIAS ISQUIÁTICAS: el saco se exterioriza a través de la escotadura isquiática mayor, palpándose en la exploración como tumoración a nivel del glúteo, cercana al trayecto del nervio ciático. 1.4 CICATRIZACIÓN. PROCESO DE REGENERACIÓN DE LOS TEJIDOS Una vez producido un daño tisular, se pone en marcha un proceso dinámico de reparación denominado cicatrización. Aún hoy día la cicatrización, los fenómenos celulares y moleculares que actúan en la reparación tisular, constituye un campo de investigación abierto para permitir comprender los procesos patológicos que alteran dicho proceso. Genéricamente, podemos distinguir dentro de la cicatrización 3 fases que se solapan en el tiempo: 1.4.1 Fase de hemostasia e inflamación. Cuando el organismo es expuesto a una agresión, la inflamación es la respuesta del mismo frente a ella, sea cual sea la naturaleza o el origen del causante. Tras la lesión tisular, se inicia la primeramente una vasoconstricción transitoria (en la cual median catecolaminas, tromboxanos y prostaglandina F2-alfa), seguida posteriormente de vasodilatación a nivel local38. El colágeno del endotelio quedará expuesto, tras la solución de continuidad vascular, a las plaquetas, activándose la vía intrínseca de la coagulación. Del tejido dañado va a provenir el factor tisular, el cual estimula a la vez la vía extrínseca. De este modo se ! 54! conformará un coágulo en la zona central de la herida, el cual estará formado principalmente por plaquetas y fibrina, apareciendo un infiltrado de células localmente. El coágulo va a constituir una matriz para la regeneración de los tejidos y actuará como reservorio de sustancias que regulan la cicatrización, además de contribuir al control de la homeostasis. El endotelio de los vasos aumentará su permeabilidad a las proteínas y al plasma, pudiéndose observar al cabo de unas horas un exudado inflamatorio el cual estará compuesto por células y proteínas plasmáticas. Tras la degranulación plaquetaria los factores de crecimiento vertidos intervendrán en la regulación de todo este proceso, factores quimiotácticos que proceden tras la activación del complemento y lo péptidos derivados de las proteínas bacterianas. En las primeras 24 horas las células que van a predominar van a ser los granulocitos, los cuales serán reemplazados posteriormente por monocitos. Estos, al llegar a los tejidos se van a transformar en macrófagos, que tras 48 horas invadirán la zona dañada, para acabar desapareciendo al cuarto o quinto día. Su misión principal será la de eliminar detritus y bacterias, además de regular la llegada de más monocitos y de fibroblastos, liberando también factores angio génicos y factores de crecimiento que van estimular la emigración de los fibroblastos y de las células del endotelio hasta el área que ha sido lesionada79. La neoformación de vasos comenzará entre el segundo y el tercer día tras proliferar células endoteliales, las cuales provienen de los tejidos antecedentes, y sobre el quinto día aproximadamente los fibroblastos comenzarán a migrar hacia la región dañada. Gracias a los receptores de membrana de las células que actúan en tal proceso, se regulará la quimiotaxis de las líneas celulares presentes en la reparación. Los linfocitos serán acivados gracias a los macrófagos, los cuales a su vez son activados por la liberación de factores plaquetarios que siguen a la agresión del los tejidos. Los macrófago activan a los linfocitos gracias a unas proteínas que poseen el nombre de citoquinas. Éstas se pueden agrupar en grupos funcionales dependiendo en el momento en el cual actúen, pudiéndose diferencias así en antiinflamatorias y en pro-inflamatorias. Los macrófagos van a ser los encargados principales en secretar las citoquinas pro- ! 55! inflamatorias, que van activar y mantener en el tiempo los procesos inflamatorios. Como citoquinas pro-inflamatorias que actúan en dicha fase podemos destacar: 1- Interleuquina 1 (IL-1): va a actuar en las fases iniciales de la cicatrización estimulando la síntesis de células musculares lisas. 2- Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa): tiene múltiples funciones; fabricada principalmente por los macróagos y monocitos, y en menor medida por linfocitos, neutrófilos, células endoteliales y fibroblastos. 3- Interleuquina 6 (IL-6): responsable de la activación de los linfocitos T e implicada en la aparición de fiebre. Existen otras citoquinas que van a ser también mediadores del proceso inflamatorio y que van a actuar en la regulación de las distintas células del sistema inmune, omo son la interleuquina 12 (IL-12), interleuquina 15 (IL-15), interleuquina 18 (IL-18) o el interferón gamma (IFN gamma). Hay descritas además una serie de moléculas relacionadas con la regulación de la inflamación, tales como la ICAM (molécula de adhesión intercelular) y la VCAM (proteína de adhesión celular vascular). Estas moléculas presentan una o varias regiones similares a las moléculas de anticuerpos , denominada “Ig símiles”, estando implicadas en el proceso de migración a los tejidos que han resultado dañados de los leucocitos80. Como citoquinas antiinflamatorias podemos destacar la interleucina 4 (IL-4), interleucina 10 (IL-10), interleucina 13 (IL-13), interferón alfa (IFN alfa)y el factor de crecimiento transformante beta TGF-beta). Éste último es un componente presente en unos gránulos, denominados alfa, presentes en las plaquetas y que serán liberados en el período inicial del proceso de cicatrización81. Estas citoquinas, como su nombre indica, actúan disminuyendo la respuesta inflamatoria, de forma que disminuye la respuesta inflamatoria (tanto la magnitud como el tiempo o duración de la misma), de forma que progrese el proceso de reparación. ! 56! Al activarse los macrófagos se va a desencadenar la síntesis de óxido nítrico, el cual va a ser unos de los elementos principales en el proceso de la cicatrización, actuando además como agente antimicrobiano82. La regulación del metabolismo del ácido nítrico se considera un arma terapéutica para favorecer la reparación tisular, hecho por el cual existen estudios sobre ello. Esta fase perdurará en el tiempo más cuanto mayor sea el grado de infección de la misma. Esta etapa de hemostasia e inflamación se extenderá hasta el tercer o cuarto día tras el inicio del proceso, solapándose con el comienzo de la fase posterior. 1.4.2 Fase proliferativa. Esta fase va a tener como referentes a los fibroblastos y a las células epiteliales, empezando a actuar a partir del tercer día. El coágulo de fibrina se verá completamente invadido por dichos elementos celulares gracias a las sustancias secretadas por las plaquetas y los macrófagos, reemplazándose así por tejido de granulación. Al aparecer éste, supone el inicio de la fase proliferativa y tiene como sucesos principales tanto la epitelización como la angiogénesis. La formación de nuevos vasos o neoangiogénesis va a precisar que estén presentes agentes quimiotácticos y que exista una alteración fenotípica en la célula del endotelio, para que así se genere este complejo proceso. Los factores de la angiogénesis van a ser secretados por macrófagos principalmente y por células locales actvadas. Como ejemplos tenemos el factor de crecimiento fibroblástico (FGF), el TGF-beta y el VEGF (factor de crecimiento de la célula endotelial derivado de plaquetas)83. Gracias a la migración de las células endoteliales, desde la periferia hasta el borde de la herida, se formará en el tejido de reparación o de cicatrización una red de capilares que a su vez servirán para la llegada de más células a la zona dañada, junto a oxígeno y otros nutrientes. La red de fibrina irá desapareciendo a medida que aparece el nuevo tejido cicatricial. El fenómeno de la angiogénesis se detendrá cuando el aporte de oxígeno y nutrientes sea el óptimo. La reparación del epitelio comienza precozmente junto a la neoangiogénesis, siendo favorecida la migración de las células gracias a la expresión de nuevas integrinas en la ! 57! superficie celular. Se ha producido un gran avance en los últimos años sobre la caracterización de las macromoléculas en la matriz extracelular, la cual constituye un material estable que va a rodear a las células que dan soporte a los epitelios del tejido conjuntivo. Sus propiedades físicas son similares a las de un gel de baja densidad o de una solución viscosa. Esta matriz se puede extraer gracias a fijadores acuosos, motivo por el cual no puede apreciarse en los cortes histológicos. Los elementos que componen la matriz extracelular son: • Proteglicanos. Estas complejas moléculas se componen de un eje de proteína al cual van a estar unidos, mediante enlaces covalentes, cadenas de glicosamicanos (GAG); entre los que destaca el ácido hialurónico. Éste tiene una alta viscosidad cuando se presenta en solución acuosa, la cual sirve de barrera para la difusión de las bacterias hacia los tejidos. • Proteínas estructurales (colágeno y la elastina). • Proteínas de adhesión celular (fibronectina y laminina)84 La matriz extracelular va a servir también como depósito para los factores de crecimiento, en condiciones normales. Al producirse la lesión de los tejidos los factores serán liberados y después activados, regulando así el proceso de la reparación85. Las principales células en el tejido conjuntivo serán los fibroblastos, los cuales van elaborar los precursores de los componentes de la nueva matriz extracelular. La capacidad de regeneración y gracias a la rápida respuesta que presentan éstos, los convierte en los protagonistas principales en la reparación tisular. En todo este proceso, diferentes moléculas van a regular durante la fase proliferativa el equilibrio entre la producción y la destrucción de colágeno. ! 64! desorganizada, textura rugosa, zonas de hemorragia y necrosis que facilitan la aparición de adherencias. La estructura reticular de la prótesis condiciona probablemente una inadecuada disposición sobre la misma de las células mesoteliales92. En resumen, con prótesis de tipo laminar se va a conseguir una mesotelización uniforme y rápida, la cual no se llega alcanzar con las prótesis de tipo reticular. Con el fin de aunar en una sola prótesis las propiedades, tanto de las prótesis reticulares como laminares, han surgido las prótesis compuestas, las cuales han de cumplir los siguientes requisitos: óptima integración tisular, buen comportamiento a nivel peritoneal, buena resistencia mecánica postimplante101. Este tipo de prótesis compuestas se utilizan sobre todo en la reparación de grandes defectos herniarios en la pared abdominal, dónde hay que llevar a cabo una reconstrucción total de la pared abdominal y en la cual no hay suficiente tejido de soporte, quedando en contacto la prótesis con el peritoneo visceral101. El principal objetivo de estas prótesis es la de optimizar el comportamiento en relación con la interfaz visceral y evitar complicaciones tales como cuadros de obstrucción intestinal debido a formación de adherencias y fístulas enterocutáneas, debidas al contacto entre el intestino y el material protésico. Las prótesis compuestas se componen de un biomaterial principal, el cual es el primer componente y es el que cumple la función específica, y de un segundo componente cuya misión es que el componente principal quede ubicado en contacto directo con el peritoneo visceral, modulando el comportamiento a nivel de esta interfaz. Así, el biomaterial principal asumirá el papel de integración tisular mientras que el segundo componente permite una mesotelización correcta92. Ambos componentes suelen estar unidos gracias a pegamentos acrílicos, termosellado o incluso mediante sutura. Los biomateriales del primer componente suelen ser prótesis de tipo reticular, ya sean de polipropileno o de poliéster. El segundo componente, en cambio, suele ser de tipo laminar y puede ser tanto absorbible como no absorbible101. Como alternativa en la reparaciones de la pared abdominal afectada por la infección tenemos materiales nos pueden proporcionar soporte tisular, ya sea temporal o definitivo. Estos materiales se denominan bioprótesis o prótesis biológicas, y están elaboradas con colágenos desnaturalizados y acelulares, procedentes de animales ! 