Centro de Biomateriales. Universidad de La Habana
Instituto Superior de Medicina Militar "Dr. Luís Diaz Soto"

Estudio toxicológico agudo in vivo de adhesivos quirúrgicos con base cianoacrílica

M. Sc. María Elena Cañizares Graupera,1 My. Juan Mariano Carral Novo,2 Dr. Ernesto Arteaga3 y Dra. Gladis Ramos Dormido4

Resumen

Se efectuó la evaluación de adhesivos con base cianoacrílica mediante la adaptación de un modelo que se emplea en la evaluación de citostáticos que combina diferentes técnicas y especialidades, fisiología de los animales, enzimología e histología. El objetivo fue lograr una evaluación más completa que considere el contacto de los adhesivos con la sangre, con un mínimo de animales de experimentación. La evaluación con respecto al tejido sanguíneo es fundamental en aplicaciones internas para determinar interacciones con este sistema, efectos sobre el sistema inmunológico y toxicidad por absorción. Los resultados demuestran que la combinación de técnicas permite analizar mayor número de parámetros en un mismo animal, que el modelo es aplicable al caso particular de adhesivos y que tiene especial utilidad la inclusión del análisis histopatológico para disminuir el número de animales. Se detectó en el ensayo aumento significativo del peso del tiroides cuando se aplicó el histoacryl y del riñón cuando se usó el tisuacryl, la aparición de microcalcificaciones en túbulos renales en uno de los animales tratados con tisuacryl y aumento de los valores de TGO para los animales tratados con ambos productos.

Palabras clave: Toxicología, histopatología, adhesivos, cianoacrilatos, enzimas, animales de experimentación.

Muchos son los experimentos desarrollados para determinar la toxicidad de los materiales cianocrílicos en contacto con el tejido humano. Los estudios toxicológicos descritos en la literatura médica para adhesivos cianocrílicos se encuentran muy dispersos y poco concatenados en algunos casos.1-4 Los experimentos in vivo muchas veces pierden información por la complejidad de los ensayos, pero los ensayos in vitro no reflejan en su totalidad la realidad del problema.4 La evaluación en relación con el tejido sanguíneo resulta fundamental para las aplicaciones internas.5 Como se evidencia en la literatura médica, estos materiales no son totalmente inocuos y se manifiestan como tóxicos o alérgenos cuando se utilizan por tiempo prolongado. Se recogen casos de alergia por contacto debido al uso reiterado de adhesivo de cianoacrilato,6 así como deformaciones de las uñas.7

Otro caso descrito reveló asma bronquial por exposición ocupacional prolongada al Aron a, durante una intervención quirúrgica. El alquilcianoacrilato parece actuar como alérgeno o irritante, puede provocar el asma,8 asma eosinófila,9 asma ocupacional y rinitis, marcada irritación de las vías respiratorias y los ojos.10 En un estudio de cohorte en 450 trabajadores con exposición diaria menor de 0,5 p.p.m. y ocasional diaria de 1,5 p.p.m. (10 min o menos) se asocia con el riesgo incrementado de obstrucción pulmonar, irritación reversible de ojos y vías respiratorias mayor que en personas no expuestas.11

Se describe, además, un caso de neuropatía periférica por inhalación prolongada de cianoacrilatos comerciales. En las evaluaciones clínicas, se detectó pérdida parcial de la sensación en la zona de la mano y los tobillos, impedimento motor severo y ataxia. En ocasiones el músculo adelgaza 1 ó 2° con el deterioro de la musculatura de manos y pies.12 En otro estudio se detecta neuropatía tóxica axonal severa en 2 trabajadores en contacto con etilcianoacrilato, pero se atribuye el daño al contacto con nitrometano.13

Se estudió el ambiente laboral por HPLC y tubos TENAX.14 Este dio un valor promedio de 0,1 p.p.m. en ambientes con humedad entre 40-69 %, nivel inferior al de irritación.14 Se recoge otro caso de alergia ocupacional en forma de dermatitis cutánea. Se describen 2 métodos para diagnosticar la alergia a diferentes concentraciones del monómero.15

Si se tiene en cuenta que los cianoacrilatos componen la base de adhesivos de uso tan común como las "cola loca", muy difundidas en el mercado, para las cuales no se aclaran restricciones de uso o el contacto prolongado que significa su fabricación o la aplicación por médicos o enfermeras que utilicen los adhesivos quirúrgicos, se justifica la preocupación por una evaluación más completa.

Con el objetivo de analizar las posibles alteraciones por la aplicación del adhesivo por la vía intravenosa, se adaptó un modelo descrito para el análisis de citostáticos16 a la evaluación de adhesivos. En el trabajo se miden diferentes parámetros por diversas técnicas, que cuando se analizan los resultados en conjunto pueden dar una idea rigurosa de las propiedades toxicológicas del material que se evalúe. El estudio enzimático y el análisis de las posibles alteraciones histopatológicas resultan un arma poderosa que brinda una evaluación microscópica del problema. Los órganos seleccionados abarcan los de fundamental riesgo en la evaluación de cuadros clínicos tóxicos y las enzimas que se evaluaron constituyen un grupo fundamental en los procesos metabólico, cuya alteración puede dar una idea de la ruta afectada.

