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Biomateriais Aplicados Em Derivacao Ventriculo Peritoneal

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   BIOMATERIAIS APLICADOS EM DERIVAÇÃOVENTRÍCULO-PERITONEAL José R. Camilo 1 , Angelo L. Maset 2 , João M. D. A. Rollo 1   1 Programa de Pós-Graduação Interunidade Bioengenharia, USP, São Carlos (SP), Brasil 2 Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento, Ventura Biomédica, São José do Rio Preto (SP), BrasilE-mail: jrcamilo@sc.usp.br    Resumo. Os biomateriais estão presentes em diversos produtos direcionados à área médica interagindocom o sistema biológico e classificados como de srcem sintética, natural ou natural modificado. Osmateriais implantados no corpo humano provocam interações dinâmica e tecidual onde abiocompatibilidade e a biofuncionalidade devem ser consideradas. Na área da neurocirurgia encontram- se o sistema de derivação ventrículo-peritoneal, implante responsável por drenar o líquidocefalorraquidiano do interior do ventrículo cerebral para a cavidade abdominal do paciente para tratar a doença chamada de Hidrocefalia. O trabalho almeja o levantamento dos principais biomateriaisutilizados no mencionado sistema alternativo de drenagem do líquido cefalorraquidiano. Através da pesquisa bibliográfica e avaliação de cinco produtos comercializados para o tratamento da Hidrocefalia foi possível o estudo dos materiais utilizados. Todos os biomateriais presentes nos sistemas de drenagemdevem atender a norma internacional de biocompatibilidade ISO 10993-1. Os cateteres ventricular e peritoneal são fabricados em silicone grau médico e possuem características funcionais tais como a flexibilidade e resistência mecânica nas paredes do tubo para evitar a ocorrência do colabamento einterrupção do escoamento. As válvulas neurológicas analisadas, conforme o respectivo princípio de funcionamento, são fabricadas principalmente com silicone, titânio, aço inoxidável, polipropileno, poliéster, polifenilsulfona, safira e rubi sintético. Os materiais bioabsorvíveis, os bioativos e osvitrocerâmicos não são aplicados na construção de componentes das válvulas. O silicone e o titâniodestacam-se na composição da maior parte dos produtos. Na área de implantes neurocirúrgicos nãoexiste uma vasta gama de biomateriais empregados na fabricação destes itens, mas o aumento dademanda destes produtos tem possibilitado o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para aderivação ventrículo-peritoneal.  Palavras-chave: Biomateriais, Shunts, Válvulas neurológicas. INTRODUÇÃO Os biomateriais são materiais destinados a estar em contato e interagir com osistema biológico e são classificados como de srcem sintética, natural ou naturalmodificados [ISO 10993-1, 2009]. A partir do início do século XXI os biomateriaiscomeçaram a ser amplamente utilizados na odontologia, medicina e biotecnologia,realidade diferente quando comparado aos materiais e produtos regulamentadosdisponíveis a 50 anos atrás [Ratner, 2009].Os implantes no corpo humano provocam uma interação dinâmica e tecidualonde a biocompatibilidade e a biofuncionalidade devem ser consideradas, pois omaterial funciona com uma resposta apropriada do hospedeiro em uma aplicaçãoespecífica [Ratner, 2009].  Os materiais biocompatíveis são definidos como aqueles que não induzemnenhuma resposta inflamatória ao organismo e a biocompatibilidade desempenha umimportante papel na garantia que os materiais são seguros para uso dentro do corpohumano e nos fluidos endógenos [Maia, 2010].A biofuncionalidade é um fator primordial na escolha do material a ser utilizadona substituição ou restauração de tecidos danificados, composição de órgãos artificiaisou próteses no geral, e está relacionada com as características físicas dos materiaiscomo, por exemplo, as propriedades mecânica, elétrica, térmica, magnética, ótica edeteriorativa [Callister Jr, 1991]. Na área médica os biomateriais são empregados em implantes em variadasaplicações, tais como, distribuição de drogas, engenharia de tecidos, contrastes emdiagnósticos por imagens [Mitragotri, 2009], válvulas para o coração,  stents , implantedental, prótese femoral e pinos, lentes oftalmológicas. Especificamente na áreaneurocirúrgia, dentre outros produtos, encontram-se os sistemas para a derivaçãoventrículo-peritoneal (DVP) utilizados para o tratamento da Hidrocefalia, doençaocasionada pelo acúmulo do fluido cérebroespinhal, também conhecido como líquidocefalorraquidiano (LCR) ou líquor e que provoca o aumento da pressão intracranial   [Zhong, 2008; Schimer, 2005; Aschoff, 1999].Os sistemas de derivação ventrículo peritoneal (DVP), também chamados de  shunts , são implantes neurológicos que possuem a função de drenar o LCR do interior dos ventrículos cerebrais para a região peritoneal. A Figura 1 ilustra o sistema dederivação ventrículo-peritoneal composto de um cateter ventricular que é inserido noventrículo cerebral, uma válvula neurológica que controla o escoamento do líquor e umcateter peritoneal que conduz o fluido para a região abdominal para a sua absorção eretorno para a corrente sanguínea.(a)   (b)Figura 1 – (a) representação da implantação de um sistema para drenagem liquórica. (b) partes integrantes de um sistema de derivação ventrículo-peritoneal.Existem aproximadamente 200 tipos diferentes de válvulas neurológicas entre produtos comerciais e protótipos conceituais [Aschoff, 1999; Drake, 1994] e elas podemser divididas em dois grupos denominados de primeira e segunda geração.Os implantes de primeira geração controlam o escoamento através de elementosresistivos com o funcionamento executado por cone e esfera, membrana ou fendas[Maset, 2009]. Quando a pressão no fluido for superior a resistência do mecanismoresistivo ocorre o escoamento do líquor através do dispositivo, mas quando pressão for inferior tem-se a obstrução da drenagem. Para melhor ilustrar as característicasconstrutivas de uma válvula neurológica, a Figura 2 ilustra uma válvula Cello, modeloadulto, da empresa Ventura Biomédica, a qual utiliza elementos resistivos em fenda. Ofluido entra na válvula através do conector de entrada, passa pelo elemento resistivo,  ingressa no reservatório central e após passar pelo segundo elemento resistivo édirecionado pelo conector de saída.Figura 2 – Válvula neurológica com elementos resistivos com fendas.A segunda geração de válvulas além da presença de elementos resistivos oferecerecursos para melhor controlar o escoamento ou superar o problema da hiperdrenagemdo líquor quando o usuário estiver na posição ereta, devido a atuação da força dagravidade na coluna de fluido presente no cateter peritoneal, e pode ser classificada em:válvulas ajustáveis, válvulas auto-reguláveis, válvulas anti-sifão e válvulasgravitacionais.O trabalho almeja o levantamento dos principais biomateriais utilizados nossistemas para drenagem alternativa do LCR considerando as características de biocompatibilidade e biofuncionalidade dos materiais.  MATERIAIS E MÉTODOS As informações referentes aos biomateriais utilizados nos  shunts foram obtidasatravés de pesquisa bibliográfica e avaliações dos materiais presentes em cinco produtoscomercializados para tratamento da Hidrocefalia utilizando a DVP. Foram analisadascinco DVP com válvulas neurológicas indicadas para pacientes adulto, sendo elas: umamodelo Cello do Fabricante Ventura Biomédica que utiliza o controle do escoamentoexecutado por elementos resistivos com fenda, uma Hakim Precision do fabricanteCodman que utiliza elementos resistivo mola e esfera, uma Radionics do fabricanteRadionics que possui dispositivo anti-sifão, uma Gravity Assisted do fabricanteAesculap que possui dispositivo gravitacional e uma Hakim Programmable dofabricante Codman com recurso de ajustar a