65! (xenoinjertos) o de bancos de tejidos humanos (aloinjertos), que supuestamente ofrecerían reparaciones similares a las realizadas con tejidos autólogos. Los resultados de los materiales biológicos dependen de la fuente tisular, de los métodos de procesamiento y de la técnica de reparación de la hernia abdominal. El objetivo de estos materiales es, además de la reparación, la regeneración del tejido. Para alcanzar este último fin, es necesario que el proceso de degradación/regeneración esté controlado. Este control se consigue pretratando las bioprótesis con diferentes sustancias (glutaraldehido, hexametilendilsocianato, etc.), que consiguen la estabilidad de estos materiales en un medio en el que las diferentes colagenasas pueden degradarlas. Así conseguiremos que, una vez implantado, estimule los elementos de la matriz extracelular del receptor, favoreciendo la formación de vasos y estimulando factores de crecimiento para la formación de un nuevo tejido, es decir, una neopared abdominal. Algunas de ellas poseen como característica fundamental la degradación y eliminación completa dentro del organismo receptor. Para la fabricación de dichas prótesis de colágeno, se necesita obtenerlo y tratarlo eliminando el contenido celular, quedando solamente los componentes de la matriz: Colágenos I, III, IV y elastina. De esta forma se busca minimizar la respuesta inmunitaria del receptor para que la respuesta inflamatoria al implante sea mínima. Las técnicas de procesamiento físicas, enzimáticas y químicas pueden tener efectos considerables en la composición, comportamiento mecánico y respuesta del huésped al implante biológico. Suelen tener un buen comportamiento de la interfaz peritoneal, generando un buen mesotelio, de forma que se comportan como prótesis de tipo laminar103. Han de presentar una buena resistencia mecánica, ya que menudo son utilizadas para la reparación de zonas anatómicas que están sometidas a un movimiento activo, como por ejemplo en el caso de la pared abdominal y torácica o los diafragmas. La resistencia mecánica de estas prótesis biológicas se fundamenta en su estructura y en las uniones de la triple hélice del colágeno. En condiciones in vivo, los colágenos son degradados por enzimas como las metaloproteinasas e incluso por gérmenes cuando hay contaminación. Por ello, los implantes en los que las fibras de colágeno no posean buenos enlaces tienden a sufrir reabsorción rápida104 y, además, no proporcionan un óptimo soporte tisular. En una palabra, fracasan en su función final. Lo ideal funcionalmente es que estas bioprótesis no sufran una degradación rápida y se ! 66! mantengan estables hasta ir consiguiendo paulatinamente su incorporación total al tejido receptor. Para conseguir esto, es necesario que los enlaces covalentes (enlaces tipo crosslinking) de la triple hélice que constituye la molécula de colágeno sean eficaces; de lo contrario, la firmeza mecánica se verá comprometida. Para clasificar estas bioprótesis nos podemos basar en la especie de origen, (animal – xenogénico– o humano –alogénico), en la procedencia del tipo de matriz tisular (dermis, pericardio, submucosa intestinal), y en la presencia o ausencia de enlaces entre las moléculas de colágeno crosslinking). 1.5.4 Complicaciones de los implantes Tras colocar el implante protésico en el defecto herniario, las complicaciones que pueden derivar de dicho acto pueden ser: a) Seroma / Hematoma. Son colecciones que se forman en la interfaz superficial del implante. Se puede evitar su aparición colocando un drenaje aspirativo en el lecho quirúrgico. Suelen aparecer con mayor frecuencia se implante está colocado en la zona subcutánea91. b) Infección. Este tipo de complicación puede tornarse grave, obligando en ocasiones a tratamientos prolongados. Cuando se produce una infección, se altera el proceso de la integración celular de los de materiales, interfiriendo en los mecanismos de reparación tisular y originando en el receptor alteraciones que pueden conducir más tarde a la recidiva herniaria. De los materiales que se utilizan para este tipo de reparaciones, es el propileno el que mejor tolera la colonización de los gérmenes. Quizás, al tratarse de una prótesis reticular, los macrófagos y demás células defensoras pueden llegar con mayor facilidad al lugar de implante. Cuando se trata de biomateriales laminares, los gérmenes se pueden acantonar en la prótesis, sin posibilidad de que los macrófagos lleguen a penetrar en ella102. Los gérmenes que con mayor frecuencia producen la contaminación son los estafilococos (S. aureus o S. ! 67! epidermidis), aunque en algunos casos puede observarse una flora mixta, generalmente de ambiente hospitalario. Si el biomaterial que se contamina es el polipropileno, a veces es sólo una pequeña parte de la prótesis la que queda afectada por la infección, reintegrándose porque los tejidos95. Se puede realizar en este caso una exéresis parcial de la prótesis, dejando que cicatrice por segunda intención. Pero si el material es laminar o microporoso, como el PTFEe, generalmente nos veremos obligados a retirar la prótesis, lo que nos conducirá en la mayoría de los casos a la recidiva de la hernia, otras veces la infección aparece de forma tardía. Esto suele ocurrir mando los gérmenes, una vez adheridos contaminan el material y generan biofilms, los cuales los hace resistente a los macrófagos y a los antibióticos. Pueden permanecer en estado silente, y cuando el receptor tiene una disminución de defensas o entra en inmunodepresión por el motivo que sea, puede desencadenarse la infección sobre el biomaterial. c) Fístula enterocutánea. Tras la reparación y colocación de prótesis, puede aparecer esta grave complicación, la cual se debe a que la prótesis (generalmente macroporosa) queda en contacto directo con el intestino, de forma que lo erosiona. El intervalo de tiempo desde que se coloca la prótesis hasta que aparece la fístula es muy variable, habiendo casos descritos en lo que la aparición cursó tras años desde la intervención. Esta complicación acaba con la infección secundaria del biomaterial, debiendo ser este retirado y teniendo que tratar la comunicación intestinal con el exterior, desconectando el trayecto y tratando el polo intestinal. En caso de tratarse de una fístula cólica, a veces es necesario realizar una colostomía en un primer tiempo, hasta que el proceso de infección remita y desaparezca, retirándose es posible en ese mismo tiempo el biomaterial o bien posteriormente tras una segunda intervención. La reparación definitiva en caso de reciba herniaria ha de llevarse a cabo cuando las condiciones de la pared abdominal sean óptimas y no quede resquicio alguno de infección. Generalmente habrá que recurrir a técnicas de autoplastia. ! 68! d) Recidiva. Generalmente es secundaria a una infección previa, sobre todo cuando se precisa retirar el material. También puede aparecer cuando la colocación del bio material ha sido incorrecto, debido que su anclaje no se ha efectuado en el lugar preciso (distancia suficiente del anillo herniario). Para su tratamiento habrá que colocar nuevamente una bioprótesis como refuerzo de la plastia realizada previamente. Los resultados obtenidos tras el empleo de los materiales protésicos han conseguido que se disminuya de forma drástica la recidiva herniaria en general, sin perder de vista que algunas de las complicaciones, como infección por ejemplo, pueden complicar gravemente algunos implantes. 1.6. BIOMATERIALES. Los biomateriales se pueden clasificar según su comportamiento al ser implantados o bien atendiendo a su naturaleza química109, 113. Aún teniendo en cuenta que en el diseño de una prótesis se pueden combinar uno o más elementos, según la naturaleza química del material se pueden dividir en materiales de origen sintético o materiales de origen biológico. 1.6.1 Tipos de biomateriales a) Materiales de origen sintético. Dentro de este tipo de biomateriales vamos a tener: metales, cerámicas y polímeros. 1. Metales. Desde hace décadas, el uso de implantes metálicos para corregir los daños producidos en el cráneo o para la fijación interna de fracturas se justificaba inicial mente por el hecho de que la inclusión de elementos metálicos en el cuerpo de los soldados heridos se toleraba bastante bien. Los metales se han utilizado principalmente para la fabricación de prótesis para reemplazar partes del cuerpo (articulaciones, placas de cráneo, clavos, ! 69! etc.), o implantes utilizados para estabilizar y ayudar al normal proceso de reparación de un tejido (por ejemplo, en la unión de huesos fracturados). Se han utilizado diferentes clases de aceros inoxidable es y de aleaciones tales como CO-CR, CO-Cr-Mo, Co-Cr-Ni, o aleaciones a base te titanio, aluminio y vanadio114. Hoy día existe una gran diversidad de composiciones químicas para el acero inoxidable que se utilizan en medicina115, de tal forma que mejoran la corrosión del material y mejoran su resistencia. La resistencia a la corrosión es, probablemente, el primer requerimiento que ha de cumplir un implante de esta naturaleza. La corrosión también puede afectar directamente al tejido circundante por alterar de forma directa el entorno químico debido a cambios electroquímicos que liberan iones metálicos que pueden afectar el metabolismo celular, induciendo reacción inflamatoria crónica liberando los productos obtenidos de la corrosión. Además, aunque es poco frecuente, se puede producir la fractura del implante metálico, el cual podría provocar daños severos. Una de las causas que pueden acarrear la factura del implante es la “fatiga”, la cual no es más que un exceso de carga sobre el implante debido al movimiento. De esta forma, el fallo comienza con una pequeña rotura de la superficie que irá avanzando a través del material hasta que acabe seleccionándolo. Normalmente, la respuesta del tejido se va a caracterizar por una cápsula fibrosa que se genera en torno al implante y cuyo espesor va a depender de la intensidad del daño tisular provocado. A su vez, la reacción tisular frente al implante va ser directamente proporcional a la concentración del metal en el tejido. Hay que tener en cuenta también que la vascularización, como proceso de reparación tisular, se puede ver modificada por la presencia del implante, ya que al no ser un material poroso los capilares no pueden penetrar en él. Las aplicaciones de los metales como que materiales son muy variadas, ya sea para la fabricación en cardiología de stents vasculares y marcaparsos ! 70! como para odontología o ortopedia, como son los clavos de titanio para los implantes dentales o prótesis de rodilla o cadera. 2. Cerámicas. El uso de este tipo de material es muy antiguo, utilizándose de forma variada a lo largo de la historia ya que son clínicamente aceptables. Se suponía condenados a la extinción, pensándose en su progresivo reemplazo por nuevos biomateriales más eficaces. Sin embargo, se observó su potencial empleo en el diseño de implantes óseos y como sistemas transportadores, adquiriendo un nuevo papel en alza116, 117. El motivo por el que las cerámicas resultan atractivas al ser utilizadas como biomateriales, aún siendo mecánicamente débiles, radica en que son generalmente materiales químicamente inertes que no suelen desencadenar respuestas en el tejido no deseadas y que no son susceptibes de ataques microbianos. Desde la perspectiva de los biomateriales, las cerámicas engloban un grupo de compuestos inorgánicos de composición variada que son estables químicamente frente al oxígeno, los medios ácidos, alcalinos y salinos, y los disolventes orgánicos. Son muy resistentes al desgaste y generalmente se comportan como buenos aislantes térmicos y eléctricos. Todas estas propiedades son ventajosas para el desarrollo de prótesis óseas. Bajo este calificativo se incluye a la alúmina (óxido de aluminio), la hidroxiapatita (fosfatos cálcicos, como por ejemplo [Ca3(PO4)2]3Ca(OH)2), diferentes formas de carbono y los denominados biovidrios (cuya composición se basa en SiO2 - CaO - Na2O - P2O5 y algunos que contienen MgO y K2O). Las cerámicas pueden ser divididas en varios grupos. Dentro del primer grupo se encuentran los carbones, los cuales son cerámicas densas inertes que forman parte de los implantes vasculares; su variedad probablemente más utilizada es el grafito. Los carbones presentan módulos de elasticidad similares a los del hueso, mostrando buena compatibilidad con materiales hidrocarbonatos como el tejido óseo. A diferencia de la mayoría de los polímeros sintéticos y de los metales, presentan como ventaja que no experimentan fatiga. ! 71! En un segundo grupo se sitúan las cerámicas cristalinas bioinertes, como la alúmina, de elevada densidad y gran pureza. Son compuestos muy utilizados en implantes dentales debido a sus características de gran resistencia a la corrosión, buena compatibilidad y resistencia mecánica. El tercer grupo lo forman los materiales clasificados como cerámicas porosas, que posibilitan el crecimiento del tejido circundante y la adhesión celular al interior gracias a sus poros. Entre los materiales que constituyen este grupo, probablemente los más representativos son los corales; también la alúmina puede incluirse entre los materiales de este grupo, pero debe ser tratada para adquirir la porosidad característica de estos compuestos. Gracias a los foros permite la vascularización del implante yendo como modelo excelente para procesos de clasificación. El mayor problema de estas cerámicas es la debilidad mecánica que presenta, la cual es proporcional índice de porosidad. En un cuarto grupo se encuentran las cerámicas de superficie reactiva o bioactivas (hidroxiapatita y vidrios bioactivos), cuyo uso se potencia por mostrar una determinada reactividad química del implante frente a los tejidos circundantes118. La ventaja que presentan este tipo de biomateriales es que se pueden reabsorber a largo plazo desapareciendo los potenciales problemas de biocompatibilidad. Las cerámicas de este grupo se utilizan frecuentemente para fabricar implantes que induzcan y posibiliten la formación de estructuras óseas, con fines ortopédicos. El principal inconveniente que presentan es que los iones liberados durante el proceso de reabsorción han de encontrarse a una concentración compatible con el medio fisiológico que lo rodea y, a la vez, no resultar tóxicos119. Como quinto y último grupo tenemos las mezclas o composites, lo cuales presentan como característica principal la de estar compuestos por dos fases en los que se consigue una suma de las propiedades de cada una de las fases por separado. Como ejemplos de ellos tenemos las mezclas colágeno-hidroxiapatita y las de biovidrio-polietileno de alta densidad. ! 