Traumatic perforations of the tympanic membrane: immediate clinical recovery with the use of bacterial cellulose film / Perfurações traumáticas da membrana timpânica: recuperação clínica imediata com o uso de fragmento de celulose bacteriana

Abstract Introduction: Perforation of the tympanic membrane is a reasonably frequent diagnosis in otorhinolaryngologists' offices. The expectant management is to wait for spontaneous healing, which usually occurs in almost all cases in a few weeks. However, while waiting for healing to be completed, the patients may experience uncomfortable symptoms. Although some research suggests the use of various materials to aid in the recovery of the tympanic membrane, none presented robust evidence of improvement in the cicatricial process. Nevertheless, the occlusion of the perforation with some material of specific texture and resistance can alleviate the patients' symptoms and accelerate the healing process. Objective: To evaluate the clinical (symptomatic and functional) improvement after the placement of bacterial cellulose film (Bionext®) on tympanic membrane perforations (traumatic). Methods: We evaluated 24 patients, victims of traumatic perforations of the tympanic membrane, who were evaluated in the Otorhinolaryngology Emergency Room. Following otoscopy and audiometric examination was performed, before and after the use of cellulose film occluding the tympanic membrane perforation. Results: Twenty-four patients were included, whose degree of overall discomfort caused by the tympanic membrane perforation and the presence of symptoms of autophonia, ear fullness and tinnitus were investigated. The mean score attributed to the overall annoyance caused by tympanic membrane perforation was 7.79, decreasing to a mean value of 2.25 after the film application. Symptom evaluation also showed improvement after using the film: autophonia decreased from a mean value of 6.25 to 2.08, tinnitus from 7 to 1.92 and ear fullness from 7.29 to 1.96. The auditory analysis showed mean threshold values still within the normal range at low and medium frequencies, with slight hearing loss at acute frequencies, but with significant improvement at all frequencies, with the exception of 8000 Hz, after film use. Conclusion: The use of bacterial cellulose film fragment on traumatic perforations of the tympanic membrane promoted immediate functional and symptomatic recovery in the assessed patients.

Resumo Introdução: A perfuração da membrana timpânica é uma condição clínica relativamente frequente em consultórios de otorrinolaringologistas. A conduta é quase sempre expectante, aguardando cicatrização espontânea, que costuma ocorrer na quase totalidade dos casos em algumas semanas. No entanto, enquanto não se completa, os pacientes mantêm sintomas desconfortáveis. Embora algumas pesquisas sugiram o uso de materiais diversos para auxiliar na recuperação da membrana timpânica, nenhuma apresentou evidência substancial de melhoria no processo cicatricial. Por outro lado, a oclusão da perfuração com alguns materiais de textura e resistência específicas poderia aliviar os sintomas dos pacientes durante o processo cicatricial. Objetivo: Avaliar a melhoria clínica (sintomática e funcional) após a colocação de película de celulose bacteriana (Bionext®) sobre a perfuração da membrana timpânica (traumática). Método: Foram avaliados pacientes com perfurações traumáticas da membrana timpânica que deram entrada no pronto-socorro de otorrinolaringologia. Eles foram avaliados em relação a suas queixas e exame audiométrico, antes e após a aplicação de película de celulose que oclui a perfuração da membrana timpânica. Resultados: Foram incluídos 24 pacientes, nos quais foram pesquisados o grau de incômodo global causado pela perfuração da membrana timpânica e a presença de sintomas de autofonia, plenitude auricular e tinnitus. A média da nota atribuída ao incômodo global causado pela perfuração foi de 7,79; caiu para valor médio de 2,25 após a aplicação da película. A avaliação dos sintomas também apresentou melhoria após uso da película, autofonia caiu de valor médio de 6,25 para 2,08; zumbido de 7 para 1,92 e plenitude auricular de 7,29 para 1,96. A análise auditiva apresentou um valor médio de limiares ainda dentro da normalidade em frequências baixas e médias, com perda de audição leve em frequências agudas, porém com melhoria significante em todas as frequências, com exceção de 8000 Hz, após a colocação da película. Conclusão: A aplicação de fragmento de película de celulose bacteriana sobre perfurações traumáticas da membrana timpânica promoveu recuperação funcional e sintomática imediata nos pacientes estudados.

