Versatilidade da tela de 4-Polihidroxibutirato (PhasixTM) em cirurgia de parede abdominal / Versatility of poly-4-hydroxybutyrate (phasix™) mesh in abdominal wall surgery

ABSTRACT Background Poly-4-hydroxybutyrate (P4HB) is a naturally occurring polymer derived from transgenic E. coli bacteria with the longest degradation rate when compared to other available products. This polymer has been manufactured as a biosynthetic mesh to be used as reinforcement when repairing a variety of abdominal wall defects. Objective: We aim to describe our center initial experience with this mesh and discuss the possible indications that may benefit from the use of P4HB mesh. Methods: This is a descriptive retrospective study of patients who underwent abdominal wall repair with a P4HB mesh from October 2018 to December 2020 in a single, large volume, academic center. Results: A total of 51 patients (mean age 54.4 years, range 12-89) underwent abdominal wall reconstruction with a P4HB mesh between October 2018 and December 2020. The mean BMI was 30.5 (range 17.2-50.6). Twenty-three (45%) patients had a prior hernia repair at the site. We grouped patients into six different indications for the use of P4HB mesh in our cohort: clean-contaminated, contaminated or infected field (57%), patient refusal for permanent meshes (14%), those with high risk for post-operative infection (12%), visceral protection of second mesh (10%), recurrence with related chronic pain from mesh (6%), and children (2%). Median follow-up was 105 days (range 8-648). Two patients had hernia recurrence (4%) and 8 (16%) patients developed seroma. Conclusion: P4HB mesh is a safe and a viable alternative for complex hernias and high-risk patients with a low complication rate in the short-term.

RESUMO Contexto: 4-Polihidroxibutirato (P4HB) é um polímero natural derivado da E. coli transgênica que tem a mais longa taxa de degradação quando comparado a outros produtos. Este polímero é manufaturado como uma tela biossintética a ser usada como um reforço no reparo de uma variedade de defeitos de parede abdominal. Objetivo: O objetivo deste estudo é descrever nossa experiência inicial com esta tela e discutir suas possíveis indicações. Métodos: Estudo retrospectivo e descritivo com pacientes que foram submetidos a cirurgia de reconstrução de parede abdominal de outubro de 2018 a dezembro de 2020 em um grande centro acadêmico. Resultados: Cinquenta e um pacientes, média de 54,4 anos (12-89) foram submetidos a reconstrução da parede abdominal com tela de P4HB entre outubro de 2018 e dezembro de 2020. O índice de massa corpórea médio foi de 30,5 kg/m2(17,2-50,6). Vinte e três pacientes (45%) tinham cirurgia prévia de hérnia no mesmo local. Nós agrupamos pacientes em seis diferentes indicações para o uso da tela de P4HB: campo limpo-contaminado, contaminado, infectado (57%), recusa do paciente em telas permanentes (14%), pacientes com alto risco de infecção no pós-operatório (12%), proteção visceral de contato com outra tela (10%), recidiva da hérnia associada com dor crônica relacionada a tela anterior (6%) e pacientes pediátricos (2%). O seguimento mediano foi de 105 dias (8-648). Dois pacientes tiveram recidiva (4%) e 8 (16%) desenvolveram seroma. Conclusão: O uso da tela de P4HB se mostrou uma alternativa segura e viável com baixa taxa de complicações para estes pacientes no curto prazo.

A purple non-sulfur bacterium producing polyhydroxybutyrate and the conserved region of pha synthase gene / Bactéria púrpura não sulfurosa produtora de polihidroxibutirato e a região conservada do gene pha sintase