72! 3. Polímeros. La introducción de los polímeros sintéticos en el campo de los biomateriales se debe a la observación de los pilotos de guerra, los cuales no sufrían alteraciones oculares cuando se les incrustaban pastillas procedentes de las ventanas, las cuales estaban fabricadas con polimetilmetacrilato. A partir de entonces se generaron lentes intraoculares hechos de este material. También se utilizó en odontología y en cirugía ortopédica, fabricándose cemento para fijación de prótesis120. Más adelante se incorporaron otros polímeros, tales como el acetato de celulosa, componente esencial para los tubos de diálisis desde 1940; el dacron para injertos vasculares, y el polieteuretano empleado en prótesis cardíacas. Las propiedades físicas y la estabilidad química que presentan este grupo de biomateriales va depender de un conjunto de variables como son la composición química del polímero y el grado de entrecruzamiento. Como ventaja, se les puede dotar de una variedad amplia de propiedades añadiendo aditivos químicos, macromoléculas o segundas fases. La utilización va ser determinada por la forma, la estructura, la textura, la rigidez y la flexibilidad. Existe, por tanto, una gran variedad de polímeros que se pueden utilizar como biomateriales. En esta variedad se pueden establecer dos grandes grupos: los elastómeros y los plásticos. Los elastómeros se pueden someter a grandes deformaciones, pudiendo volver adquirir sus dimensiones y formas originales. Los plásticos, que se introdujeron en el mundo de la cirugía en los años 50, son materiales con una estructura más rígida y se pueden subdividir en función del comportamiento térmico que presentan. De esta forma, los termo plásticos se pueden someter a tratamiento térmico, y una vez fundidos es posible darles una forma adecuada para su aplicación final. Los hidrogeles, los cuales toman su nombre gracias a la afinidad que presentan por el agua y la incorporación de la misma a su estructura, se encuentra dentro de los polímeros sintéticos y que pueden ser tanto elastómeros como plásticos. Los hidrogel es tiene una composición muy variada, utilizándose polímeros naturales, como por ejemplo polímeros ! 73! aniónicos (ácido hialurónico, condroitín sulfato y ácido algínico), polímeros catiónicos (polilisina y quitosán), polímeros anfipáticos (colágeno, fibrina) o polímeros neutros (dextrano), así como una gran número de polímeros sintéticos o mezclas de los mismos121, 122. La estabilidad química de los polímeros viene determinada por la fuerza de los enlaces químicos y de la mayor o menor accesibilidad a la superficie; factores estéricos son capaces de ocultar enlaces químicos protegiéndolos del entorno y, por consiguiente, de la degradación del mismo. Este deterioro o envejecimiento de los polímeros se atribuye al hecho de que la mayor parte no se va a encontrar en equilibrio termodinámico, de tal manera que presentan tendencia a variar su tamaño molecular durante el envejecimiento. El mecanismo por el que se genera el proceso de degradación de los polímeros implica la participación de diferentes tipos de reacciones químicas: hidrólisis de poliamidas y poliésteres, oxidación-reducción, descarboxilación y reducción de dobles enlaces, y aquellas que implican la participación de radicales libres. Este conjunto de reacciones, sumado a los procesos catalizados enzimáticamente, pueden degradar el polímero mediante un mecanismo de rotura al azar o por despolimerización de las cadenas que lo constituyen. El proceso de biodegradación conlleva la hidrólisis del polímero, la actividad fagocítica de macrófagos y la actividad lítica de células gigantes de respuesta a cuerpo extraño. Para evaluar la respuesta del tejido respecto al implante y el tipo de interfase creada se precisa de la caracterización de los diferentes parámetros tanto físicos como químicos del polímero. Como propiedades de interés general tenemos la hidrofobicidad y la carga iónica que va a presentar la superficie del implante; propiedades las cuales se pueden ver modificadas debido a la formación de copolímeros o por la variación de la composición de estos. Otro de los parámetros que influyen sobre la respuesta del tejido respecto al implante es el tamaño molecular. En general, a menor masa molecular de un polímero, menor toxicidad para los tejidos. ! 80! Su característica principal es su elevada cristalinidad (45-55%) que le permite alcanzar una temperatura de fusión de 230º C131. No es soluble en la mayoría de solventes orgánicos, exceptuando organofluorados como el hexafluoroisopropanol. Las fibras que se obtienen como resultado a partir de PGA tienen una elevada resistencia. Su rigidez dificulta su uso para suturas, excepto cuando se emplea como material trenzado. Las suturas de PGA pierden alrededor del 50% de su fuerza tensil después de dos semanas, el 20 % a las tres semanas y el 100% en un mes. Son completamente absorbidas en 4-6 meses. El poliglicólico ha sido copolimerizado con otros monómeros para reducir la rigidez de sus fibras. La malla compuesta por ácido poliglicólico se comercializa como Safyl®. - Copolímeros de ácido poliláctico-ácido poliglicólico: Los polímeros de ácido poliláctico y poliglicólico se han constituido en diferentes proporciones que muestran distintos tiempos de reabsorción, los cuales oscilan entre dos y treinta y seis meses131 D, L-láctico y poliglicólico (50:50) 2-3 meses; poliglicólico 3-4 meses; D, L-láctico y poliglicólico (85:15) 2-4 meses; poli (D, L-láctico) 4-6 meses y poli (L-láctico) 18-36 meses. Debido a sus propiedades biológicas y mecánicas los polímeros de ácido poliláctico o los copolímeros PLA y PG tienen desde hace varios años aplicaciones terapéuticas muy diversas que dan testimonio de su biocompatibilidad y de sus propiedades reabsorbibles, así como de su ausencia de toxicidad. Entre estas aplicaciones cabe destacar su empleo como material de sutura absorbible, en forma de miniplacas y tornillos para la osteosíntesis, en forma de materiales termoplásticos en cirugía orbitaria, en forma de microesferas que permiten modificar ciertos parámetros cinéticos y la biodistribución de moléculas farmacológicas, como exfoliante en dermatología y en forma de membranas para la regeneración tisular guiada en periodoncia. ! 81! - Poli-caprolactona (PCL): es un polímero semicristalino, que presenta un punto de fusión de 59-69 °C y una temperatura de transición vítrea de -60 °C. Se comporta además como inmaterial biocompatibles que se puede utilizar como sutura biodegradable. Debido a que la policaprolactona tiene un intervalo de degradación elevado, del orden de 24 meses, se han preparado copolímeros con D,L-láctico para aumentar la velocidad de bioabsorción. También se utilizan copolímeros en bloque de PCL-co-PGA (MONOCRYL®), por ofrecer una menor rigidez comparado con el homo polímero de PGA puro. - Polidioxanona189-191 203-5: conocida como PDS, es una sutura sintética de la ETHICON®. Es un polímero de la polidioxanona con más fuerza tensil y más flexibilidad que el Dexon® y el Vicril®. Monofilamento que se degrada por hidrólisis no enzimática, provoca mínima reacción hística. Conserva un 70% de resistencia tensil a los 14 días, 50% a los 30 días y 25% a los 45 días. Tiene su absorción mínima a los 90 días y esta concluye a los 180 días. Su color es natural o violeta. - Poliglactina 910189, 191-2 203, 205-6 : es un co-polímero sintético del ácido glicólico y ácido láctico (en una proporción 90:10; 92 % de PGA y 8 % de PLLA), muy resistente, con mayor fuerza tensil que el ácido poliglicólico, viene como mono o multifilamento. Ambos ácidos existen en el cuerpo humano, y su degradación es por hidrólisis química. Se comercializa como: Vicryl®, de la firma ETHICON®, que son los productores originales conserva el 60% de la fuerza tensil a los 14 días, el 30% a los 24 y 10 % a los 35 días. Se absorbe fundamentalmente después de los 40 días y concluye a los 90, es monofilamento y de color violáceo. Los preparados oftalmológicos pueden tener color púrpura o sin teñir. Vicryl® recubierto, es la poliglactina 370 con estearato de calcio, de la firma ETHICON®, es inerte y poco antigénico. ! 82! ! FUERZA TENSIL DE ALGUNOS MATERIALES DE SUTURA (KgF/mm2) Acero monofilamento 162.6 +/- 0.4 Acero multiflamento 113.8 +/- 1.4 Poliéster no recubierto 86.4 +/- 0.7 Poliéster recubierto 90.1 +/- 0.6 Ácido poliglicólico 75.5 +/- 0.4 Polipropileno 67.9 +/- 2.2 Poliamida monofilamento 76.6 +/- 1.7 Poliamida multifilamento 70.9 +/- 0.5 Seda 45.6 +/- 0.3 Algodón 46.0 +/- 1.1 Cat gut 49.5 +/- 0.5 Tabla 2. Fuerza tensil expresada en KgF/mm2 (tomado de Al Sherbeeny, 2008) b) Materiales de origen biológico. Disponemos de un amplio conjunto de productos naturales que pueden ser utilizados como biomateriales; sin embargo, presentan el inconveniente de poder inducir una respuesta inmunológica y consiguiente proceso de rechazo, que se puede minimizar mediante una preparación previa del material. La mayor parte de estos biomateriales se obtienen del tejido conjuntivo que en el organismo forma los tendones, los huesos, la piel, los ligamentos y diversas membranas. El colágeno es el componente mayoritario del tejido conjuntivo y utilizado como biomaterial. Es una proteína que puede formar fibras y otras estructuras como redes118 138. El colágeno aporta una variedad de propiedades a los tejidos que lo contienen: fuerza a los tendones; resistencia, elasticidad y flexibilidad a la piel; la matriz de colágeno con cristales de fosfato cálcico constituye un soporte rígido, el hueso; el colágeno con una matriz de proteoglicanos confiere al cartílago sus características propiedades mecánicas. De sus características químicas se pueden resaltar su capacidad para formar enlaces de entrecruzamiento, la degradación por colagenasas, la reabsorción tisular, la semipermeabilidad y la capacidad para interaccionar con diversas moléculas. ! 83! Como características biológicas presenta antigenicidad reducida (por entrecruzamiento), favorece la adhesión celular, interacciona con plaquetas y produce la activación de los componentes del sistema de coagulación sanguínea139. Con agentes como el gutaraldehído y el formaldehído se pueden regular algunas de las propiedades del colágeno, lo cual a su vez ayuda a controlar su biocompatibilidad. Existen una gran variedad de aplicaciones del colágeno como biomaterial140-1. Se puede utilizar como sustitutivo de la córnea en forma de película o membrana, membranas para hemodiálisis, membranas de oxigenación, piel artificial y reparación de hernias. En forma de esponja se utiliza para la sustitución de huesos y cartílagos, para el tratamiento de lesiones de la piel, como contraceptivos vaginales o en tampones quirúrgicos. En disolución o gel se utiliza como transportador de drogas y de fármacos o como inyectable en cirugía plástica y, en forma de fibras, como material de sutura, componente artificial de vasos sanguíneos, componente de válvulas cardíacas y como gente hemostático. En cirugía cardíaca tiene una utilización muy relevante, ya que se utiliza para fabricar válvulas biológicas, denominadas también bioprótesis. El otro tipo de válvulas utilizadas son las denominadas mecánicas, las cuales son biocompatibles, con una capacidad funcional elevada, y son duraderas; sin embargo, están sujetas a complicaciones, como la formación de trombos, que se puede evitar con una terapia anticoagulante, inconveniente que presentan las mecánicas. Actualmente se realizan estudios para mejorar y alargar la vida de las bioprótesis, mejorar la calidad del tejido y reducir la calcificación. En cirugía plástica se utiliza en forma de inyecciones para el tratamiento de las imperfecciones, disimular las arrugas, disimular las cicatrices y las líneas faciales142. Generalmente el colágeno se obtiene y purifica de tejidos de origen bovino143. Gracias a los diferentes tratamientos, reacciones químicas que producen el entrecruzamiento del colágeno, se consigue disminuir la ! 