A medium supplemented with vegetable extract used for cellulose production of Rhodococcus SP. MI 2 / Meio suplementado com extrato vegetal utilizado na produção de celulose de Rhodococcus SP. MI 2

In this study, the most suitable vegetable extract was screened to use as non-conventional nutrient sources for cellulose production of Rhodococcus sp. MI 2. SH medium or a synthetic medium was used as a conventional or control medium. Cha-poo (Piper sarmentosum Roxb.) and sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) were 2 out of 14 vegetable extracts chosen as medium supplements. Rhodococcus sp. MI 2 gave the highest cellulose yield in a medium supplemented with Cha-poo extract. The optimum culture conditions in the medium supplemented with Cha-poo extract at room temperature (25o C) under static condition were 5% (v v-1) inoculum size, a 6 -day -incubation period, pH 3, 3% sucrose, and 0.5% (NH4)2SO4. The cellulose yield in the medium supplemented with Cha-poo extract was increased about 3 times (6.83 g L-1 during 6 days) higher than that obtained before optimizing (2.39 g L-1 during 6 days). The medium supplemented with Cha-poo extract cost one quarter (0.5 USD L-1 of medium) of the SH medium (1.9 USD L-1 of medium). The structure of the microfibrils of cellulose produced by Rhodococcus sp. MI 2 in a medium supplemented with Cha-poo extract observed by SEM had larger, less crowded fibrils than those produced in the medium supplemented with sweet potato extract. In addition, the microfibrils of the former had many beehive shaped knots whereas those of the latter had mantle-like surrounding the fibrils.

Neste estudo, o extrato vegetal mais adequado foi triado para uso como fontes não convencionais de nutrientes para produção de celulose de Rhodococcus sp. MI 2. Utilizou-se um meio SH ou meio sintético como meio convencional ou de controle. Cha-poo (Piper sarmentosum Roxb.) e batata-doce (Ipomoea batatas Lam.) foram 2 dos 14 extratos vegetais escolhidos como suplementos do meio. Rhodococcus sp. MI 2 deu o maior rendimento de celulose em um meio suplementado com extrato de Cha-poo. As condições ótimas de cultivo no meio suplementado com extrato de Cha-poo em temperatura ambiente (25 ºC) em condição estática foram 5% (v v-1) do tamanho do inóculo, um período de 6 dias de incubação, pH 3, 3% de sacarose, e 0,5% (NH4) 2SO4. O rendimento de celulose no meio suplementado com extrato de Cha-poo foi aumentado cerca de 3 vezes (6,83 g L-1 durante 6 dias), maior do que o obtido antes da otimização (2,39 g L-1 durante 6 dias). O meio suplementado com extrato de Cha-poo custou um quarto (0,5 USD L-1 de meio) do meio SH (1,9 USD L-1 de meio). A estrutura das microfibrilas de celulose produzidas por Rhodococcus sp. MI 2 em meio suplementado com extrato de Cha-poo, observado por MEV, apresentou fibrilas maiores e menos congestionadas do que aquelas produzidas no meio suplementado com extrato de batata-doce. Além disso, as microfibrilas do primeiro possuíam muitos nós em forma de colmeia, enquanto os do último tinham um aspecto tipo manto ao redor das fibras.