Métodos

Compuestos

Se utilizaron para la evaluación toxicológica 2 tipos de adhesivos quirúrgicos con base cianoacrílica de diferente origen, el tisuacryl, adhesivo compuesto por cianoacrilato de n-butilo y violeta genciana, registrado para uso externo y de producción nacional, y el histoacryl, compuesto también por cianoacrilato de n-butilo y un colorante, de la firma comercial B. Brawn que se expende para su aplicación en cirugía externa.

Tratamiento de los animales

Se usaron 21 ratas Wistar convencionales de 200 ± 17 g de peso corporal, hembras procedentes del Centro Nacional para la Producción de Animales de Laboratorio (CENPALAB), con sus certificados de calidad que permanecieron una semana en las condiciones del vivario para su adaptación con agua y comida a libre demanda.

Se dividieron en 3 grupos de siete, para probar las 2 muestras, polímeros de tisuacryl e histoacryl y siete como controles negativos. Se prepararon disoluciones a partir de tisuacryl o histoacryl y agua destilada estéril en proporción 1:1 en bulbos para penicilina, se mezclaron en condiciones de esterilidad mediante el uso de una campana de flujo laminar, se homogeneizaron bien y se obtuvieron emulsiones coloidales que se dejaron polimerizar durante 12 días. Se inocularon 0,2 mL de la emulsión por la vena de la cola durante 2 días consecutivos para tratamiento agudo a una dosis total aproximada de 1 500 mg/kg de peso corporal.

Peso de los órganos y química clínica

Se efectuó una evaluación toxicológica combinada, que comprende estudio de la variación en el peso de cada animal diariamente, evaluación por diferencia de peso con respecto a los controles normales de los órganos vitales más importantes (hígado, bazo, cerebro, riñones, pulmón, corazón y tiroides), evaluación histológica de estos órganos y evaluación por métodos enzimáticos convencionales de transaminasa glutámico oxalacética (TGO), transaminasa glutámico pirúvica (TGP) y fosfatasa alcalina (FALP). Durante el período que duró el experimento se observó la supervivencia, el comportamiento, el consumo de alimentos y la pérdida o ganancia de peso de los animales.

Colección de las muestras de sangre

Los animales se mantuvieron 24 h en ayunas previo al sacrificio para evitar sueros lipémicos y se sacrificaron 3 h después a la última dosis. Se anestesiaron los animales con éter, se seccionó la arteria femoral por donde se extrajo el mayor contenido de sangre, se dejó que esta coagulara y se centrifugó a 3 000 rev/min en centrífuga KR 422 Jonan para la separación del suero. Las evaluaciones enzimáticas se efectuaron en un equipo automatizado modelo Hitachi.

Histología

Después que cesaron todos los signos vitales se seccionó la línea media abdominal y se extrajeron el hígado, páncreas, riñón, bazo, corazón y tiroides, se abrió el cráneo para la extracción del cerebro. Se evaluó el peso y la histología de cada órgano relativo a controles sin tratamiento. Para las evaluaciones histológicas se recogieron muestras representativas de los diferentes tejidos en formol neutro al 10 %. Se procesaron para su inclusión en parafina y tinción con hematoxilina-eosina. Todas las muestras fueron procesadas y analizadas por el mismo personal y a ciegas.

Estadística

Se aplicó el ensayo de la prueba de la t de Student para el análisis de las medias entre 2 grupos mediante el empleo del programa de cómputo SPSS para Windows versión 6.1.3. de 1995.

Resultados

En el estudio comparativo de la variación del peso de los animales antes y después del tratamiento con la emulsión de polímero no se detectaron cambios significativos (tabla 1). La supervivencia de los animales fue del 100 %, el comportamiento frente al grupo, el estado de ánimo y el consumo de alimentos fueron normales.

TABLA 1. Cambio del peso corporal de los animales con el tratamiento de los dos adhesivos

Adhesivo	P1	DE	P2	DE	n	Tcrit	Tcal
Histoacryl	215,8	13,4	215,8	22,7	7	2,1	0
Tisuacryl	218,4	12,7	219,2	13,7	7	2,1	1,25

P1: peso inicial; P2: peso final; DE: desviación estándar; n: número de réplicas; Tcrit: valor de T obtenido de las tablas estadísticas; Tcal: valor de T calculado de los datos experimentales.

Del análisis de la variación del peso de los órganos, comparado con el grupo control sin tratamiento, se detectó un aumento significativo en el peso del tiroides cuando se aplicó el histoacryl y del peso del riñón cuando se aplicó tisuacryl (tabla 2).