84! antigenicidad del colágeno e incrementar su vida media en el tejido. Tras la implantación del colágeno se puede desarrollar un proceso de rechazo y el colágeno implantado con el tiempo llega a degradarse. El quitosán o chitosán es un polisacárido B107-9,144 copolimérico de D- glucosamina y N-acetilglucosamina que deriva de la quitina; el cual fue descubierto por Rouget en el año 1859 al tratar la quitina con una solución caliente de hidróxido potásico, obteniendo como resultado un producto soluble en ácidos orgánicos. En el campo de los biomateriales, el quitosán, se ha ensayado, entre otras aplicaciones, para membranas de hemodiálisis, en suturas biodegradables, en sustitutos artificiales de la piel, como agente cicatrizante en quemaduras, en sistemas de liberación de fármacos, y para el transporte de agentes anticancerígenos, etc145. El ácido hialurónico se utiliza como alternativa al colágeno. Se trata de un polisacárido esencial que forma parte de la matriz extracelular y que podemos encontrar de forma abundante en el cordón umbilical y, articulaciones y en el humor vítreo del ojo146. Lo sintetizan mayormente las células mesénquimales y es el único entre la familia de los glicosaminoglicanos que no se encuentra unido de forma covalente a las proteínas, ni contiene azufre; estando formado por unidades repetitivas de ácido D-glucurónico y N-acetilglucosamina. El ácido hialurónico nativo tiene un alto peso molecular y se une a proteoglicanos, proporcionando la integridad de los tejidos y formando una matriz para la migración celular. También se puede encontrar en zonas de inflamación, angiogénesis y cicatrización en forma preferente de polímeros de menor tamaño147. Para su uso en medicina, el ácido hialurónico se puede obtener a partir de crestas de gallo, aletas de tiburón o producido por la fermentación bacteriana de cepas patógenas para humanos (Streptococcus equii, Streptococcus zooepidemicus). El ácido hialurónico no es especie específico, esto es, no va a variar su composición entre especies, por lo que los estudios de hipersensibilidad ! 85! efectuados, aparte de su origen, no muestran una reactividad cutánea. Hoy en día es uno de los materiales más utilizados y más seguros para tratamientos de estética, especialmente a nivel facial. Debido a la degradación que sufre por las hialuronidasas, tiene el inconveniente de que su efecto es temporal por lo que precisa inoculaciones repetidas para mantener el efecto estético deseado. Como reacciones adversas a nivel cutáneo puede producir molestias, enrojecimiento inflamación de la zona inoculada, que se autolimitan o desaparecen después de un tratamiento antiinflamatorio148. Habría que distinguir las reacciones inflamatorias inmediatas que se producen como consecuencia de la agresión física de la inoculación de aquellas tardías en que podría intervenir una respuesta inmunitaria específica. Las reacciones producidas horas después de la inoculación del ácido hialurónico, pueden ser debidas a una respuesta específica en la que se activa la respuesta innata, igual que ocurre en otros traumatismos o lesiones espontáneas de la piel. La frecuencia con la que se producen este tipo de reacciones pueden estar relacionadas con la técnica de inyección, con la profundidad y con la rapidez en la inoculación149 y no son atribuibles en principio al material que se inocula. La resolución de este tipo de acciones puede ser tanto espontánea como con tratamiento esteroideo local150, 151 . De forma excepcional se ha llegado a producir necrosis en zonas especialmente sensibles, siendo atribuido a un efecto de compresión vascular que impide la correcta irrigación de la zona o al uso de el cual puede producir un espasmo vascular. De igual manera, la formación de equimosis se puede producir tras la perforación de algún vaso sanguíneo subcutáneo o embolias tras la inoculación directa del producto en el interior de los vasos. También se puede encontrar en la literatura el desarrollo tardío de una reacción inflamatoria con formación de granulomas con características histológicas de reacción a cuerpo extraño. La formación de granulomas se desencadena como respuesta a antígenos persistentes, sustancias irritantes y en general a compuestos poco solubles. El origen de los granulomas no tiene, generalmente, su génesis en una respuesta inmunológica si no que aparecen alrededor de ! 86! materiales insolubles o de cuerpos extraños que son difíciles de digerir. En muchos casos se ha podido comprobar la existencia de infección asociada en los granulomas formados152-3; cuyo origen es generalmente por bacterias oportunistas difíciles de identificar. No se han descrito relación causa-efecto entre la administración de un bioimplante cutáneo y el desarrollo de enfermedades autoinmunes. El alginato es un polisacárido que se utiliza igualmente como biomaterial y que tenido un gran auge en la última década. Será tratado en el siguiente tema junto con los factores de crecimiento, ya que son la base utilizada para el estudio realizado de esta tesis. 1.7 EL ALGINATO COMO BIOMATERIAL. El alginato es un polisacárido que procede de algunas algas marrones que son algas de gran tamaño entre las que podemos encontrar básicamente las siguientes: Laminaria hyperborea, que prolifera en Noruega donde se recoge en aguas poco profundas, pero también existe en el Cantábrico aunque esta es la Laminaria digitata, mientras que la Laminaria japonica, se cultiva en China y Japón y la Macrocystis pyrifera en aguas del pacífico y también encontramos otras especies de los géneros Lessonia, Ecklonia, Durvillaea y Ascophyllum. Estas algas contienen entre el 20 y el 30% de alginato sobre su peso seco. El alginato se extrajo por primera vez de estas algas marrones a través de tratamiento en medio alcalino y se estudió por primera vez a finales del siglo XIX, por el químico E.C. Stanford, que lo denominó “algin”. Los Estados Unidos fueron los pioneros en la producción comercial de alginato en la década de 1920, por la empresa “Kelco”. Vemos un uso muy extendido del alginato en la industria alimentario desde mediados del siglo pasado. ! 87! ! Ilustración 28. Macrocystis Pyrifera Tomado de: https://lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=macrocystis&lang=2 1.7.1 Estructura y propiedades del alginato El alginato se forma a través de dos tipos de monosacáridos, ambos con un grupo ácido, que son el ácido gulurónico y el ácido manurónico. No fue hasta 1955 cuando se descubrió la presencia del ácido gulurónico en el alginato. Antes se creía que estaba compuesto exclusivamente por ácido manurónico. Hay una gran diferencia entre los dos tipos de monosacáridos, ya que las conformaciones espaciales son diferentes lo que produce una gran diferencia estructural entre los bloques poliédricos, aunque los ácidos algínicos son copolímeros lineales de ambos ácidos por formación de enlaces glucosídiscos154-7, no todos son idénticos. Los encontramos tanto en bloques de homopolímeros de G (ácido gulurónico) como de M (ácido manurónico) como de heteropolímeros secuenciales alternados (G-M). La distribución de estos bloques determina las propiedades individuales del compuesto obtenido. En la figura de abajo vemos reflejados los diferentes tipos de alginato. ! 88! Las algas sintetizan el alginato inicialmente como un polímero de ácido manurónico, que posteriormente modifican transformando unidades de manurónico en gulurónico mediante una epimerización enzimática. El producto final contiene zonas formadas por gulurónico, zonas formadas por manurónico y zonas con gulurónico y manurónico alternados. Las zonas de ácido manurónico son casi planas, con una estructura semejante a una cinta, mientras que las de ácido gulurónico presenten una estructura con entrantes y salientes. El contenido relativo de cada uno de estos bloques de depende del tipo de alga y, en menor medida, de las condiciones de su crecimiento. Mientras que el bloque formado por gulurónico y manurónico alternos representa siempre alrededor de 1/3, el de poligulurónico y polimanurónico cambia mucho, pudiendo considerarse como casos Ilustración 29. Tipos diferentes de alginato según su estructura química Tomado de: http://www.etseib.upc.edu/docs/activitats_difusi/biotecnologia_-_dossier.pdf Ilustración 30. Proporción bloques de polisacáridos según algas Tomado de: http://www.scielo.org.ve/pdf/rlmm/v35n2/art05.pdf ! 89! extremos. El grado de desarrollo del alga es también una característica de la que depende la composición del alginato. Las algas maduras tienen mayor contenido de alginato, y con mayor viscosidad y capacidad gelificante, que las algas más jóvenes. El peso molecular puede alcanzar los 10000, todo esto dependiendo del tipo de alga, siendo los más largos los de Laminaria japonica. A veces se hidroliza también para su comercialización a distintos tamaños, dependiendo de la aplicación a la que se destine. Durante el almacenamiento de las algas secas antes de su procesado, o incluso del producto en polvo, el alginato se degrada con facilidad en presencia de oxígeno, disminuyendo su viscosidad. La forma ácida es la menos estable, y la sal sódica la más estable. En disolución, es estable entre pH 5,5 y pH 10. Una de las características esenciales de los alginatos y del ácido algínico, ya que reacciona con cationes polivalentes (como el calcio), es la conformación estructural. Esta estructura es conocida como “caja de huevo”. Esto permite la unión de dos cadenas de polímero, con lo que se consigue aumentar mucho el peso molecular y el volumen de las moléculas, aumentando por consiguiente la viscosidad. Dentro del polímero existen las tres clases de bloques (M.M, G.G y M.G), teniendo estos últimos alternancia uniforme, todas las uniones son 1-4 siendo las del ácido manurónico de configuración b y las del gulurónico de configuración a, la reactividad con el calcio para la formación de geles es una función directa de la longitud promedio de los bloques (G), los alginatos que poseen grandes fracciones (G-G) presentan una fuerte capacidad gelificante. Las principales propiedades de los alginatos son la viscosidad y la capacidad gelificante. Ilustración 31. Estructura en "caja de huevos" Tomado de: http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/azucares/alginato.html ! 96! El problema de optimización, por consiguiente, se enfoca en determinar las características para la fabricación del scaffold. En especial se deben encontrar los valores óptimos de la composición del alginato y la porosidad inicial, para que, en un tiempo específico, se presente el mayor modulo elástico. Este problema se puede escribir como: Donde, E es el módulo elástico, a es el porcentaje de alginato y la porosidad inicial. Para conocer la evolución de las propiedades mecánicas en el tiempo, se determinó el cambio de esta en conjunto con la degradación y la porosidad (el cambio en el tiempo se denomina contracción ). Este paso fue desarrollado mediante experimentación. En este sentido, se halla que la evolución de la porosidad en el tiempo es función de la porosidad inicial , el porcentaje de alginato a, el término de degradación (o contracción ) y las funciones z y y, dado por la expresión: De igual manera, se puede dar una expresión para el módulo de elasticidad: Por tanto, el problema de optimización se amplía para que el nivel de degradación (o contracción) y la porosidad final sean mayor que 25 y 80 %, respectivamente. Como bien se ha dejado reflejado, en lo explicado con anterioridad, una de las utilidades más importantes del alginato es su uso en scaffolds y su uso en regeneración de tejidos duros y blandos mediante estos andamios (scaffolds)159-173. ! 97! 1.8 FACTORES DE CRECIMIENTO La agresión de los tejidos, como ya comentamos anteriormente, tiene como resultado su alteración, respondiendo el organismo con un proceso de reparación174 del tejido afectado. El proceso se inicia con la aparición de un coágulo sanguíneo que va a rellenar el defecto producido, aportando las proteínas necesarias para generar un tejido fibroso que termina en cicatriz, la cual no respeta ni la arquitectura ni las funciones originales que existían. En ocasiones, este proceso no con lleva la reparación si no la creación de un tejido similar al original, presentando una arquitectura y una función exactamente igual. En este caso por lo tanto hablaremos de regeneración174. En el coágulo sanguíneo formado en las heridas producidas van existir componentes que desencadenarán uno de estos dos procesos se (reparación o regeneración). Las células sanguíneas quedarán atrapados en la malla producida por la cascada de la cual acción desencadenada. Uno de estos tipos celulares son las plaquetas, que van a presentar dos funciones: el taponamiento de los vasos sanguíneos y la secreción de proteínas que catalizan el proceso de la cicatrización. Dichas proteínas son conocidas como factores de crecimiento, que van a producir señales moleculares que cambiarán el comportamiento de las diferentes células que intervienen en el proceso de la reparación, mediando la migración, proliferación, diferenciación y metabolismo celular175. Los factores de crecimiento fueron descubiertos por Knighton en el año 1982. Tayapongsak176 fue quien descubrió en cirugía maxilofacial la fibrina autóloga, de forma que utilizaba la misma para vehiculizar el injerto en la cirugía. Para obtenerlo, extraía sangre del paciente y la centrifugaba, depositándose los elementos formes en el fondo del recipiente, formándose así el suero con la fibrina. Posteriormente Robert Marx177 aportó otro término a la bibliografía científica: el plasma rico en plaquetas (PRP). Para su obtención adaptó la técnica anterior para la obtención de la fibrina autóloga, en la que se englobaba el mayor número posible de plaquetas pensando en el aporte de las proteínas que existen en su interior. ! 98! 