Revista Latinoamericana de Tecnología Extracorpórea

The contact between blood and artificial surfaces in extracorporeal circulation produce adverse changes such as, red blood cells adhesion and destruction, platelets adhesion, and activation of coagulation cascade. This paper deals with the development and analysis of non thrombogenic surface coating for use on the internal surface of polyvinilchloride (PVC) tubing, commonly utilized in cardiopulmonary bypass procedures. We have evaluated: non coated tubing, heparin-benzalconium chloride coated and low energy plasma coated tubing (Glow Discharge). The analysis of hemocompatibility was undertaken by fibrinogen levels and platelets count in human blood exposed in vitro: before and after 2.5 hours in contact with the evaluated surfaces. Results have shown that heparin coated tubing and plasma coated tubing presented results close to the initial values. Non coated tubing presented a 15% reduction in fibrinogen levels and a 19,4% reduction in the platelet numbers.

O contato entre o sangue e superfícies artificiais na circulação extracorpórea (CEC) provocam alterações adversas como, por exemplo, a adesão e destruição de glóbulos vermelhos, a adesão plaquetária e a ativação da coagulação sanguínea. Este trabalho compreende o desenvolvimento e análise de revestimentos superficiais não trombogênicos para utilização na superfície interna de tubos de poli(cloreto de vinila) (PVC), muito utilizados em procedimentos de circulação extracorpórea. Foram avaliados: tubos não revestidos, tubos revestidos com heparina-cloreto de benzalcônio e tubos revestidos com plasma de baixa energia (GlowDischarge). A análise da hemocompatibilidade foi realizada pela dosagem de fibrinogênio e contagem de plaquetas em sangue humano em períodos de exposição in vitro: pré e após 2,5 horas em contato com as superfícies avaliadas. Os resultados obtidos mostraram que os tubos revestidos, tanto com heparina como com plasma, apresentam valores próximos aos iniciais. Já no caso dos tubos não revestidos apresentam redução de 15% na dosagem de fibrinogênio e 19,4 % no número de plaquetas.

Nas últimas quatro décadas muitos pesquisadores da área de biomateriais têm desenvolvido materiais para contato direto com componentes sangüíneos. Este contato entre o sangue e superfícies artificiais na circulação extracorpórea (CEC) provocam alterações adversas como, por exemplo, a adesão e destruição de glóbulos vermelhos, a adesão plaquetária e a ativação da coagulação sanguínea [1]. Materiais não-trombogênicos sempre foram a grande meta dos pesquisadores e com isso surgiram diversas correntes de pesquisas. Uma das correntes estuda as cargas superficiais; outra linha de pesquisa estuda a energia livre interfacial; e uma última realiza estudos de revestimentos superficiais com compostos não-trombogênicos (heparina, albumina, lipídeos, hidrogeis, etc) [2, 3, 4, 5, 6].

A pesquisa aborda o desenvolvimento e análise de revestimentos superficiais não trombogênicos para utilização na superfície interna de tubos de poli(cloreto de vinila) (PVC), utilizados em procedimentos de operações cardíacas, que utilizam circulação extracorpórea (CEC).Optou-se por revestir tubos de PVC por ser muito utilizados em várias aplicações na área médica e apresentar superfícies de contato direto com o sangue.

Neste trabalho mostra-se a análise in vitro de dois revestimentos superficiais obtidos por métodos diferentes: revestimento com heparina-cloreto de benzalcônio e revestimento com plasma. O plasma refere-se ao estado físico, ou seja, ao meio gasoso altamente ionizado ou quarto estado da matéria.

Foram avaliados dois tipos de revestimentos sobre tubos de PVC - 3/8" (9,52mm): revestimento com heparina-cloreto de benzalcônio e revestimento por plasma de baixa energia (GlowDischarge), proveniente do gás hexafluoreto de enxofre (SF6). Tubos não revestidos também foram avaliados obedecendo padrões experimentais. O revestimento com heparina foi realizado a partir da adsorção da solução heparina-cloreto de benzalcônio dissolvido em álcool isopropílico 100%, obtido no laboratório LabioMec/DEMA/FEM/UNICAMP, sobre as superfícies internas dos tubos de PVC.