TABLA 2. Estudio histológico macroscópico del peso de los órganos

Órgano	DE	n	DE	n	Cont	Tcal	Tcrit
Hígado	7,74±0,67	0,87	8,04±0,72	0,85	7	0,64	2,16
Bazo	0,78±0,36	0,04	0,67±0,27	0,14	7	2,06	2,16
Riñón	1,89±0,44	0,19	1,71±0,22	0,09	7	1,86	2,16
Corazón	0,94±0,12	0,15	0,84±0,12	0,15	7	1,38	2,16
Pulmón	1,20±0,06	0,08	1,30±0,15	0,19	7	0,5	2,16
Cerebro	1,60±0,20	0,22	1,52±0,26	0,23	7	0,96	2,16
Tiroides	0,74±0,120	0,15	0,56±0,13	0,16	7	2,71	2,16
Órgano	Tisuacryl	S	Cont.	S	n	Tcal	Tcrit
Hígado	7,59±0,74	0,81	8,04±0,72	0,88	7	0,67	2,16
Bazo	0,80±0,06	0,22	0,67±0,27	0,14	7	1,06	2,16
Riñón	1,86±0,10	0,10	1,71±0,07	0,07	7	3,87	2,16
Corazón	0,93±0,22	0,16	0,84±0,05	0,18	7	0,63	2,16
Pulmón	1,20±0,13	0,12	1,32±0,09	0,49	7	0,56	2,16
Cerebro	1,56±0,10	0,22	1,52±0,26	0,21	6	1,19	2,23
Tiroides	0,83±0,36	0,30	0,58±0,27	0,16	6	1,87	2,23

DE: desviación estándar; n: número de réplicas; Cont: controles; Tcrit: valor de T obtenido de las tablas estadísticas; Tcal: valor de T calculado de los datos experimentales.

En el estudio histológico, se detectaron microcalcificaciones en túbulos renales en uno de los animales tratados con tisuacryl. El resto de la histología fue normal. En cuanto al estudio enzimático, se encontró un aumento significativo de los niveles de la TGO en todos los animales tratados con respecto a los valores descritos en la literatura médica.17

Discusión

En el análisis de conjunto de los diferentes parámetros evaluados, se aprecia que se introducen cambios a nivel de la histología macroscópica, con el aumento de peso del tiroides y el riñón, que deben ser analizados con mayor profundidad. El estudio histológico permitió detectar la formación de microcalcificaciones en un solo animal.

Aunque el resultado no es estadísticamente significativo, en la actualidad se conoce que los cianoacrilatos reaccionan químicamente en la zona de aplicación debido a que la presencia del ácido inhibidor de la polimerización del monómero protona los grupos amino o cualquier otro grupo protonable, lo que provoca cambios químicos en el monómero (Cañizares Graupera ME. Nuevo enfoque de la polimerización cianoacrílica en medios biológicos. Descubrimiento científico No. 03/2000 OCPI, Cuba).

Teniendo en cuenta estos datos, la formación de cálculos en esta zona pudiera atribuirse a la alta concentración de sodio en los túbulos renales debido a su función inherente,18 por lo que merece que se amplíe el estudio. El aumento de la TGO para ambos productos, demostró una alteración hepática en el ciclo metabólico de las proteínas, lo cual coincide también con la formación de un compuesto nitrogenado en el sitio de contacto con el organismo.

En conclusión, el estudio desarrollado demostró ser útil para adhesivos, ya que abarca gran número de parámetros clínicos con el empleo de pocos animales de experimentación. La dosis de 1 500 mg/kg de peso es muy elevada en relación con la dosis que se aplica a pacientes del orden de los microlitros. No obstante, teniendo en cuenta los daños detectados se impone hacer un estudio más profundo con mayor número de animales, que aclaren las causas del aumento de la TGO y la formación de microcalcificaciones antes de recomendar un uso interno indiscriminado a pacientes.

Summary

Acute toxicological in vivo study of surgical adhesives with cyanoacrylic base

The evaluation of adhesives with cyanoacrylic base was made by adapting a model that is used in the evaluation of cytostatic drugs and that combines different techniques and specialties, physiology of the animals, enzymology and histology. The aim was to have a more complete evaluation that takes into consideration the contact of the adhesives with blood, with a minimum of experimental animals. The evaluation of the blood tissue is vital in internal applications to determine interactions with the system, effects on the immunological system and toxicity due to absorption. The results show that this combination of techniques makes possible to analyze a higher number of parameters in a same animal, that the model is applicable to the particular case of adhesives and that the inclusion of the histopathological study to reduce the amount of animals is specially useful. A siginficant gain of the thyroids' weight on applying histoacryl as well as of the kidney with the use of tisuacryl, the appearance of microcalcifications in renal tubules in one of the animals treated with tisuacryl and the rise of the values of TGO among the animals treated with both products, were detected in the trial.

Key words: Toxicology, histopathology, adhesives, cyanoacrylates, enzymes, experimental animals.

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Recibido: 13 de enero de 2005. Aprobado: 15 de febrero de 2005.
M. Sc. María Elena Cañizares Graupera. Instituto Superior de Medicina Militar "Dr. Luis Díaz Soto". Ave Monumental, Habana del Este, CP 11 700, Ciudad de La Habana, Cuba.

1Master en Bioquímica. Investigadora Auxiliar.
2Doctor en Ciencias Médicas.
3Especialista de I Grado en Anatomía Patológica.
4Doctora en Medicina Veterinaria.