1.8.1 Definición Los factores de crecimiento son por péptidos que se encuentran en diferentes tipos de células y en la matriz extracelular, teniendo un papel fundamental, como ya hemos comentado, en la estimulación y regulación de la reparación de heridas en los diferentes tejidos del organismo. Dichos factores de crecimiento se alojan en los gránulos beta de las plaquetas. Los estadios del proceso de reparación se encuentran controlados por una gran variedad de cito quina y factores de crecimiento, que actúan de forma local regulando las funciones celulares más básicas, utilizando mecanismos endocrinos, paracrinos, autocrinos e intracrinos. Estos factores influyen en procesos tales como la angiogénesis, quimiotaxis y proliferación celular, además del control de la síntesis y la degradación de proteínas de la matriz extracelular178. Actual uniéndose al receptor extracelular que activará la vía intracelular de transducción de señales179,180. El control temporal de la expresión de los factores de crecimiento es crucial en algunas intervenciones quirúrgicas y en el tratamiento de desórdenes a nivel musculoesquelético, incluyendo defectos cartilaginosos, fracturas óseas y lesiones musculares o tendinosas181. Las plaquetas son elementos anucleares procedentes de los megacariocitos. Al producirse solución de continuidad en los tejidos, el factor plasmático de Von Willebrand se une a la membrana plaquetaria, lo que produce que se una al colágeno expuesto de la pared vascular, uniéndose entre sí. De esta forma forma se produce la agregación plaquetaria, la cual ocurre a través de puentes de fibrinógeno entre glicoproteínas de membrana. ! 99! La activación de las plaquetas es gracias a la activación de las fosfolipasas de la membrana celular, que promueven la liberación de Ca++, el cual por sí mismo produce la agregación y secreción. Tras la agregación y activación de las plaquetas, se liberarán nuevos factores agregan. Esto unido a la fase plasmática de la cual acción dará lugar a la formación de trombina y a la posterior sustitución del fibrinógeno soluble por una red de fibrina. En los gránulos liberados por las plaquetas se encuentran los factores de crecimiento182-3, los cuales pueden ser de diferentes tipos: 1- Factor de crecimiento transformante beta (TGFbeta): se encuentran en las plaquetas principalmente, además de en los macrófagos, linfocitos, neutrófilos, células mesenquimales indiferenciadas (MSCs), osteoblastos y en la matriz ósea. Su función principal es la quimiotaxis y la diferenciación de las células mesenquimales indiferenciadas, además de la síntesis de colágeno por parte de los osteoblastos. También va a favorecer la angiogénesis e inhiben la formación de osteoclastos y la reabsorción ósea174. 2- Factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF): es producido principalmente por macrófagos, osteoblastos (isoforma BB), condrocitos, fibroblastos y las células endoteliales. Favorece la angiogénesis a través de los macrófagos que actúan sobre las células endoteliales, realizando un efecto quimiotáctico y activador sobre las células de las inflamación (macrófagos), facilitando la mitogénesis mediante la proliferación y la quimiotaxis de células mesenquimales y favoreciendo, por parte de los osteoblastos, la formación de colágeno tipo I. El efecto mitogénico proviene en un 50 % de las plaquetas, siendo el resto proveniente de los factores de crecimiento175. 3- Factor de crecimiento fibroblástico (FGF): es producida, igualmente, por otros tipos celulares además de los fibroblastos, tales como los macrófagos, osteoblastos, plaquetas y células endoteliales. Inhibe a los osteoclastos y activa la proliferación y diferenciación de los osteoblastos. Respecto a los fibroblastos, favorecen la proliferación y la producción de fibronectina; ! 100! mientras que en las células endoteliales facilitan la mitosis y la quimiotaxis, favoreciendo la angiogénesis. 4- Factor de crecimiento similar a la insulina (IGF): se encuentra en la matriz ósea, además de ser producido por las plaquetas, macrófagos, osteoblastos y células mesenquimales. Estimulan la proliferación y diferenciación de las células mesenquimales así como la activación de los osteoblastos para el remodelado óseo176. 5- Factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF): su función se centra sobre la quimiotaxis y la proliferación de las células endoteliales. Tiene una acción de hiperpermeabilidad sobre los vasos puntos es producido por varias células, entre las cuales se encuentran plaquetas, macrófagos, osteoblastos y células del músculo liso y, sobre todo en estados de hipoxia. 6- Factor de crecimiento epidérmico (EGF): Su función es mitogénica, proapoptótica, migración y de diferenciación, no sólo de las células epiteliales, sino también de fibroblastos, células del cristalino, células renales y células gliales a partir de células mesenquimales186. Aunque aún no se conocen exactamente los mecanismos exactos de actuación de los factores de crecimiento, el mecanismo de acción es bastante similar entre los distintos factores. Además, distintos factores de crecimiento pueden producir efectos biológicos contrarios en las mismas células (como son el PDGF y el TGF beta). En el torrente circulatorio y la matriz extracelular se unen a proteínas específicas poco conocidas que impiden su rápida degradación. De manera general, los factores de crecimiento actúan a nivel de la membrana celular a través de receptores específicos que activan mecanismos de transducción de señales que penetran en el núcleo para la expresión de genes. El resultado producido es multifuncional y dependerá de la célula diana y del estado fisiológico de la misma, de la relación con otras células, la matriz extracelular y la presencia de otros factores187-8. ! 101! El mecanismo de acción que presentan los distintos factores de crecimiento sobre las células es muy parecido. Actúan a nivel de la membrana celular mediante receptores específicos, de manera que se inicia en el citoplasma una actividad de fosforilación del tipo tirosina-quinasa o bien serina-treonina quinasa, que activan rutas específicas de transducción de señal que se introducen posteriormente en el núcleo para la expresión de genes específicos. 1.8.2 Obtención de factores de crecimiento El sistema utilizado permite la obtención de un plasma rico en factores de crecimiento a partir de un pequeño volumen de sangre, esto es, que puede ir desde 5 cc hasta la cantidad que precisemos para tratar la lesión en cuestión). Es posible prepararlo en consulta de una forma que es fácilmente reproducible. El tiempo transcurrido desde la extracción sanguínea ya la obtención del plasma rico en factores de crecimiento es de unos 20 minutos. Con esta técnica no se precisa de uso de trombina ni cualquier otro hemoderivado. Permite la obtención de un concentrado exclusivamente plaquetario. La exclusión de los leucocitos evita la presencia de las interleukinas proinflamatorias, que degradarían el colágeno tipo I. Es un procedimiento en el que se utiliza la propia sangre del paciente, por lo que es autólogo, sin necesitar manipulación alguna ni adicion de ningún otro producto. Por tanto, el plasma rico en factores de crecimiento en un líquido activo en el que la coagulación se produce “in vivo”. En el proceso de obtención de los factores sea de trabajar en condiciones de asepsia (esterilidad). Para el correcto procesamiento, se precisa el personal sanitario tenga la experiencia necesaria para ello. Existen varios sistemas para la obtención de factores, como son: ! 102! • Sistema PRGF®: Como característica principal presenta rapidez y sencillez en el procedimiento, ya que no precisa el uso de equipos desechables, y con simples jeringas, tubos de ensayo y pipetas se puede obtener el plasma rico en factores de crecimiento. De esta característica derivan sus principales ventajas, que son: - Obtención inmediata, ya que la única infraestructura que necesita es la centrifugadora. - Es el sistema más económico. La principal desventaja es que si ha de ser muy meticuloso en la manipulación del plasma y en el para garantizar la esterilidad del procedimiento. • Sistemas PCCS® y GPS®: Son sistemas parejos, por lo que comparten tanto ventajas desventajas. Ambos utilizan una centrifugadora y un dispositivo desechable con el que se obtiene un concentrado de plaquetas, con una concentración de factores de crecimiento menor a la obtenida con un sistema como en el AGF®, pero permiten o no utilización rápida a un precio menos elevado, asegurando la esterilidad del procedimiento. • Sistema AGF®: precisa más tiempo de preparación que los previos, ya que precisa la extracción previa de 1 unidad de sangre del paciente para su procesamiento en el banco de sangre, aunque por contra esto nos garantiza la esterilidad y la obtención de plasma rico en factores de crecimiento y no de un concentrado de plaquetas. Este sistema asegura, teóricamente, una mayor concentración de células de la serie blanca y del fibrinógeno. Los promotores aseguran que esta ! 103! característica favorece una liberación más prolongada de los factores de crecimiento (pudiendo alcanzar hasta 2 semanas). Técnica de extracción y procesamiento: Se procede a realizar una punción en vena periférica, tomando las medidas de asepsia pertinentes, obteniendo un volumen comprendido entre 20-60 cc de sangre. Se recoge la muestra en tubos estériles con citrato sódico como anticoagulante. El centrifugado se realizará durante ocho minutos a 1800 revoluciones por minuto, obteniéndose la separación de los diferentes contenidos de la sangre (ilustración 34), con lo que se consigue concentrar las plaquetas en la zona inmediatamente superior a la serie roja y que los leucocitos se sedimente en una capa inmediatamente por encima de los hematíes; permitiendo que un operador que esté entrenado pueda recoger plasma rico en factores de crecimiento sin ninguna contaminación de leucocitos. Ilustración 34. Obtención del plasma tras la centrifugación Tomado de la página 3 del artículo “Plasma rico en factores de crecimiento” ! 104! Como observaremos en la ilustración 35, la fracción plasmática queda dividida en tres fracciones: dependiendo del hematocrito del paciente puede variar el volumen de estas fracciones. La fracción 1 (F1) contiene un número de plaquetas similar al que presenta la sangre periférica y es utilizado cuando es necesario para la preparación de un soporte de fibrina. La extracción de las distintas fracciones ha de realizarse bajo las más estrictas condiciones de esterilidad mediante pipetas. Una vez obtenidas las distintas fracciones, éstas son recogidas en recipientes estériles. El coágulo se activa, finalmente, mediante cloruro cálcico al 10% en una proporción de 50µl. por cada 1000 µl. de suero. En forma líquida puede ser aplicado en las Ilustración 35. Fracciones que presenta tras el centrifugado Tomado de la página 3 del artículo “Plasma rico en factores de crecimiento” ! 105! infiltraciones intraarticulares, lesiones tendinosas y musculares, de manera que la coagulación se produce directamente en la zona de aplicación. En el caso de las heridas, se puede obtener un coágulo rico en factores de crecimiento que es maleable y fácilmente aplicable en la zona lesionada. Si la superficie a tratar es extensa, se puede utilizar la fracción 1 (F1) rica en fibrina para que sirva como barrera de protección. 1.8.3 Plasma rico en plaquetas VS plasma rico en factores Existen diferencias significativas entre el plasma rico en factores de crecimiento (PRFC) y el plasma rico en plaquetas (PRP), que van desde el volumen sanguíneo que se necesita para su obtención pasando por la diferencia entre ciclos, hasta los diferentes activadores que necesitan189. Así, el PRP necesita un volumen sanguíneo entre 50 a 500 ml, mientras que el PRFC solamente precisa entre 5 y 40 ml. El ciclo de centrifugado necesario para obtener el PRP es el doble, esto es, necesita dos ciclos de centrifugado alta velocidad (entre 1500 y 3000 rpm) durante más de 30 minutos, mientras que para el PRFC sólo es necesario un ciclo de centrifugado a 1800 rpm en un periodo de 8 a 10 minutos. El PRP necesita, activador la trombina bovina, por lo que existe la probabilidad de rechazo por parte del paciente, mientras que el PRFC utiliza como activador el cloruro cálcico, por lo que es autólogo 100 %190. El producto rico en plaquetas obtenido en el PRP se puede congelar, de manera que esté disponible en el momento de la intervención, incluso días después, mientras que el PRFC ha de ser aplicado inmediatamente tras su preparación, ya que la vida media de algunos factores de crecimiento es tan sólo de pocos minutos. Otras diferencias significativas son: ! 112! intestinal porcina), Alloderm® (matriz dérmica acelular humana) o Safyl® (ácido poliglicólico). Se utilizaron 54 individuos que fueron sacrificados a los 30 y 60 días, midiéndose la fuerza tensil con un tensiómetro, depósito de colágeno, la organización del colágeno en la matriz extracelular y la neovascularización. Ambas mallas biológicas presentaron una neovascularización, depósito de colágeno y organización del colágeno superior que la presentada por la malla de Vicryl®. Una vez incorporadas las tres mallas al tejido, presentan una similar resistencia a la tracción. Es por ello que necesitamos mejorar la incorporación de neovasos y colágeno tras la colocación de la malla de Safyl®, para intentar al menos igualar los resultados obtenidos con las mallas biológicas. Ese mismo año, Dolce et al223 recubrieron prótesis de Safyl® con células madre y las colocaron intraperitonealmente, con el fin de reducir la formación de adherencias y mejorar la biocompatibilidad reduciendo la inflamación aumentando el crecimiento del tejido y la resistencia a la infección. Como resultados obtuvieron una menor formación de adherencias en aquellos animales a los que se implantó la prótesis de ácido poliglicólico recubierta con células madre respecto al grupo control, al que se colocó la malla sin recubrir a nivel intraperitoneal. 