PROYECTO FÍSTULA BRONCOPLEURAL CICATRIZACIÓN Y REVASCULARIZACIÓN DEL MUÑÓN BRONQUIAL PROYECTO FÍSTULA BRONCOPLEURAL

FISTULA BRONQUIAL COMUNICACIÓN ENTRE EL ESPACIO PLEURAL Y LA VÍA AÉREA A TRAVÉS DEL MUÑÓN BRONQUIAL Este proyecto partió de un problema muy concreto como es la fistula bronquial postpneumonectómía (comunicación…). En su grado máximo, puede provocar gran deterioro de la calidad de vida, con necesidad de realizar una toracostomía que obligue a curas diarias y/o reconstrucciones mutilantes

“Aporte de materiales” CICATRIZACIÓN BRONQUIAL “Aporte de materiales” VASCULARIZACIÓN “Construír la cicatriz” El proceso de la cicatrizacion bronquial precisa de dos cosas: “aporte de materiales” (a través de la vascularización) y “construcción de la cicatriz” (mediante proliferación y diferenciación celular) PROLIFERACIÓN Y DIFERENCIACIÓN CELULAR

ISQUEMIA FACTORES DE RIESGO Dada la particular vascularización de la vía aérea (red capilar), el bronquio queda isquémico al seccionarlo y por tanto muy proclive a fístulas, especialmente si concurren otros factores que alteren la normal cicatrización, como infección…

REVASCULARIZACIÓN CICATRIZACIÓN Partiendo de estudios previos que analizaban el papel de algunos grupos celulares en la cicatrización de la vía aérea y de otros trabajos sobre revascularización a partir de factores de crecimiento…. Proliferación,migración y diferenciación de células epiteliales y fibroblastos

SS. DE CIRUGÍA TORÁCICA Y ANATOMÍA PATOLÓGICA (H.U. SALAMANCA) DPTO. INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL (FACULTAD CC.QUIMICAS, SALAMANCA ) Creamos un grupo de trabajo multidisciplinar (compuesto por…) para tratar de aportar soluciones a este problema DPTO. CIRUGÍA (FACULTAD DE VETERINARIA , LEÓN) BANCO TEJIDOS (CLINICA SAN FRANCISCO,LEÓN)

REVASCULARIZAR CICATRIZAR Objetivo principal Profilaxis FBPN en un modelo porcino mediante cobertura del muñón bronquial devascularizado con un injerto tisular de fibroblastos, factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y factor de crecimiento fibroblástico (FGF) El objetivo principal del proyecto era prevenir la aparición de una fístula broncopleural postneumonectomía (FBPN) en un modelo porcino mediante cobertura del muñón bronquial devascularizado con un injerto tisular de fibroblastos, factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y factor de crecimiento fibroblástico (FGF). Para ello, deberíamos lograr según lo antes dicho tanto REVASCULARIZAR el bronquio cuanto CICATRIZARLO REVASCULARIZAR CICATRIZAR

Defectos de pared torácica Infección de heridas Objetivo “real” Determinar la capacidad de cicatrización/regeneración del injerto tisular con vistas a su aplicación en el campo de la Cirugía Torácica: Defectos de pared torácica Infección de heridas Sin embargo, el objetivo “real” es mucho más ambicioso. Partiendo de los resultados obtenidos en la vía aérea, pretendemos determinar la capacidad de cicatrización/regeneración del injerto tisular con vistas a su aplicación a cualquier nivel dentro del campo de la Cirugía Torácica, por ejemplo en la cobertura de defectos de pared torácica o en el tratamiento de heridas infectadas.

Desarrollo de un modelo viable de neumonectomia en cerdo Inicialmente, desarrollamos y pusimos a punto un modelo animal de neumonectomía izda en el cerdo, dejando el muñón bronquial largo y devascularizándolo de forma exhaustiva.

Generación matriz de fibrina y cultivo tisular de fibroblastos porcinos sobre la misma Seguidamente, llevamos a cabo la producción de una matriz de fibrina sobre la cual se cultivaron fibroblastos porcinos

Puesto que la angiogénesis es un proceso que requiere de la acción controlada y secuencial de factores de crecimiento como por ejemplo el VEGF o el FGF…

Generación matriz de alginato con microcápsulas … diseñamos un sistema biocompatible dual capaz de liberar los mismos de forma directa y desde microcápsulas de forma controlada y secuencial

Sin cobertura bronquial 5 animales Sutura quirúrgica Sin cobertura bronquial 10 animales Sutura quirúrgica La distribución de los animales en los diferentes grupos del estudio queda como sigue: - Grupo control con sutura quirúrgica del muñón bronquial pero sin cobertura alguna del mismo : 5 animales - Grupo control con sutura quirúrgica del muñón bronquial y cobertura del mismo con matriz de fibrina pura + matriz de alginato puro : 10 animales Membrana simple (MS) Alginato + fibrina

