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Title in Portuguese: Dimensão fractal e histometria digital na avaliação dos efeitos do propranolol sobre a reação capsular ao implante de silicone
Title: Fractal dimension and digital histometry to analyze the effect of propranololol on capsular contracture formed around silicone implants
Author: Mesquita, Charles Jean Gomes de
Advisor(s): Leite, Jose Alberto Dias
Keywords: Fractais
Géis de Silicone
Contratura Capsular em Implantes
Issue Date: 2014
Citation: MESQUITA, Charles Jean Gomes de. Dimensão fractal e histometria digital na avaliação dos efeitos do propranolol sobre a reação capsular ao implante de silicone. 2014. 50 f. Tese (Doutorado em Cirurgia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: As mamoplastias com implante de silicone são as cirurgias plásticas mais realizadas no mundo. O organismo reage a qualquer implante, encapsulando-o. Por razões desconhecidas, algumas cápsulas tornam-se patologicamente ativas gerando uma contratura capsular adversa (CCA), fibrose constritiva que deforma a mama reduzindo o resultado estético. Esta afecção de difícil tratamento requer, em alguns casos, reintervenções cirúrgicas que não impedem a recidiva. Tratamentos adjuvantes com drogas e/ou métodos físicos apresentam respostas variáveis e frequentemente insatisfatórias. O propranolol, antagonista não seletivo de betadrenoceptores, vem sendo empregado em estudos pré-clínicos em que a resposta fibrótica é importante parâmetro de avaliação e prognóstico. A demanda por métodos quantitativos e a tradução dos dados de bancada à clínica é uma constante. Métodos tradicionais como a histo-morfometria e a picrosirius-polarização tem sua acurácia aumentada quando associados a técnicas computacionais. A análise da Dimensão Fractal (DF), metodologia não linear de mensuração, tem se mostrado útil na avaliação de imagens biológicas permitindo visualização e compreensão de detalhes imperceptíveis ao olhar humano. O objetivo desse trabalho foi associar essas tecnologias (ferramentas computacionais e recursos matemáticos) na avaliação quantitativa dos efeitos do propranolol na formação da cápsula fibrosa peri-implante. Foram implantadas no plano subcutâneo 36 minipróteses texturizadas, preenchidas com gel de silicone (20 mL), no dorso de cobaias (Cavia porcellus). Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos (n=18, cada) sendo tratados ou não com propranolol (10 mg/Kg dissolvido na água de beber diária (150 mL)). Os animais foram acompanhados e sacrificados após 7, 14 ou 21 dias. Após a retirada em bloco e explantação cuidadosa da prótese, a cápsula e o tecido do peri-implante foram preparados e corados pela hematoxilina-eosina (HE) ou picrosirius-red (PSR). A inflamação foi quantificada por atribuição de escores. Microfotografias digitais das amostras coradas pelo PSR foram obtidas sob polarização de forma padronizada para mensurar a espessura da cápsula, densidade do colágeno tipo I e tipo III, índice de fibrose (densidade do colágeno/espessura capsular) e cálculo da dimensão fractal pelo método de contagem de caixas. Foi utilizada análise estatística paramétrica ou não paramétrica conforme a natureza dos dados, considerando um nível de significância P < 0,05. Não ocorreram casos de infecção, seroma, hematoma ou deslocamento do implante. Todos os animais, independentemente do grupo e do momento do sacrifício exibiam uma cápsula fibrosa. As cápsulas dos animais tratados com propranolol exibiam significantemente menor intensidade de inflamação, cápsulas menos espessas, menor índice fibrótico e menores valores de dimensão fractal do que as do grupo controle. A DF revelou correlação inversa com esses parâmetros. Em conjunto, estes achados são condizentes com a inibição da formação da cápsula pelo betabloqueio sistêmico não seletivo, sugerindo ação anti-inflamatória e antifibrogênica do Propranolol.
Abstract: Despite their popular use in breast augmentation and reconstruction surgeries, the limited biocompatibility of silicone implants can induce severe side effects, including adverse capsularcontracture (ACC), an excessive foreign body reaction that forms, by unknown reason, a tight and hard fibrous capsule around the implant. A non-surgical treatment for ACC will be desirable as revision surgery for capsulotomy or capsulectomy with implant exchange are associated with a high risk of recurrence and complications. Recently it has been shown that sympathetic denervation accelerates wound contraction and delays reepithelialization in rats. Another study demonstrated that beta-adrenoceptor blockade has antifibrotic effects in a murine model of nonsinusoidal liver fibrosis. This study examines the effects of using propranolol, a non-selective beta-adrenoceptor antangonist, to prevent capsular formation around texturized silicone prosthesis implanted in the dorsum of male guinea-pigs. Animals (n=36) were randomly distributed into two equal groups, untreated or orally treated with propranololol (10 mg/kg dissolved in daily water). Capsules and implants were removed and examined for inflammation, thickness, fibrosis progression, density of type I and III collagen and fractal dimension by histological scoring using hematoxilin-eosin stained samples, digital histometry for measuring capsular thickness, picrosirius-polarization and digital image analysis for type I and type III collagen density and fractal dimension calculation by box-counting after 7, 14 or 21 days.Propranolol significantly reduced inflammation scores in the capsular tissue as compared to untreated group. Also, the capsular content of type I and type III collagen showed a statistical difference among the groups at different time points (p< 0,0001, Kruskal-Wallis test). The type I collagen density observed at 1, 2 or 3 weeks decreased significantly compared with that found in the control group. Conversely, the density of type III collagen increased in propranolol-treated group along the time.The capsule thickness in propranolol-treated cavies was significantly thinner and exhibited higher collagen type III/type I ratios and more irregular collagen fiber alignments than control animals. The observed decrease in fractal dimension of collagen also supported the alleviation of capsular formation by propranolol usage. Taken together, these data show that propranolol efficiently delays formation (antiproliferative or citotoxity effects) and maturation (antifibrogenic effect) of capsule around textured implants. Therefore, the blockade of beta-adrenoceptors is a promising option to support future therapeutic strategies in the treatment/prevention of capsular contracture.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/10163
metadata.dc.type: Tese
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