Bacterial cellulose and bacterial cellulose/polycaprolactone composite as tissue substitutes in rabbits' cornea / Celulose bacteriana e composto de celulose bacteriana/policaprolactone para substituto tissular na córnea de coelho

In order to test the performance of bacterial cellulose/polycaprolactone composite (BC/PCL) and pure bacterial cellulose (BC) as tissue substitutes in rabbits' cornea, a superficial ulcer containing 5mm in diameter and 0.2mm deep was made in the right cornea of 36 rabbits, then a interlayer pocket was created from the basis of this ulcer. Twelve rabbits received BC/PCL membrane and 12 were treated with BC membranes, both membranes with 8mm in diameter. The remaining rabbits received no membrane constituting the control group. The animals were clinically followed up for 45 days. Three animals of each group were euthanized at three, seven, 21, and 45 days after implantation for histological examination of the cornea along with the implant. Clinical observation revealed signs of moderate inflammatory process, decreasing from day 20th in the implanted groups. Histology showed absence of epithelium on the membranes, fibroplasia close to the implants, lymph inflammatory infiltrate with giant cells, collagen disorganization, with a predominance of immature collagen fibers in both groups with implants. Although inflammatory response is acceptable, the membranes used does not satisfactorily played the role of tissue substitute for the cornea during the study period.(AU)

Com objetivo de testar o desempenho do compósito celulose bacteriana/policaprolactona (CB/PCL) e da celulose bacteriana pura (CB) como substitutos teciduais em córnea de coelhos, foi realizada uma úlcera superficial de 5 mm de diâmetro e 0,2 mm de profundidade na córnea direita de 36 coelhos, criando-se um bolso interlamelar a partir da base dessa úlcera. Doze animais receberam a membrana do compósito CB/PCL e 12 foram tratados com membranas de CB, ambas com 8 mm de diâmetro, os coelhos restantes não receberam nenhuma membrana, constituindo o grupo controle. Os animais foram acompanhados clinicamente até 45 dias. Três animais de cada grupo sofreram eutanásia aos três, sete, 21 e 45 dias após o implante das membranas para análise histológica da córnea juntamente com o implante. À observação clínica, houve sinais de processo inflamatório moderado, diminuindo a partir do 20º dia nos grupos implantados. A histologia demonstrou ausência de epitélio sobre as membranas, fibroplasia próxima aos implantes, infiltrado inflamatório linfo-histiocitário com células gigantes, desorganização do colágeno, com predominância de fibras imaturas de colágeno em ambos os grupos com implantes. Embora a resposta inflamatória seja aceitável, as membranas utilizadas não desempenharam satisfatoriamente o papel de substituto tecidual para a córnea, no período estudado.(AU)

Treatment of tympanic membrane perforation using bacterial cellulose: a randomized controlled trial / Tratamento do tímpano perfurado com enxerto de celulose bacteriana: ensaio clínico controlado e randomizado

ABSTRACT INTRODUCTION: Promising treatments for tympanic membrane perforation closure have been studied. Therapies derived from tissue engineering probably eliminate the need for conventional surgery. Bacterial cellulose is presented as an alternative that is safe, biocompatible, and has low toxicity. OBJECTIVES: To investigate the effect on healing of direct application of a bacterial cellulose graft on the tympanic membrane compared to the conventional approach with autologous fascia. METHODS: Randomized controlled trial. Forty patients with tympanic membrane perforations secondary to chronic otitis media were included, and were randomly assigned to an experimental group (20), treated with a bacterial cellulose graft (BC) and control group (20), treated with autologous temporal fascia (fascia). We evaluated the surgical time, hospital stay, time of epithelialization and the rate of tympanic perforation closure. Hospital costs were compared. The statistical significance level accepted was established at p < 0.05. RESULTS: The closure of perforations was similar in both groups. The average operation time in the fascia group was 76.50 min versus 14.06 min bacterial cellulose in the group (p = 0.0001). The hospital cost by the Brazilian public health system was R$ 600.00 for the bacterial cellulose group, and R$ 7778.00 for the fascia group (p = 0.0001). CONCLUSION: Bacterial cellulose grafts promoted the closure of the tympanic membrane perforations, and were demonstrated to be innovative, effective, safe, minimally invasive, efficacious and to have a very low cost.