pressão de funcionamento da válvula. RESULTADOS E DISCUSSÃO  Nos sistemas de DVE parte do cateter ventricular permanece inserido no interior do crânio enquanto que a sua outra parte, a válvula e o cateter peritoneal sãoimplantados na região subcutânea do corpo humano. Os componentes são classificadoscomo materiais para implante de longo prazo (superior a 30 dias) e devem seguir anorma internacional de biocompatibilidade ISO 10993-1 para atendimento de ensaios detoxidade, toxidade crônica e carcinogenia dentre outros testes para a proteção da saúdedo paciente que recebe o produto.O cateter ventricular possui características funcionais tais como a flexibilidade eresistência mecânica nas paredes do tubo para que não ocorra colabamento e interrupçãodo escoamento. Evidencia-se que silicone é o material utilizado nos cateteres juntamente com o sulfato de bário na sua composição em todo o corpo do cateter ou emuma faixa longitudinal para que seja possível a verificação do posicionamento do tubono paciente através do exame de raio X.A válvula neurológica é instalada abaixo do couro cabeludo, ligada ao cateter ventricular possui a função de controlar o escoamento. As válvulas de primeira geraçãosão geralmente compostas de corpo, conectores, elementos resistivos e base rígida. O  corpo das válvulas estudadas é fabricado em silicone e permite maleabilidade, além demelhor acomodação na região do implante. Os conectores são fabricados em ter termoplásticos tais como polipropileno e polifenilsulfona que resistem aos esforços decompressão ocasionados pelo couro cabeludo. Os elementos resistivos que atuam pelo princípio de fenda ou membrana são produzidos em silicone enquanto que os queutilizam esfera e mola são confeccionados em rubi sintético e aço inoxidável AISI316L. Os materiais utilizados nas válvulas neurológicas analisadas encontram-seindicados na Tabela 1.Tabela 1 – biomateriais utilizados nas válvulas neurológicas estudadas. Obs.: (-) indicaque a especificação do material não foi encontrada na pesquisa realizada. Modelo Conector Base Corpo ElementoResistivoDispositivo anti-hiperdrenagem Cello polifenilsulfona polifenilsulfona silicone silicone não possuiHakimPrecisionRadionicsGravityAssistedHakimProgrammablenão possui polipropilenotitânio-- poliéster não possui-siliconesiliconetitânioTIAl6V4siliconeaço inoxidávelAISI 316L erubi sintéticoPolipropilenoe siliconetântalo e safiraaçoinoxidável,titânio e rubisintéticonão possui polipropileno esiliconetântalo e safiranão possui As válvulas de segunda geração possuem dispositivos para evitar ahiperdrenagem do fluido, como por exemplo a Radionics e Gravity Assisted, ourecursos tecnológicos diferenciados como a Hakim Programmable que permite aalteração da pressão de funcionamento da válvula de forma não-invasiva. A válvulaRadionics possui o corpo de silicone, elemento resistivo composto de polipropileno commembrana de silicone e possui dispositivo anti-hiperdrenagem denominado anti-sifãofabricado em polipropileno e silicone. A Gravity Assisted é chamada de válvulagravitacional, tem o corpo produzido em titânio com a presença de esferas de tântalo esafira para compensar a altura hidrostática quando o usuário encontra-se na posiçãovertical. A Hakim Programmable possui a presença de um mecanismo metálicoresponsável pela ajustagem da resistência ao escoamento composto de rubi sintético,titânio e aço inoxidável.O cateter peritoneal é o elemento responsável pela condução do fluido daválvula até o peritôneo e é implantado na região subcutânea ao longo da trajetória entrea cabeça e a região abdominal e possui as mesmas propriedades mecânicas nosmateriais encontrados no cateter ventricular.Analisando os principais produtos disponíveis no mercado nacional constata-seque os materiais utilizados são de srcem sintética onde se destacam os bioinertes ou
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