1.9.2 Modelos experimentales con alginato cálcico. Como ya comentamos anteriormente, el uso del alginato en el mundo de la medicina se encuentra en auge hoy día debido a sus propiedades y biocompatibilidad. Al tener una naturaleza hidrófila y altamente porosa, permite la inclusión y diferencianción de células y/o vasos sanguíneos permitiendo metabolismo celular y su perfecto desarrollo como matriz celular. Las probabilidades de rechazo son mínimas, debido a su inmunocompatibilidad. Varios son los artículos recientes sobre el uso de alginato en modelo animal. En 2013 se publicaron dos artículos sobre la utilización del alginato como agente hemostático. Taskin et al224 utilizaron 32 ratas que dividieron en 4 grupos: el grupo I se trataba del grupo control en el que no se realizó laparotomía, el grupo II se realizó laparotomía y, seguidamente se cerró, el grupo III se realizó laparotomía con posterior lesión esplénica ! 113! tratada con gasa empapada en suero fisiológico y compresión durante 3 minutos y el grupo IV se realizó exactamente como en el grupo III pero se aplicó a la gasa alginato cálcico. Al comparar el valor del hematocrito tras la cirugía, el grupo IV mostraba un mayor porcentaje y un menos sangrado peroperatorio, el cual medían con una bolsa de Poliéster en la que se acumulaba el sangrado. En este mismo artículo se menciona el realizado por Henderson225 en 1998 en el que demostró la disminución del sangrado en niños tras extracción dental. En 2015, Aydin et al226 utilizaron 39 ratas a las cuales se les realizó laparotomía con laceración hepática, tratándose en un grupo con una casa impregnada en suero fisiológico, un segundo grupo con el hemostático Ankaferd y un tercer grupo con una gasa impregnada en alginato cálcico. Se midió la cantidad de sangrado peroperatorio y postoperatorio, al igual que los niveles de hematocrito antes, durante y después de la cirugía; obteniendo como resultado un menor sangrado en los grupos dos y tres con respecto al control. Además, en el grupo del alginato presentaban áreas de fibrosis en la línea de incisión hepática, lo cual no se apreciaba en el grupo control. En el grupo Ankaferd se apreciaban áreas de necrosis focal. También se han realizado estudios en los que se ha utilizado el alginato como andamio. En 2013, Batool Hashemibeni et al227 encapsularon osteoblastos derivados de células madre, obtenida de tejido adiposo de perros, en andamios de alginato. Utilizaron alginato sin presencia celular en un grupo y alginato con osteoblastos encapsulado en otro y se comparó con el grupo control, realizando un defecto óseo en la tibia en los 3 grupos. Los grupos que presentaban alginato como tratamiento obtuvieron mejores resultados que el grupo control, teniendo mejores resultados el grupo con alginato y osteoblastos. En 2015, Matoba et al228 realizaron un estudio en dos grupos de ratas: En el primero de ellos, utilizar un 40 ratas que dividieron en cinco grupos. En el primero de ellos, utilizaron una malla de ácido poliglicólico, en el segundo añadieron cola de fibrina a dicha malla, y los otros tres grupos restantes añadieron alginato de sodio: en el primero añadiendo al alginato gluconato cálcico (SL), en el segundo realizaron lo mismo pero con menor cantidad de gluconato cálcico (WL) y el tercero sin gluconato (NL). ! 114! En el segundo grupo de ratas utilizaron 60 individuos, los cuales fueron divididos en 10 subgrupos: un primer subgrupo al que agregaron a la malla alginato con gluconato cálcico en baja concentración (WL) y un segundo subgrupo al que añadieron alginato sin gluconato cálcico (NL). Estos subgrupos estaban divididos en 5 cada uno, de forma que la cantidad de alginato añadida iba en aumento. Estudiaron así el grado de adherencias producido, la ascitis provocada y la inflamación y remodelación tisular, así como las células mesoteliales inducidas por el alginato mediante estudios inmunohistoquímicos. Finalmente, como resultados obtuvieron que a mayor dosis de alginato menor grado de adherencias, siempre y cuando la cantidad de gluconato cálcico añadida sea baja o ninguna. La ascitis no se consideró que fuera inflamatoria, teniendo en cuenta además que Aksoy et al229 mostraron en su estudio que la presencia de ascitis evitaba las adherencias, por lo que la ascitis detectada se puede deber a los efectos antiadhesivos. Gracias a la inmunohistoquímica, observaron que las ratas a las que se añadió alginato con baja cantidad de gluconato cálcico (WL) y sin gluconato cálcico (NL) presentaban en la superficie de la malla una capa de células mesoteliales bien formada, lo cual se traduce en menor cantidad de adherencias. Con esta misma técnica se estudiaron dos tipos de macrófagos: los macrófagos inflamatorios, que prevalecían la malla a la que se había añadido alginato con cantidades elevadas de gluconato cálcico; y lo macrófagos para la remodelación tisular, los cuales se presentaban en mayores cantidades en aquellas ratas a las que no se les había agregado gluconato cálcico al alginato. Por tanto, a menor cantidad de calcio, mayor remodelación tisular y mayor perfil de remodelación, mientras que a mayor cantidad de calcio, mayor perfil de inflamación. Poco antes había sido publicado un estudio llevado a cabo por Chaturvedi230 en el que realizó una lesión a nivel cecal y otra a nivel de peritoneo parietal, agregando o no, de forma aleatoria, posteriomente alginato a un grupo de 46 ratas. Obtuvieron como resultados la reducción significativa de la incidencia de las adeherencias en aquellas ratas a las que se aplicó el alginato. 1.9.3 Modelos experimentales con factores de crecimiento. ! 115! Como estudio a resaltar tenemos el realizado por Plencner et al231 en 2014, en el que estudiaron los diferentes resultados obtenidos al utilizar, en conejos chinchilla, cierre de laparotomía de 6 formas distintas: sutura simple con polipropileno 4/0, malla de polipropileno, malla de polipropileno envuelta en nanofibras de policaprolactona y factores de crecimiento, nanofibras de policaprolactona y factores de crecimiento, polipropileno envuelto en fibras de policaprolactona y un sexto y último grupo con nanofibras de policaprolactona. Los especímenes fueron sacrificados a las 6 semanas, realizándose la exéresis en bloque de la pared abdominal para someterla a diferentes estudios. Se realizaron estudios de tensión, mediante un tensiómentro, e histológicos de las piezas con microscopía electrónica, tinciones de H/E y tricrómicro con apoyo de inmunohistoquímica para marcar las fibras de actina del músculo liso. Como conclusión de dicho estudio obtuvieron resultados positivos de las nanofibras de policaprolactona sobre la regeneración de la fascia y que dicha regeneración mejoraba, ya que aceleraba el proceso, al añadir factores de crecimiento. ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 116! 2. JUSTIFICACIÓN E HIPÓTESIS DE TRABAJO No existe la menor duda que hoy en día la reparación de una eventración debe pasar, en la mayoría de los casos, por la utilización de material protésico, quedando las reparaciones con tejidos autólogos relegada a casos muy concretos. El gran avance del empleo de prótesis, en lo últimos años, como hemos visto con anterioridad, ha ido paralelo a los descubrimientos de nuevos biomateriales con la que poder construirlas. Es un requisito fundamental que no produzcan reacciones negativas o efectos que alteren el sistema biológico del receptor, local o sistémicamente; en definitiva que sean biocompatibles y que al mismo tiempo induzcan una reacción inflamatoria suficiente capaz de generar una eficaz cicatrización. Aunque actualmente existen numerosas prótesis que pueden ser utilizadas adecuadamente para reparar el defecto herniario, la gran mayoría de las que se emplean de forma efectiva para la reparación requieren que no se reabsorba con el tiempo, encontrándose presente para siempre dentro del magma fibroso creado, lo cual no deja de ser un material extraño que potencialmente puede dar complicaciones, aún más cuando se colocan en pacientes jóvenes (no se conocen aún las posibles complicaciones a largo plazo), en contacto con las asas intestinales o en campos infectados. Si bien existen prótesis reabsorbibles, su utilización está grabada con una mayor tasa de fracaso en la reparación del defecto herniario, ya que aunque existe una reacción fibrótica ésta no es lo suficientemente importante para dar el soporte tensivo adecuado a la pared abdominal, y por tanto los potenciales beneficios de que aportan este tipo de prótesis no es suficiente para recomendar su utilización sistemática. De especial interés dentro de los biomateriales reabsorbibles sintéticos tenemos la ácido poliglicólico, por su gran resistencia y rigidez, y su capacidad de conferir un verdadero andamio a las propias células del organismo. Debido a que a los 14 días mantiene una fuerza tensil del 50 % y esta disminuye al 20 % a los 21 días y junto a que a partir de los ! 117! 56 días la prótesis queda degradado y prácticamente absorbida por el cuerpo234, no es utilizada para la reparación de hernias hoy en día. Además, el tejido generado durante este tiempo no es de la suficiente calidad para dar un soporte tisular definitivo 203, 205-6. El alginato es un polisacárido que puede ser empleado en gel y que ha sido utilizado en los últimos años como andamio tisular, ya que es bicompatible y biodegradable, además de ser un biomaterial que favorece una migración celular precoz y efectiva. Por último tenemos los factores de crecimiento, que como hemos visto son elementos imprescindibles en la cicatrización, y que pueden ser extraídos del propio paciente, en el caso de que queramos utilizarlo localmente para inducir un proceso reparativo precoz. Por todo lo anterior, hemos planteado la hipótesis de que el uso de una malla de Ácido Poliglicólico, junto con gel de alginato y factores de crecimiento, debería inducir un mayor proceso reparativo, con menor reacción a cuerpo extraño ya que son elementos que finalmente se degradan y eliminan por completo. Buscamos, por lo tanto, un proceso de regeneración más que reparación de la pared abdominal dañada. Se contempla un cálculo de la “n” al mínimo con el fin de obtener la mínima información y limitar potencialmente el uso de más animales. La mayoría de los artículos que estudian esta patología en ratas W, trabajan con un tamaño muestral entre 10 y 20, por grupo. Se ha practicado técnicas refinada con el fin de evitar la inclusión de nuevos animales que requieran la repetición del procedimiento. ! ! ! ! ! ! 118! 3. OBJETIVOS Los objetivos que hemos planteado en nuestro trabajo de investigación son los siguientes: 1.General Mediante un modelo de experimentación animal, evaluaremos el comportamiento de mallas reabsorbibles de ácido poliglicólico impregnadas en alginato y en alginato con factores de crecimiento. 2.Específicos - Analizar histológicamente el comportamiento de la malla de ácido poliglicólico en el grupo control, para tomarlo como referencia de nuestro estudio, a los 14 y a los 28 días. Este comportamiento se estudiará tanto a nivel intraperitoneal como supraaponeurótico. - Analizar histológicamente el comportamiento de dichas mallas al añadirle el biomaterial y el biomaterial con factores de crecimiento, tras la colocación de la malla a los 14 y a los 28 días. Este comportamiento se estudiará tanto a nivel intraperitoneal como supraaponeurótico. - Examinar, desde el punto de vista histológico, los grados de inflamación, vascularización, fibrosis e hidrólisis de la malla; en los diferentes períodos (14 y 28 días) y a distintos niveles (intraperitoneal y supraaponeurótica). - Realizar un estudio descriptivo sobre las mortalidad en ratas tras la colocación de las distintas mallas y sobre la morbilidad, estudiando la posible aparición de abscesos y fístulas (estas solamente en aquellas mallas colocadas intraperitonealmente). ! 119! - Realizar un estudio comparativo entre las mallas colocadas a nivel intraperitoneal del grupo control, mallas con alginato y mallas con alginato y factores de crecimiento; para aclarar si existen diferencias significativas. - Realizar un estudio comparativo entre las mallas colocadas a nivel intraperitoneal del grupo control, mallas con alginato y mallas con alginato y factores de crecimiento; para aclarar si existen diferencias significativas. ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 120! 