RESUMO INTRODUÇÃO: Tratamentos promissores para o fechamento da perfuração da membrana timpânica vêm sendo estudados. Terapias provenientes de engenharia de tecidos provavelmente eliminarão a necessidade de uma intervenção cirúrgica convencional. A celulose bacteriana apresenta-se como uma alternativa por ser segura, de baixa toxicidade, biocompatível. OBJETIVOS: Investigar o efeito da aplicação direta do enxerto da celulose bacteriana na cicatrização de perfurações da membrana timpânica, comparado ao procedimento convencional com fáscia autóloga. MÉTODO: Incluíram-se 40 pacientes com perfuração da membrana timpânica por otite média crônica simples. Randomizados de 1 a 40, onde os ímpares (20) foram tratados com enxerto de celulose bacteriana (CB), e os pares (20), com enxerto de fáscia temporal autóloga (fáscia). Estudo clínico controlado e randomizado. O tempo cirúrgico e de hospitalização foram o tempo de epitelização e custos hospitalares. RESULTADOS: O fechamento das perfurações foi semelhante nos dois grupos. O tempo médio da cirurgia no grupo fáscia foi de 76,50 minutos e de 14,06 minutos no grupo com celulose bacteriana (p = 0,0001). O custo hospitalar pela tabela do SUS foi de R$ 600,00 para o grupo CB e R$ 7.778,00 para o grupo fáscia (p = 0,0001). CONCLUSÃO: A celulose bacteriana promoveu o fechamento da perfuração do tímpano, mostrando-se inovador, seguro, eficaz, efetivo, minimamente invasivo e de baixo custo.

Avaliação do potencial terapêutico de membranas de celulose bacteriana contendo dietilditiocarbonato (DECT)na infecção experimental por L. brasilienses / Evaluation of the therapeutic potential of diethyldithiocarbonate-containing bacterial cellulose membranes (DECT) in experimental infection by L. brasilienses

A leishmaniose continua sendo um problema de saúde pública mundial. As opções terapêuticas limitadas, a toxicidade dos fármacos disponíveis e os relatos de resistência reforçam a necessidade do desenvolvimento de novas opções terapêuticas. Neste contexto, nós demonstramos previamente que o dietilditiocarbamato (DETC), um inibidor da enzima superóxido dismutase1 (SOD1), pode diminuir a infecção por L. braziliensis, in vivo. Neste trabalho, nós testamos o DETC numa formulação tópica empregando membranas de celulose bacteriana (BC-DETC). O tratamento de macrófagos murinos infectados por Leishmania com BC-DETC resultou na morte dos parasitas intracelulares de forma direta e dose-dependente, sem evidência de efeito tóxico para as células hospedeiras. A morte parasitária, in vitro, foi associada com a diminuição da atividade da SOD1, em paralelo com o aumento da produção de superóxido e decitocinas pró-inflamatórias. A eficácia de BC-DETC, in vivo, foi demonstrada em camundongos BALB/c infectados com L. braziliensis. A aplicação tópica de BC-DETC à lesão cutânea diminuiu significativamente a úlcera na orelha e a carga parasitária no sítio de infecção. Adicionalmente, a resposta inflamatória, avaliada pela expressão de IFN-γ e TNF-α, foi suprimida in situ, bem como na resposta de memória (recall) usando células do linfonodo drenante. Finalmente, BC-DETC foi capaz de reduzir a carga parasitária em macrófagos humanos, um efeito que foi revertido na presença de antioxidante. Conjuntamente, estes resultados apontam para a viabilidade do uso de BC-DETC como uma nova formulação para a quimioterapia da leishmaniose cutânea causada por L. braziliensis.

