Biosynthetic cellulose induces the formation of a neoduramater following pre-natal correction of meningomyelocele in fetal sheep Translated title: A celulose biossintética induz a formação de uma neoduramáter na correção antenatal da meningomielocele em fetos de ovelhas

Abstract

PURPOSE: The aim of this study was to compare the effectiveness of two dura-mater substitutes, namely human acellular dermal matrix (HADM) and biosynthetic cellulose (BC), in repairing, in utero, surgically-induced meningomyelocele (MMC) in fetal sheep. METHODS: A neural tube defect was created at 74-77 days gestation in 36 fetal sheep. They were divided into 3 groups, the control group that did not receive pre-natal corrective surgery, and the other two groups that received corrective surgery using HADM (Group A) or BC (Group B). Both materials were used as a dura-mater substitutes between the neural tissue and the sutured skin. Correction was performed at gestation day 100 and the fetuses were maintained in utero until term. Sheep were sacrificed on gestation day 140. The fetal spine was submitted to macro and microscopic analysis. At microscopy, adherence of the material to the skin and neural tissue was analyzed. RESULTS: In the initial phase (pilot), experimentally-induced MMC was performed on 11 fetuses and 4 survived (37%). In the second phase (study), 25 fetuses received surgery and 17 survived (68%). In the study group, 6 fetuses did not undergo repair (control group), 11 cases were submitted to corrective surgery (experimental group) and one fetal loss occurred. Of the surviving cases in the experimental group, 4 constituted Group A and 6 in Group B. Macroscopically, skin and underlying tissues where easily displaced from the BC in all cases it was used; in contrast, HADM adhered to these tissues. To compare the adherence, 4 cases from Group A and 4 in Group B were studied. We observed adherence, host cell migration and vessel proliferation into the HADM all sections from Group A and this aspect was not present in any cases in Group B (p < 0.05). In Group B, we also observed that a new fibroblast layer formed around the BC thus protecting the medulla and constituting a "neoduramater". CONCLUSION: The use of BC seems to be more adequate as a dura-mater substitute to cover the damaged neural tissue than HADM. It seems promising for use in the in utero correction of MMC because to does not adhere to neural tissue of superficial and deep layers ("tethered spinal cord"). Thus, BC minimizes the mechanical and chemical intrauterine damage to the spinal medulla.

Translated abstract

OBJETIVO: Estudar os efeitos do emprego de dois materiais consideravelmente diferentes quanto à origem e custo na correção intra-uterina da meningomielocele criada experimentalmente em feto de ovino. MÉTODOS: Em 36 fetos de ovinos foi criado um defeito aberto de tubo neural, com 75 de dias de gestação. Os casos foram divididos em três grupos: o controle onde o defeito não foi corrigido, grupo corrigido A onde o material utilizado para cobrir a medula exposta foi a matriz dérmica humana acelular (MDHA) e o grupo corrigido B onde o material foi a celulose biossintética (CB). Após a correção realizada com 100 dias, os fetos eram mantidos intra-útero até o termo da gestação. Os sacrifícios foram realizados com 140 dias e a coluna fetal era submetida à análise macro e microscópica onde foi observada a aderência dos materiais à pele, medula ou tecido nervoso remanescente. RESULTADOS: Na fase inicial (piloto), 11 fetos foram operados e 4 sobreviveram (37%). Na segunda fase (estudo) 25 fetos foram operados e 17 sobreviveram (68%). No grupo de estudo, 6 fetos não foram submetidos à correção (grupo controle), 11 casos foram corrigidos e ocorreu 1 perda fetal. Do total de 10 casos, 4 constituíram o grupo A e 6, o grupo B. À macroscopia observou-se deslizamento da pele e tecidos subjacentes sobre a CB em todos os casos onde ela foi empregada e isto não ocorreu em nenhum dos casos onde a MDHA foi utilizada. Para comparar a aderência, foram considerados 4 casos do grupo A e 4 do grupo B. A aderência, caracterizada pela migração de células do hospedeiro e proliferação de vasos para dentro da MDHA, foi observada em 100% dos casos do grupo A e em nenhum caso no grupo B (p < 0,05). No grupo B observou-se formação de uma camada de fibroblastos ao redor do material, protegendo a medula, caracterizando a formação de uma "neoduramater". CONCLUSÃO: A utilização da película de celulose biossintética parece ser mais adequada como substituto de dura-máter para cobertura e proteção do tecido nervoso que a matriz dérmica humana acelular. Ela parece promissora na correção intra-uterina da meningomielocele, evitando a aderência do tecido nervoso aos planos superficiais ("medula presa") minimizando os efeitos deletérios do ambiente intra-uterino sobre a medula espinhal.