O revestimento com plasma foi obtido com a deposição de um filme fino de SF6 nas condições: potência - 50 Watt; pressão - 1,5 ( 10-1 Torr ; tempo - 15 min; gás injetado no reator - hexafluoreto de enxofre (SF6). Os teste hematológicos constituíram-se da dosagem de fibrinogênio e controle de plaquetas pré e após contato de 2,5 horas com sangue humano sobre as superfícies avaliadas. Os exames foram realizados no laboratório de hemostasia do HEMOCAMP/UNICAMP, utilizando o TROMBOLIZER-COMPACT XR, do fabricante Organon Teknika; e para contagens de plaquetas utilizou-se o ADVIA-120, com leitura a laser do fabricante BAYER. Foi necessário coletar sangue fresco diretamente de um único doador voluntário, nunca de uma bolsa de sangue estocada. Uma amostra de sangue inicial retira-se, de maneira convencional (pré 2,5 horas em contato com as superfícies), e determinam-se os parâmetros de avaliação. O número de réplicas para cada segmento de tubo foi N=3.

Antes de coletar o sangue as amostras de tubos revestidos e não revestidos foram esterilizadas com óxido de etileno. O volume de sangue humano fresco retirado foi 5 ml, em citrato, para cada amostra de tubo de PVC revestida e não revestida. São homogeneizados seguidamente, por uma hora a 8 rpm, em homogenizador de sangue PHOENIX AP-22. Determina-se o número de plaquetas e centrifuga-se cada amostra por separado a 3000 rpm por 15 minutos para obter o plasma e determinar o valor de fibrinogênio.

A) Não revestidos
B) Revestido com Heparina- Cloreto de Benzalcônio (HCB)
C) Revestido com Plasma de SF6 (Hexafluoreto de Enxofre)

A tabela 1 apresenta os resultados hematológicos para as condições antes mencionadas.

Tabela 1 Resultados de fibrinogênio e número de plaquetas, para diferentes revestimentos superficiais do PVC.

Nos revestimentos com heparina observou-se uma diminuição de 7% do número de plaquetas, mantendo quase constante a taxa de fibrinogênio. Para revestimentos com plasma SF6, observou-se um comportamento similar, demonstrando para ambos revestimentos, boas propriedades antitrombogênicas.

No caso do tubo de PVC não revestido, apresentam reduções de 15% na dosagem de fibrinogênio e 19,4 % no número de plaquetas. Estes resultados demonstram que para substratos não revestidos existe uma probabilidade maior de adesão e destruição de glóbulos vermelhos e adesão plaquetária.

Concluindo, observa-se que os resultados obtidos neste trabalho demonstram a possibilidade de obtenção de novos tipos de revestimentos não trombogênicos sobre substratos de PVC, utilizados em circuitos extracorpóreos. A utilização dos revestimentos desenvolvidos e avaliados pode ser estendida para produtos como válvulas cardíacas, cateteres, implantes, cânulas, drenos e uma infinidade de aplicações específicas que requerem redução da trombogenicidade.

1. PARK, J. B.; LAKES, R. S. Biomaterials an Introduction. Second Edition. Plenum Press, New York, 1992.

2. CHAPMAN, D.;CHARLES, S. A. A coat of many lipids in the clinic. Chem. in Britain. p. 253-256, 1992.

3. NOVELLO, W.P., et al. Characterization of coatings for open-heart surgery tubing with heparin and lipid. J. of Mat. Sc.: Materials in Medicine, v.9, n°12, p. 793-796, 1998.

4. SCHMER, G. The Biological activity of Covalently Immobilized Heparin. Trans. American. Soc. Art. Int. Organs, v. 18, p. 321-323, 1972.

5. CHOLAKIS, C.H.; SEFTON, M. V. Chemical Characterization of an immobilized heparin: heparin-PVA. Polymers as Biomat. New York, Plenum Press, p. 305-315, 1984.

6. CBAS COMPENDIUM CARMEDA.. Heparin coatings. Maio, 2000. Disponível em . Acesso em 17 maio. 2000.

ANÁLISE IN VITRO DE REVESTIMENTOS NÃO TROMBOGÊNICOS OBTIDOS SOBRE TUBOS DE PVC UTILIZADOS NA CEC.