4. MATERIAL Y MÉTODOS 4.1 POBLACIÓN DE ESTUDIO Para el estudio realizado, se ha utilizado como modelo animal la rata albina de la variedad Wistar, de la especie Rattus norvegicus (figura 14). Figura 14. Rata Wistar. En la literatura consultada podemos encontrar distintos métodos experimentales realizados para llevar acabo estudios del comportamiento en la hernia abdominal de las mallas. Dichos estudios fueron llevados a cabo tanto en cadáveres humanos en las primeras 24 horas posmortem como en animales, tales como el cerdo, perros, conejos o ratas. Para el estudio de investigación que hemos realizado se decidió elegir la rata como modelo de experimentación, debido a los siguientes motivos: • Fácil disponibilidad en el Laboratorio de Cirugía Experimental en la que se llevó a cabo el proyecto de investigación. • El peso por grupos fue el siguiente: - Grupo Control: 240,20 (196-2684) gramos - Grupo Alginato: 246, 20 (195-348) gramos - Grupo Alginato-Factores 232,70 (194-317) gramos • La pared abdominal que presenta dicho animal, nos permite realizar un defecto herniario de forma artificial para, posteriormente, fijar una prótesis a nivel intraperitoneal y otra supraaponeurótica en el mismo acto quirúrgico. ! 121! • Presenta, además, una alta velocidad de reproducción (su ciclo reproductor se perpetúa a lo largo de todo el año), similitudes fisiológicas respecto al ser humano y fácil manejo. • Vida media larga. • Coste relativamente bajo. Al igual que en el ser humano, la pared abdominal de la rata está compuesta por los siguientes músculos: oblicuo externo del abdomen, oblicuo interno de las domen, transverso del abdomen y músculo recto de la abdomen. Bajo esta capa muscular vamos a encontrar el peritoneo, el cual contiene las siguientes vísceras abdominales: hígado, bazo, riñones, estómago, duodeno, yeyuno, íleon, colon, recto, etc. 4.2 DISEÑO DEL ESTUDIO Se ha realizado un estudio prospectivo, comparativo y cuasi-experimental en modelo animal. Se dividieron en 3 grupos con un subgrupo dentro de cada uno de ellos, con un total de 50 ratas: a) GRUPO A (10 ratas): hernioplastia supraaponeurótica e intraperitoneal con malla de ácido poliglicólico. El grupo A1 se sacrificó a los 14 días, mientras que el grupo A2 se sacrificó a los 28 días. b) GRUPO B (20 ratas): hernioplastia supraaponeurótica e intraperitoneal con malla de ácido poliglicólico a la que se añade gel de alginato cálcico. El grupo B1 se sacrificó a los 14 días, mientras que el grupo B2 se sacrificó a los 28 días. c) GRUPO C (20 ratas): hernioplastia supraaponeurótica e intraperitoneal con malla de ácido poliglicólico a la que se añade gel de alginato cálcico junto a factores de crecimiento. El grupo C1 se sacrificó a los 14 días, mientras que el grupo C2 se sacrificó a los 28 días. 4.3 INSTALACIONES Las intervenciones quirúrgicas realizadas en los animales utilizados como modelo experimental, al igual que su seguimiento y estabulación hasta el sacrificio, fue realizado en el Servicio de Producción y Experimentación animal del Instituto de biomedicina de Sevilla (IBIS) en el Hospital Universitario Virgen del Rocío, en Sevilla (Centro registrado y autorizado ES 410910008015), creado en Marzo de 2006 para la investigación biomédica multidisciplinar (figura 15). ! 128! Se marca una segunda raya a 1 ó 2 mm por encima de la primera, siendo en esta zona donde se encuentran los glóbulos blancos (que hay que evitar extraer porque contienen factores pro inflamatorios). Se marca una tercera línea justo en el límite superior del plasma. 4. Con ayuda de una regla medimos esta fracción y con un rotulador indeleble la dividimos en dos partes iguales: la parte superior la llamaremos PPP (plasma pobre en plaquetas) y la parte inferior PRP (es la que contiene el plasma rico en plaquetas). 5. Con una pipeta estéril se succiona la fracción superior de plasma (PPP), depositando una en un tubo eppendorf (figura 24). Con el mismo procedimiento, se se deposita la parte inferior del plasma (PRP) en otro tubo eppendorf. 6. En caso de no ser utilizados de forma inmediata, se mantendrán a una temperatura de -80º C. Figura 24. Tubo eppendorf. 7. Para activar tanto el PPP como el PRP justo antes de utilizarlos, mezclaremos el volumen extraído con el correspondiente volumen de CaCl2 al 10 % según la relación: Para 2 ml PRP/PPP añadir 0,1 ml CaCl2 al 10 %. 4.7 CONSIDERACIONES LEGALES Y ÉTICAS Éste proyecto de investigación obtuvo un informe favorable (APTO) tras ser valorado por el Comité de Ética de la Investigación del Hospital Universitario Virgen del Rocío, quedando constancia de ello en las actas 02/13. Este proyecto se encuentra ubicado en la Categoría de la clasificación del IACUC (Institutional Animal Care and Use Comité), en la que se encuentran incluidos los ! 129! procedimientos que provocan o inducen dolor moderado, estrés o malestar, los cuales son inhibidos o eliminados con los analgésicos o anestésicos que se precise232. Durante el período comprendido del proyecto de investigación experimental, los animales se trataron según los acuerdos del Consejo de Europa para la protección de los modelos de experimentación animal utilizados. Se garantizó, en los distintos procedimientos del proyecto, el reemplazo y la reducción del número de animales, además del alojamiento, el cuidado y la utilización éstos. Se ha minimizado en la medida de lo posible el dolor, sufrimiento y estrés que potencialmente podían desarrollar dichos animales. El sacrificio se llevó a cabo bajo las directrices que podemos encontrar en la Directiva Europea ya mencionada, en la cual también se hace referencia a los animales y su sacrificio humanitario. La justificación del uso de este modelos experimental se basa en la no existencia de otro tipo de procedimiento que nos permita conseguir los resultados esperados. • Normativa: - DIRECTIVA DEL CONSEJO DE EUROPA 86/609/CEE, sobre aproximación de las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas de los estados miembros respecto a protección de los animales utilizados para experimentación y otros fines científicos. 24 de noviembre de 1986. - REAL DECRETO 223/1988, del 14 de marzo sobre protección de los animales utilizados para experimentación y otros fines científicos. B.O.E. de 18 de Marzo de 1988. - INSTRUMENTO de Ratificación del Convenio Europeo sobre protección de los animales vertebrados utilizados con fines experimentales y otros fines científicos, hecho en Estrasburgo el 18 de marzo de 1986. B.O.E. de 25 de Octubre de 1990. - REAL DECRETO 53/2013, de 1 de febrero, por el que se establecen las normas básicas aplicables para la protección de los animales utilizados en experimentación y otros fines científicos, incluyendo la docencia. 4.8 INTERVENCIÓN QUIRÚRGICA. PROCEDIMIENTOS Nos disponemos a desarrollar el proceso llevado a cabo para la realización de defecto herniario, colocación de la malla y posterior sacrificio con toma para de muestras para posterior análisis histológico. 4.8.1 Período preoperatorio ! 130! Los modelos animales de experimentación fueron vigilados e inspeccionados durante las 72 horas previas a la intervención, para poder evidenciar y descartar cualquier signo de enfermedad. El pienso concentrado estándar especial roedores fue el utilizado para alimentar a los sujetos. Previo a la intervención, no se realizó el pertinente ayuno preoperatorio, por lo que los animales dispusieron en todo momento de comida y agua a su propio antojo. La profilaxis antibiótica no fue llevada a cabo, ya que la relativa tasa de infecciones producida en roedores es baja. 4.8.2 Período operatorio 1. Procedimiento anestésico. Gracias a los anestésicos utilizados en la Cirugía Experimental, se consigue eliminar el dolor manteniendo tanto el ritmo cardíaco así como la función respiratoria dentro de los límites fisiológicos. Para el estudio realizado se utilizó un protocolo basado en la combinación de Ketamina y Xilacina. Se procedió a pesar a los animales previa administración del combinado anestésico, para ajustar así la dosis precisa. - La Ketamina es una droga disociativa con propiedades anestésicas, además de sedantes, analgésicas y con potencial alucinógeno, además de producir broncodilatación y aumento de la tensión arterial. Se utiliza tanto en humanos como animales. Se utiliza tanto para la inducción como el mantenimiento de la anestesia general, en combinación con un sedante (la Xilacina en nuestro caso). Precisa de unos 10 minutos aproximadamente para conseguir el máximo efecto, quedando los animales plenamente recuperados en 60 a 90 minutos. - La Xilacina es un agonista de los receptores alfa-2 adrenérgicos. Es un sedante muy potente, además de miorrelajante y analgésico. La acción sedante y analgésica se debe a una depresión del sistema nervioso central, mientras que el efecto de relajación muscular se genera por la inhibición de la transmisión intraneural en el sistema nervioso central. Tras la inyección intramuscular los efectos se desarrollan de 10 a 15 minutos, mientras que si es endovenosa el tiempo desciende entre 3 a 5 minutos. La dosis utilizada para la inducción anestésica fue un combinado de Ketamina con Xilacina a razón de 80 y 10 mg/kg de peso, respectivamente, inyectándose a nivel intraperitoneal. Dicha punción se realizó con aguja intradérmica a nivel de hipogastrio. En algunos casos se precisó administración extra del combinado debido a la existencia de movimientos tras una estimulación podal (se procede a comprimir con una pinza una de las extremidades inferiores del animal para ver ! 131! si hay o no respuesta por parte del mismo, lo cual nos indica un índice bajo de sedación), administrando la mitad de la dosis inicial. 2. Procedimiento quirúrgico. Las intervenciones realizadas, tanto realización de defecto herniario como colocación de malla y posterior sacrificio, fueron llevadas a cabo por el mismo cirujano/investigador. Descripción. Todos animales precisaron rasurado previo a la intervención. Fueron colocados en posición de decúbito supino y con extensión de las cuatro extremidades, las cuales se fijaron a una tabla quirúrgica, sobre la cual se colocó un paño estéril. Se aplicó Povidona iodada sobre la pared abdominal previo a la laparotomía. Laparotomía: se realizó una incisión a nivel de línea media hasta alcanzar plano muscular, disecando todo el subcutáneo desde el apéndice xifoides al pubis, desde línea axilar derecha a fosa ilíaca derecha y desde línea axilar izquierda a fosa ilíaca izquierda. 1ª intervención (realización de defecto herniario): Una vez expuesto todo el plano muscular, se procede a marcar en la pared abdominal con un rotulador estéril el futuro defecto a realizar de 1,5 cm2 (figura 25). A nivel de flanco derecho se realiza defecto hernia supraaponeurótico (figura 26), mientras que a nivel de flanco izquierdo se realizó un defecto de 1,5 cm2 que comprendía aponeurosis, músculo y peritoneo, quedando en contacto las asas intestinales con tejido subcutáneo (figura 27). Para evitar el cierre de dicho orificio se marsupializaron los bordes con sutura de ácido poliglicólico 4/0. Se procede al cierre de la piel con seda 3/0. Figura 25. Marcaje con rotulador de zona a herniar. ! 132! Figura 26. Defecto supraaponeurótico. Figura 27. Defecto intraperitoneal. 2ª intervención (colocación de malla): A los 7 días de la primera intervención se procede a la reapertura de laparotomía previa, disecando nuevamente el tejido subcutáneo como en la intervención anterior. Una vez expuestos ambos defectos herniarios realizados en la cirugía previa, se procede a la colocación de las mallas de ácido poliglicólico de tamaño 2 x 2 cm (figura 28), las cuales serán fijadas con sutura de ácido poliglicólico del 4/0. Dependiendo si la rata pertenece al grupo A, B o C se colocará malla sin biomaterial, malla con alginato o malla con alginato y factores de crecimiento. En caso de tratarse del grupo A, se colocará la malla de ácido poliglicólico. ! 133! En caso de tratarse del grupo B, se colocará la malla de alginato cálcico, añadiendo a dicha malla 1 ml de CaCl2 al 1 % para la encasulapción del mismo. En caso de tratarse del grupo C será necesario sacar del congelador los factores de crecimiento con 1 hora de antelación. Justo antes de colocar la malla con alginato, se añaden con una pipeta a la misma 2 ml de PRP/PPP (ya activados previo a la congelación) y se añade 0,1 ml de CaCl2 al 1 % para la encapsulación del alginato, al igual que hacíamos con las mallas del grupo B. Figura 28. Mallas de ácido poliglicólico cubriendo defectos herniarios. 4.8.3 Período postoperatorio Tras ambas intervenciones, los animales permanecieron en una sala que se encuentra anexa al quirófano experimental, hasta su plena recuperación de la consciencia. Tras este paso, son transportadas al animalario para estabulación y donde permanecerán hasta la siguiente intervención. Diariamente se realizó una evaluación clínica de cada uno de los animales, valorando su estado de salud con diferentes parámetros (anorexia, movilidad, piloerección, hundimiento de globo ocular, comportamiento anormal). Como analgesia postoperatoria se aplicó, vía subcutánea, Meloxicam 2 mg/kg de forma inicial y 1 mg/kg tras 24 horas. 3ª intervención (sacrificio y obtención de muestras): a los 14 ó 28 días, según correspondiera para cada rata, se procedió al sacrificio. Para el sacrificio de los animales emplearemos Pentobarbital Sódico intraperitoneal diluido para evitar el dolor provocado por la irritación del mismo en el peritoneo, a una concentración 18%, 200 mg/ml a una dosis de 200mg/Kg. ! 134! Protocolo: 1. Pesar el animal y calcular la dosis según las referencias dadas. 