This study aimed to screen purple non-sulfur bacteria capable of accumulating granules or polyhydroxybutyrate (PHB) inside the cells, identify the potent strain, assay the enzyme or PHA synthase, and compare the PHB synthase gene with that of related strains. A total of 58 strains of purple non-sulfur bacteria were isolated from 108 samples of chicken feces in the chicken-egg farm of the Department of Animal Science, Faculty of Natural Resources at Prince of Songkla University, Hat Yai, Thailand. After cultivating the bacteria in glutamate malate (GM) medium without added glutamic acid under light (3,000 Lux) at 35oC for 5 days, the intracellular biopolymer granules of the bacteria were observed by using a Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) with excitation and emission wavelength of 530 and 605 nm, respectively. Gas chromatography (GC) was carried out for quantitative analysis of PHB. There were five strains, CH12, CH52, CH72, CH90 and CH92, showed biopolymer granules under CLSM, and accumulated PHB 5, 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) of the cell dry weight (CDW), respectively. The 16S rDNA sequence analysis of CH12 strain showed a high homology of 100% correlation to that of Rhodopseudomonas palustris strain NCIB8288. Regarding the taxonomic characteristics and 16S rDNA sequence analysis, CH12 strain was identified as Rps. palustris NCIB8288. The PHA synthase activity of the crude extract from CH12 strain was 25 units/mL. The conserved regions could be aligned and selected among 5 strains of Rhodopseudomonas palustris (strains BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 and BisB18). The purified PCR product was obtained for further studies.

Este estudo teve como objetivo rastrear bactérias púrpuras não sulfurosas capazes de acumular grânulos ou polihidroxibutirato (PHB) dentro das células, identificar a estirpe potente, ensaiar a enzima ou PHA sintaxe, e comparar com o gene PHB sintase com aquele de estirpes relacionadas. Um total de 58 estirpes de bactérias púrpuras não sulfurosas foram isoladas a partir de 108 amostras de fezes de galinhas na granja produtora de ovos do Departamento de Ciência Animal, Faculdade de Recursos Naturais da Universidade Prince of Songkla, Hat Yai, Tailândia. Depois de cultivar as bactérias em um substrato de glutamato/malato (GM), sem ácido glutâmico adicionado, sob luz (3000 lux) a 35 ºC durante 5 dias, os grânulos de biopolímeros intracelulares das bactérias foram observados utilizando um microscópio confocal (do inglês Confocal Laser Scanning Microscope - CLSM) com comprimentos de onda de excitação e emissão de 530 e 605 nm, respectivamente. A cromatografia gasosa (do inglês Gas chromatography - GC) foi realizada para uma análise quantitativa de PHB. Havia 5 estirpes, CH12, CH52, CH72, CH90 e CH92, que mostraram grânulos biopoliméricos quando submetidos ao CLSM, e PHB-5 acumulado de 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) do peso celular seco (do inglês cell dry weight - CDW), respectivamente. A análise da sequência do rDNA 16S da estirpe CH12 demonstrou uma alta correlação de homologia de 100% para aquela da estirpe NCIB8288 da Rhodopseudomonas palustris. Em relação às características taxonômicas e da análise da sequência do rDNA 16S, a estirpe CH12 foi identificada como Rps. palustris NCIB8288. A atividade da PHA sintase do extrato bruto da estirpe CH12 foi de 25 unidades/mL. As regiões conservadas puderam ser alinhadas e selecionadas entre 5 estirpes de Rhodopseudomonas palustris (BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 e BisB18). O produto purificado da reação em cadeia da polimerase - PCR foi obtido para estudos futuros.

Avaliação mecânica da placa de compósito de poli-hidroxibutirato e hidroxiapatita em modelos ósseos de gato / Evaluation of the mechanics of of polyhydroxybutyrate and hydroxyapatite composite plates in bone models of cat

Avaliou-se mecanicamente o compósito de poli-hidroxibutirato 70 por cento e hidroxiapatita 30 por cento na forma de placas para fixação óssea. Foram utilizadas 15 placas do compósito com 60mm de comprimento por 10mm de largura e espessura variando de 3mm no centro a 5mm nas extremidades, com seis orifícios. As placas foram fixadas em um modelo acrílico de fêmur de gato, e o conjunto foi submetido aos testes de flexão com quatro pontos, compressão axial e torção, empregando-se como referência microplacas de aço ASTM-F138 2,0mm. As médias das forças máximas nos testes de flexão e de compressão foram, respectivamente, de 323,20N e 617,70N, para as placas de compósito, e de 352,33N e 547,70N, para as placa de aço. No teste de torção, as médias dos torques máximos foram de 1,01Nm para as placas de compósito e de 1,15Nm para as placas de aço. Não houve diferença estatística entre as placas de compósito e de aço. O comportamento físico do material foi diferente, pois as placas de compósito se romperam e as de aço apenas se deformaram, revelando baixa ductilidade das placas de compósito.