Leishmaniasis remains a worldwide public health problem. The limited therapeutic options, drug toxicity and reports of resistance reinforce the need for the development of new treatment options. Among these options, we previously showed that diethyldithiocarbamate (DETC), a superoxide dismutase 1 inhibitor (SOD1), can decrease L. braziliensis infection, in vivo. Herein, we tested DETC in a topical formulation employing bacterial cellulose membranes (BC-DETC). Treatment of leishmania-infected murine macrophages with BC-DETC resulted in a direct and dose-dependent killing of intracellular parasites, without pronounced toxic effects to host cells. In vitro parasite killing was associated with decreased SOD1 activity paralleled by increased superoxide and pro inflammatory cytokine production. In vivo efficacy of BC-DETC was then demonstrated in L. braziliensis-infected BALB/c mice. Topical application of BC-DETC to dermal lesions significantly decreased ear thickness and parasite load at the infection site. Additionally, the inflammatory response, namely expression of IFN-γ and TNF-α, was down modulated in situ as well as in recall responses employing draining lymph node cells. Finally, BC-DETC was also capable of decreasing parasite load within human macrophages, an effect that was reversed in the presence of anti-oxidants. Collectively, these results point to the feasibility of using BC-DETC as a new topical formulation for the chemoprophylaxis of cutaneous leishmaniasis caused by L. braziliensis.

Efecto de la melaza de caña tratada con ácido sulfúrico en la producción de celulosa por Gluconacetobacter xylinus IFO 13693 / Effect of molasses cane treated with sulfuric acid in the production of cellulose by Gluconacetobacter xylinus IFO 13693 / Efeito do melaço de cana tratada com ácido sulfúrico na produção de celulose por Gluconacetobacter xylinus IFO 13693

En este estudio se evaluó el efecto de la melaza tratada con ácido sulfúrico (MZA-TR) y de las condiciones del cultivo (estático) sobre la síntesis de celulosa por Gluconacetobacter xylinus IFO 13693, para ello, se usó un reactor con 0,2 litros de medio de cultivo, con concentraciones iniciales de 13,3 % y 26,6 % de MZA-TR en el medio de cultivo a pH 5,6. El volumen del inóculo fue del 10 % del volumen total del medio; el proceso se realizó a temperatura ambiente (30 °C), con tiempos de incubación de 3, 7, 14, 21 y 28 días. Además, se evaluaron distintos parámetros fisicoquímicos y mecánicos de la celulosa. El grosor de la película de celulosa presentó un máximo de 2,5 cm, siendo el mejor resultado obtenido, en comparación con anteriores reportes en la literatura. También se encontró que al usar MZA-TR en el medio de cultivo hay un incremento considerable de la producción de celulosa en estático a los 28 días de incubación. Finalmente, se observó que el consumo de glucosa y de fructosa disminuye durante la síntesis de celulosa bacteriana (CB); durante los 3 primeros días de incubación se observó el máximo descenso, lo que permite correlacionar la producción de CB con el consumo de medio. La concentración de 13,3 %, presenta los mejores resultados en los parámetros de velocidad de crecimiento microbiano, cantidad y calidad de la celulosa producida.

This study assessed the effect of molasses treated with sulfuric acid (MZA-TR) and the condition of the crop (static) on the synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus IFO 13693, using a reactor with 0,2 liters of growing medium, with initial concentrations of 13,3 % and 26,6 % of molasses treated (MZA-TR) in the culture medium at pH 5,6. The volume of the inoculum was 10 per cent of the total volume of the environment; the process was carried out at ambient temperature (30 °C), with times of incubation of 3, 7, 14, 21 and 28 days. Also, different physico-chemical and mechanical parameters of the pulp were evaluated. The thickness of the cellulose film presented a maximum of 2.5 cm, being the best result obtained, in comparison to previous reports in the literature. Furthermore, it was found that using MZA-TR in the middle considerably increased the production of cellulose in static at 28 days of incubation. Finally, it was observed that the consumption of glucose and fructose decreased during the synthesis of Bacterial Cellulose (BC); during the first 3 days of incubation it was noted the maximum decline, which allows to correlate the production of CB with the consumption of media. The concentration of 13.3 %, presents the best results in the speed parameters of microbial growth, the quantity and quality of cellulose produced.