Injerto tisular completo (ITC) Fibroblastos + VEGF + cápsulas FGF 20 animales Sutura quirúrgica Injerto tisular completo (ITC) MS - Grupo experimental con sutura sutura quirúrgica del muñón bronquial y cobertura del mismo con matriz de fibrina conteniendo fibroblastos + VEGF + microcápsulas con FGF + matriz de alginato puro : 20 animales. Fibroblastos + VEGF + cápsulas FGF

- Días 3, 7 , 14 , 21 y 30 postoperatorios EUTANASIA - Días 3, 7 , 14 , 21 y 30 postoperatorios - Envío de muestra para procesamiento en A. Patológica Se llevó a cabo la eutanasia de los animales en cada uno de los días postoperatorios de observación (días 3,7,14,21 y 30 postcirugía) con envío de los muñones bronquiales para procesamiento por el S. de Anatomía Patológica

ESTUDIO A-P macroscópico 1 2 3 Macroscópicamente, los muñones con sutura quirúrgica sin cobertura mostraron una pared fina, sin fístulas y con escasa reacción inflamatoria (figura 1); los muñones con cobertura de membrana simple presentaron un abundante material de aspecto gelatinoso y edematoso , correspondiente al alginato en proceso de degradación e incorporación (figura 2 ); finalmente, la cobertura con el injerto tisular completo produjo una cicatrización bronquial exhuberante, con una pared bronquial muy gruesa (figura 3 )

X NULA INCIDENCIA DE FISTULA EN TODOS LOS GRUPOS DE ANIMALES ESTUDIO A-P macroscópico NULA INCIDENCIA DE FISTULA EN TODOS LOS GRUPOS DE ANIMALES CICATRIZACIÓN X La incidencia de FBPN fue nula en todos los grupos analizados, por lo que está claro que nuestro modelo no permite verificar la capacidad de cicatrización inducida por nuestro injerto, pero…¿qué hay de la capacidad de revascularización? ¿REVASCULARIZACIÓN?

ESTUDIO A-P hematoxilina-eosina (7 días) C MS ITC ESTUDIOS A-P CON HEMATOXILINA (7 dias postcirugía) - En el grupo con sutura quirúrgica sin cobertura (figura C), la proliferación vascular en el muñón bronquial es casi nula.Se observa una reacción inflamatoria crónica y poco celular, apreciándose una leve proliferación fibroblastica - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura de membrana simple (figura MS) se observan escasos capilares y una reacción inflamatoria proliferativa , con abundantes fibroblastos y progresiva incorporación del alginato al tejido. - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura por injerto tisular completo (figura ITC) se aprecia una pared bronquial bastante gruesa, con gran proliferación fibroblástica que engloba las cápsulas y el cartílago bronquial y bastantes capilares dispersos entre los fibroblastos .

ESTUDIO A-P hematoxilina-eosina (14 días) C MS ITC ESTUDIOS A-P CON HEMATOXILINA (14 dias postcirugía) - En el grupo con sutura quirúrgica sin cobertura (figura C), la pared bronquial ha ganado sustancialmente en grosor a expensas de un aumento de fibroblastos y colágeno. - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura de membrana simple (figura MS) existe una cicatriz con un componente fibroblástico en progresiva disminución y escasos capilares . - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura por injerto tisular completo (figura ITC) se siguen observando numerosos vasos y fibroblastos .

ESTUDIO A-P hematoxilina-eosina (30 días) C MS ITC ESTUDIOS A-P CON HEMATOXILINA (30 dias postcirugía) - En el grupo con sutura quirúrgica sin cobertura (figura C), la cicatriz del muñón bronquial se ha consolidado progresivamente, predominando en su estructura las fibras de colágeno . - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura de membrana simple (figura MS) la cicatriz del muñón bronquial también se ha consolidado, aumentando la cantidad de fibras colágenas. - En el grupo con sutura quirúrgica y cobertura por injerto tisular completo (figura ITC) aparece una cicatriz de la pared bronquial con colágena y numerosos vasos sanguineos .

ESTUDIO A-P inmunohistoquímica Mediante técnicas de inmunohistoquímica (CD31 y factor 8), encontramos que con el paso de los días se desarrolla una vascularización creciente en los animales del grupo ITC, cuya maduración se verificó mediante marcación con actina (color marrón en la figura)

ESTUDIO A-P inmunohistoquímica ABUNDANTES VASOS CAPILARES MADUROS EN ITC RESPECTO A LOS OTROS GRUPOS DE ANIMALES En definitiva, hemos encontrado que la aplicación del injerto tisular completo sobre el muñón bronquial devascularizado produce abundantes vasos capilares maduros en comparación con el resto de grupos del presente estudio

CONCLUSIONES Imposible extraer conclusiones sobre utilidad del ITC en cicatrización/profilaxis de la fístula COMPROBADA LA ACCION REVASCULARIZADORA DEL ITC SOBRE EL MUÑON BRONQUIAL ISQUÉMICO Por lo tanto, y aunque resulta imposible extraer conclusiones sobre utilidad del ITC en cicatrización/profilaxis de la fístula, sí podemos afirmar que se ha comprobado LA ACCION REVASCULARIZADORA DEL ITC SOBRE EL MUÑON BRONQUIAL ISQUÉMICO