3. Preparar el material (jeringas y agujas, algodón y alcohol) 4. Disolver si es necesario el barbitúrico e introducir en la jeringa la dosis exacta 5. Preparar al animal inmovilizándolo con una mano y inyectándole el barbitúrico con la otra. 6. Dejar en su jaula al animal y esperar que le sobrevenga la muerte, observando los signos indicativos del proceso. Una vez más, se realizó la reapertura de la laparotomía previa, quedando expuesta la pared abdominal en su totalidad (figura 29). Se procedió a la exéresis en bloque de toda la pared abdominal (figura 30), referenciando con un punto de seda del 3/0 la parte craneal y con dos puntos de seda 3/0 la parte caudal, introduciendo la muestra en un bote con formaldehido al 4 % (figura 31). La razón de referenciar con seda fue que así podíamos definir de forma clara y sin dudas cuál era el flanco derecho y cuál el izquierdo, caso de descomposición de la muestra antes de su estudio histológico que no permitiera reconocer con claridad de qué lado se trataba. Figura 29. Exposición de pared abdominal. ! 135! Figura 30. Exéresis en bloque de pared abdominal. Figura 31. Piezas introducidas en formaldehído al 4 %. 4.8.4 Procesamiento de las muestras obtenidas El estudio de microscopía óptica se realizó con una Olympus BX 61. Para ello, se procedió a la deshidratación mediante solventes aclarantes y posterior inclusión en parafina, constituyéndose así bloques para el examen histológico. Con la ayuda de un microtomo, se realizaron secciones de un grosor aproximado de 4 micras, colocándose después la pieza en un porta-objetos mediante adhesivos. Nuevamente se procedió al secado hidratación de las muestras, quedando así preparadas para la tinción final. Para el examen de los diferentes cortes se utilizaron dos tipos de tinción: - Hematoxilina-Eosina (H-E): de esta forma conseguimos teñir de color morado estructuras ácidas tales como el núcleo celular, mientras que con la eosina conseguimos teñir de color rosa las estructuras alcalinas, como son los citoplasmas celulares. ! 136! - Tricrómico de Masson (Tri): esta tinción nos permite visualizar de forma clara las fibras de colágeno tipo uno, que forman fibras gruesas o haces, y están diseñadas para dar resistencia. Un solo patólogo investigador fue el que analizo todas las muestras, de forma que se mantuvo cegado en relación a los grupos que pertenecían cada una de las muestras (A1, A2, B1, B2, C1, C2). Los aumentos utilizados para el estudio histológico fueron de 4, 10,40 y 100 aumentos. 4.9 VARIABLES A ESTUDIO 1. Variables independientes: - Malla de ácido poliglicólico. - Malla de ácido poliglicólico con gel de Alginato cálcico al 4 %. - Malla de ácido poliglicólico con gel de Alginato cálcico al 4 % y factores de crecimiento activados con CaCl2. 2. Variables dependientes: - Mortalidad - Absceso - Eventración - Grado de adherencias (malla intraperitoneal) - Peso - Examen histológico: inflamación, vascularización, fibrosis y grado de hidrólisis de la malla. 4.9.1 Variables: Definición - Mortalidad: exitus en el postoperatorio (período comprendido desde la primera intervención hasta el sacrificio). - Absceso: presencia de colección de contenido purulento sobre la malla, ya sea supraaponeurótica o intraperitoneal. ! 137! - Eventración: se define como herniación que ocurre en una zona que ha sido intervenida anteriormente. En este caso lo que tratamos de observar es la recurrencia de la hernia tras la intervención. - Grado de adherencias: para ello utilizamos la clasificación de Knightly 233 (tabla 5). Medimos el grado de adherencias tras colocar la malla a nivel intraperitoneal y presencia de fístulas intestinales. Grado Definición 0 Sin adherencias. 1 Adherencia única, delgada, fácil de separar. 2 Adherencias débiles, poco numerosas. 3 Adherencias numerosas con extensiones parietales. 4 Adherencias numerosas en intestino, mesenterio, omento y pared abdominal. Tabla 5. Grado de adherencias - Peso: se midió el peso de las ratas antes de cada intervención (3 pesadas durante la duración del estudio) para dilucidar si influye en el estado general del animal la utilización de alginato y alginato y factores de crecimiento. - Examen histológico: se realizó un estudio anatomopatológico sobre los parámetros inflamación, vascularización, fibrosis e hidrólisis de la malla a los 14 y 28 días, según procediera tras la aleatorización, puntuando como leve, moderado o severo según el porcentaje que presentara del mismo (tabla 6). ESTUDIO HISTOLÓGICO DEL PSEUDOTUMOR Infiltrado de células inflamatorias (NEUTRÓFILOS): 1 punto: Leve (<25%) 2 puntos: Moderado (25-75%) 3 puntos: Severo (> 75%) Infiltrado de células inflamatorias (CÉLULAS GIGANTES): 1 punto: Leve (<25%) 2 puntos: Moderado (25-75%) 3 puntos: Severo (> 75%) Actividad fibroblástica 1 punto: Leve (<25%) 2 puntos: Moderado (25-75%) 3 puntos: Severo (> 75%) Depósito de colágeno 1 punto: Leve (<25%) 2 puntos: Moderado (25-75%) 3 puntos: Severo (> 75%) Neovascularización 1 punto: Leve (<25%) ! 144! ! Ilustración 40. Adherencias con fístula en rata perteneciente al grupo Alginato sacrificada a los 14 dias 5.2 EVALUACIÓN DE LA REPARACIÓN DE LA PARED ABDOMINAL a) Evaluación macroscópica. Una vez transcurridos los 14 ó 28 días, según correspondiese el grupo, se procedió al sacrificio de las ratas, observándose a nivel macroscópico la malla ambos defectos herniarios realizados previamente sin presentar recidiva herniaria ninguno de ellos. ! Ilustración 41. Rata grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 28 días ! b) Evaluación microscópica. ! 145! A nivel microscópico se estudiaron las variables ya mencionadas en el capítulo anterior, de tal forma que se clasificaron en: 1- Inflamación: mediante el estudio del infiltrado presente de neutrófilos y células gigantes. 2- Vascularización. 3- Fibrosis: mediante el estudio de los depósitos de colágeno y la actividad fibroblástica. 4- Hidrólisis de la malla. Todas las biopsias corresponden a músculo esquelético y tejido fibroadiposo (partes blandas), observándose en algunos casos fragmentos de glándulamamaria, de pared intestinal o ganglios linfáticos. En la mayoría de los casos hemos observado un proceso inflamatorio agudo (abscesos de polimorfonucleares neutrófilos), crónico (infiltrados de linfocitos y células plasmáticas) y granulomatoso (reacción granulomatosa de tipo cuerpo extraño con presencia de células gigantes multinucleadas que fagocitan cuerpos extraños y células histiocitarias). También se han podido observar cuerpos extraños exógenos de tres tipos: hilo de sutura (utilizada para fijación de la malla a la pared abdominal, apreciándose al microscopio numerosas fibras que originan una intensa reacción inflamatoria aguda y granulomatosa), restos de malla (material amorfo ante el cual el organismo de la rata responde con inflamación, generalmente crónica aunque también aguda y granulomatosa, y con fibrosis) y por últimos hemos observado restos vegetales y restos de algodón/gasa (con su correspondiente reacción granulomatosa y aguda asociadas). El hilo de sutura seguido de la malla son los que hemos podido observar con mayor frecuencia. En muchos casos también hemos observado áreas de necrosis, identificando en algunas ratas microorganismo bacterianos (colonias de cocos) en el seno de dichas áreas. Muchos de estos focos de necrosis y abscesos podrían ser consecuencia de procesos infecciosos sobreañadidos. Estos serían causa de un retraso en la cicatrización (fibrosis). ! 146! Alrededor de la necrosis y los abscesos a veces se produce una fibrosis reactiva (pseudoencapsulación), que dificulta la evaluación del grado de fibrosis producido por la malla. A la hora de valorar el grado de inflamación hemos tenido en cuenta los tres tipos de inflamación observada (aguda, crónica y granulomatosa). Como hemos dicho anteriormente, la inflamación se produce en torno al hilo de sutura, la malla, los restos vegetales y el algodón (estos dos últimos con mucha menor frecuencia), pero también la observamos sin tener relación con ellos. Resulta imposible distinguir la inflamación relacionada con el hilo de la producida por la malla, por lo que hemos realizado un gradación de la inflamación en conjunto. En las siguientes imágenes imágenes se pueden observar los cortes más significativos como resultado del estudio: 1. Malla intraperitoneal del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 28 días. Marcada proliferación de fibroblastos con patrón fascicular, acompañada de proliferación vascular e infiltrado inflamatorio. ! !!!!!!!!!!!!Ilustración 42. Fibrosis intensa. Tinción H/E 10x 2. Malla supraaponeurótica del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 14 días. Marcada proliferación de fibroblastos con patrón fascicular y numerosos neovasos acompañantes. ! 147! ! Ilustración 43. Fibrosis intensa. Tinción H/E 10x ! 3. Malla intraperitoneal del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 28 días. Presencia de abundante material amorfo grisáceo (malla) con intensto infiltrado inflamatorio asociado. ! Ilustración 44. Mínima hidrólisis de la malla. Tinción H/E 10x ! 4. Malla intraperitoneal del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 28 días. A la derecha de la imagen se observan restos de malla con intenso infiltrado inflamatorio acompañante y a la izquierda vamos un acúmulo de polimorfonucleares neutrófilos rodeados de histiocitos (absceso).! ! ! 148! ! Ilustración 45 Inflamación intensa con formación de abscesos. Tinción H/E 10x 5. Malla supraaponeurótica del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 14 días. Marcada proliferación de fibroblastos y fibras de colágeno (azul). ! !!!!!!!!! !!!!Ilustración 46. Fibrosis intensa. Tricrómico de Masson 20x 6. Malla supraaponeurótica del grupo Alginato-Factores con sacrificio a los 14 días. Marcada proliferación de fibroblastos. ! 149! ! !!!!!!!! !!!Ilustración 47. Fibrosis intensa. Tinción H/E 20x 7. Malla supraaponeurótica del grupo Alginato con sacrificio a los 28 días. Área con células degeneradas, detritus celulares, neutrófilos y depósitos de fibrina (necrosis). ! Ilustración 48. Focos de necrosis. Tinción H/E 10x 8. Malla intraperitoneal del grupo Alginato con sacrificio a los 28 días. Se observan tres pequeños abscesos de contornos irregulares formados por acúmulos de neutrófilos rodeados de histiocitos. ! 150! ! !!!!!!!! !!Ilustración 49. Inflamación intensa con formación de abscesos. Tinción H/E 10x 9. Malla intraperitoneal del grupo Alginato con sacrificio a los 28 días. Proliferación de fibroblastos y fibras de colágeno. ! !!!!!!!!!!!!! Ilustración 370. Fibrosis intensa. Tinción tricrómico de Masson 10x ! 10. Malla intraperitoneal del grupo Alginato con sacrificio a los 28 días. Misma muestra de la rata anterior (9) pero con tinción H/E. ! 151! ! !!!!!!!! !!!Ilustración 51. Fibrosis intensa. Tinción H/E 10x 5.3 ESTUDIO DESCRIPTIVO VARIABLES NO AGRUPADAS 5.3.1 Inflamación . - Malla intraperitoneal SACRIFICIO-DÍAS GRUPO Total CONTROL ALGINATO ALGINATO Y FACTORES 14 DIAS INFLAMACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 2 5 2 9 MODERADA 3 5 5 13 SEVERO 0 0 3 3 Total 5 10 10 25 28 DIAS INFLAMACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 4 5 4 13 MODERADA 1 2 4 7 SEVERO 0 3 2 5 Total 5 10 10 25 Total INFLAMACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 6 10 6 22 MODERADA 4 7 9 20 SEVERO 0 3 5 8 Total 10 20 20 50 Tabla 7. Inflamación intraperitoneal. ! 152! Malla supraaponeurótica SACRIFICIO-DÍAS GRUPO Total CONTROL ALGINATO ALGINATO Y FACTORES 14 DIAS INFLAMACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 1 2 5 8 MODERADA 4 6 4 14 SEVERO 0 2 1 3 Total 5 10 10 25 28 DIAS INFLAMACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 2 6 1 9 MODERADA 3 4 5 12 SEVERO 0 0 4 4 Total 5 10 10 25 Total INFLAMACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 3 8 6 17 MODERADA 7 10 9 26 SEVERO 0 2 5 7 Total 10 20 20 50 Tabla 8. Inflamación supraaponeurótica. 5.3.2 Vascularización Malla intraperitoneal SACRIFICIO-DÍAS GRUPO Total CONTROL ALGINATO ALGINATO Y FACTORES 14 DIAS VASCULARIZACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 0 3 3 6 MODERADA 5 4 7 16 SEVERO 0 3 0 3 Total 5 10 10 25 28 DIAS VASCULARIZACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 4 2 3 9 MODERADA 1 6 4 11 SEVERO 0 2 3 5 Total 5 10 10 25 Total VASCULARIZACIÓN INTRAPERITONEAL LEVE 4 5 6 15 MODERADA 6 10 11 27 SEVERO 0 5 3 8 Total 10 20 20 50 Tabla 9. Vascularización intraperitoneal. ! 153! Malla supraaponeurótica SACRIFICIO-DÍAS GRUPO Total CONTROL ALGINATO ALGINATO Y FACTORES 14 DIAS VASCULARIZACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 2 4 3 9 MODERADA 3 5 5 13 SEVERO 0 1 2 3 Total 5 10 10 25 28 DIAS VASCULARIZACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 4 6 3 13 MODERADA 1 3 3 7 SEVERO 0 1 4 5 Total 5 10 10 25 Total VASCULARIZACIÓN SUPRAAPONEURÓTICA LEVE 6 10 6 22 MODERADA 4 8 8 20 SEVERO 0 2 6 8 Total 10 20 20 50 Tabla 10. Vascularización supraaponeurótica. 5.3.3 Fibrosis Malla intraperitoneal SACRIFICIO-DÍAS GRUPO Total CONTROL ALGINATO ALGINATO Y FACTORES 14 DIAS FIBROSIS INTRAPERITONEAL LEVE 2 3 1 6 MODERADA 2 5 8 15 SEVERO 1 2 1 4 Total 5 10 10 25 28 DIAS FIBROSIS INTRAPERITONEAL LEVE 2 2 4 8 MODERADA 2 7 5 14 SEVERO 1 1 1 3 Total 5 10 10 25 Total FIBROSIS INTRAPERITONEAL LEVE 4 5 5 14 MODERADA 4 12 13 29 SEVERO 2 3 2 7 Total 10 20 20 50 Tabla 11. Fibrosis intraperitoneal.