Neste estudo foi avaliado o efeito do melaço tratado com ácido sulfúrico (MZA-TR) e das condições da cultura (estática) sobre a síntese de celulose pelo Gluconacetobacter xylinus IFO 13693. Para isso, foi utilizado um reator com 0,2 litros de meio de cultura, com concentrações iniciais de 13,3 e 26,6% de MZA-TR, e pH igual a 5,6. O volume de inoculo foi de 10% do volume total do meio, e o processo foi realizado a temperatura ambiente (30°C), com tempos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias. Além disso, foram avaliados os distintos parâmetros físico-químicos e mecânicos da celulose. A espessura máxima que apresentou o filme de celulose foi de 2,5 cm, sendo o melhor resultado obtido, ao comparar com os reportados anteriormente na literatura. Verificou-se também que ao usar MZA-TR no meio de cultura houve um aumento considerável na produção de celulose no meio estático aos 28 dias de incubação. Finalmente foi observado que o consumo de glicose e frutose diminuiu durante a síntese de celulose bacteriana (CB). Durante os três primeiros dias de incubação verificou-se a diminuição máxima, o que permite correlacionar a produção de CB com o consumo do meio. A concentração de 13,3% apresentou os melhores resultados nos parâmetros da velocidade de crescimento microbiano, quantidade e qualidade da celulose produzida.

Utilização experimental de hidroxiapatita sintética em alvéolos dentários de gatos domésticos (Felis catus): estudo clínico, radiográfico e histomorfométrico / Experimental application of hydroxyapatite in feline (Felis catus) dental sockets: clinic, radiographic, histologic and histomorphometric studies

A fim de avaliar a resposta biológica da hidroxiapatita sintética (HAP-91) nos alvéolos de felinos domésticos, este biomaterial foi implantado após extração do terceiro pré-molar inferior direito em 12 gatos e mantida por meio de uma membrana de celulose bacteriana. No lado esquerdo, os alvéolos foram apenas recobertos com a membrana de celulose bacteriana, formando o grupo-controle. Observou-se, durante a avaliação clínica, que todos os animais voltaram a comer normalmente ração úmida, sem apresentarem sinais de dor ou desconforto após a recuperação anestésica. A cicatrização da ferida cirúrgica ocorreu de forma satisfatória, sendo que a membrana de celulose bacteriana evitou a saída precoce da hidroxiapatita. Radiograficamente, aos 50 dias, todos os animais apresentaram radiopacidade óssea homogênea em ambos os lados. À análise histomorfométrica, observou-se adiantamento do processo de reparo do osso alveolar nos oito primeiros dias do grupo-tratado quando comparado ao grupo-controle, bem como atraso aos 30 dias, porém, aos 50 dias, ambos os grupos apresentavam porcentagem de tecido ósseo semelhante e morfologicamente normal. Os resultados sugerem que a hidroxiapatita é biocompatível, integra-se ao tecido ósseo alveolar e pode ser utilizada em felinos.

The biocompatibility of a material depends on its characteristics, as well as the species and the environment recipient. In order to evaluate the biological response of the synthetic hydroxyapatite (HAP-91) in feline dental alveoli, it was implanted in the right inferior third premolar after extraction in 12 cats and maintained through a bacterial cellulose membrane. On the left side the alveoli was covered with a bacterial cellulose membrane (control group). During clinical evaluations it was observed that the animals started to eat after the anesthetic recovery time, without clinical signs of pain. There was a satisfactory cicatrization of the surgical wound and the bacterial cellulose membrane aided in repairing the gum, avoiding the loss of the hydroxyapatite. Radiographs taken 50 days post surgery presented homogeneous bone radiopacity on both sides. The histological and histomorfometrical analysis showed a positive progress of the alveolar repair in the first 8 days in the treated group when compared to the control group and a delay at 30 days, however at 50 days both presented a similar and morphologically normal percentage of bone tissue. These findings suggest that HAP-91 is biocompatible and integrates into the feline alveolar bone.