Fixation bone plates made of 70 percent polyhydroxybutyrate and 30 percent hydroxyapatite composite were mechanically evaluated. The fifteen composite plates employed presented six holes and measured 60 x 10mm, length and width, respectively, with thickness ranging from 3 to 5mm according to the region. The plates were fixed in acrylic models of cat femur, then were subjected to tests of four-points bending, axial compression, and torsion, using as reference 2mm stainless steel plates. The means of the maximum force in flexion and compression tests were, respectively, 323.20N and 617,70N for the composite plates and 352.33N and 547.70N for the steel plates. In the torsional test, the means of torque were 1.01Nm for the composite plates and 1.15Nm for steel plates. There were no statistical differences between the plates of composite and steel. The physical behavior of the material was different once the composite plates broke up while the stainless steel ones only presented deformation, revealing the low ductility of the composite plates.

Compósito para fabricação de implantes reabsorvíveis para osteossíntese: avaliação da biocompatibilidade em coelhos / Composite for the fabrication of resorbable implants for osteosynthesis: biocompatibility evaluation in rabbits

A biocompatibilidade, a osseointegração e a reabsorção de compósitos contendo 10 por cento de hidroxiapatita (HAP-91®) e 90 por cento de polihidroxibutirato foram analisadas após implantação em defeitos ósseos em coelhos. Foram obtidos dados clínicos, radiográficos, histológicos e histomorfométricos aos oito, 45 e 90 dias após a realização da cirurgia, sendo os resultados comparados aos de defeitos não-preenchidos. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos para os parâmetros clínicos avaliados. Radiografias demonstraram o compósito em contato direto com osso aos 45 e 90 dias. Tecido ósseo se formou normalmente no defeito e na interface com o material, quando comparado ao controle. Não foi observado infiltrado inflamatório. Em todos os dias, a porcentagem de tecido ósseo foi maior que a de tecido conjuntivo (P=0,001 aos 8 e 45 dias e 0,022 aos 90 dias) dentro dos defeitos. Foram observados tecidos ósseo e conjuntivo na interface com o compósito, sendo o último significativamente maior que o primeiro aos 90 dias (P=0,004). Foram observados sinais de reabsorção do compósito: células gigantes na superfície de fragmentos do compósito separados do bloco original. Portanto, pode-se concluir que o compósito é biocompatível em coelhos, reabsorvível e se integra ao tecido ósseo.

Biocompatibility, osseointegration, and resorption of a 10 percent hydroxyapatite (HAP-91®) - 90 percent polyhydroxybutyrate composite were analyzed after implantation in rabbits´ bone defects. Clinical, radiographic, histologic and histomorphometric data were collected on the 8th, 45th, and 90th days after surgery and the results were compared to those of unfilled defects. No significant differences between groups for the evaluated clinical parameters existed. Radiographs showed bone-composite direct contact. Bone tissue was formed normally in the defect and at the composite-tissue interface when compared to the control. No inflammatory infiltrated was observed. For each sampling day, the percentages of bone were greater than those of connective tissues (P=0.001 on the 8th and 45th days and 0.022 on the 90th day) inside the defect. Bone and connective tissues were seen at the interface with the composite, being the last one significantly greater than the first on the 90th day (P=0.004). Composite's resorption signs were evident: giant cells on the surface of composite fragments separated from the original bloc. Data support that such composite is biocompatible in rabbits, resorbable and integrate to bone.