Skip to main content
Jornal Vascular Brasileiro logoLink to Jornal Vascular Brasileiro
. 2025 Aug 1;24:e20250010. doi: 10.1590/1677-5449.202500102
View full-text in Portuguese

Impact of temperature on the production of 1% polidocanol foam: comparison between the Tessari and double-syringe techniques in an experimental study

Genaro Fahrnholz Buonsante 1,, Marcos Arêas Marques 1,2, Bernardo Cunha Senra Barros 1, Verônica Cunha Assunção 1,3, Stênio Karlos Alvim Fiorelli 1, Rossano Kepler Alvim Fiorelli 1,4
PMCID: PMC12419747  PMID: 40933000

Abstract

Background

Polidocanol (POL) foam is widely used in sclerotherapy for the treatment of lower limb varicose veins and its properties are influenced by multiple variables, including preparation methods and room temperature.

Objectives

To compare the influence of temperature on the half-life and bubble diameter of 1% polidocanol foam using the Tessari and double syringe techniques.

Methods

The study employed 1% polidocanol foam prepared at room temperature and cooled to 4 °C, using two techniques: the Tessari technique and the double syringe technique. The foam half-life was recorded, defined as the time in seconds taken for half of the liquid volume to drain. Bubble diameter was analyzed with microscopy. Differences between groups were considered significant at p ≤ 0.05.

Results

Cooling significantly extended the half-life of the foam, especially when the double syringe technique was employed. The Tessari technique produced smaller bubbles under both temperature conditions.

Conclusions

Cooling the mixture of 1% polidocanol and room air increased half-life, irrespective of the preparation technique employed. Temperature had no effect on bubble diameter.

Keywords: sclerotherapy, varicose veins, polidocanol, temperature, venous insufficiency, efficacy

INTRODUCTION

Foam sclerotherapy(FS) is a widely established technique for treatment of lower limb (LL) varicose veins and vascular malformations.1 The FS offers the advantage of increased viscosity when compared to liquid, enabling better displacement of the intravascular content, increasing the surface area in contact with endothelium and reducing dilution and deactivation of the sclerosing agent by plasma.2 The technique involves intravenous infusion of a sclerosing agent, administered under direct view or guided by ultrasonography, and has been described with several different sclerosants and preparation methods. Polidocanol (POL) is the most widely used sclerosing agent in Brazil, offering the advantages of low cost and applicability to office procedures.3-5

Polidocanol is an amphiphilic surfactant molecule, comprising a hydrophilic polar component and an apolar hydrophobic component, with similar properties to phospholipid membranes. Its action reduces surface tension and, eventually, dissolves the endothelial cell membrane, provoking inflammation and fibrosis of the vessel. Foam can be defined as of adequate quality if it has a half-life of approximately 2 minutes and microbubbles with a diameter less than 250 µm.6

Polidocanol foam can be made by physicians using techniques such as the Tessari technique (TT) and the double syringe technique (DST).7,8 Standardized commercial preparations and automated preparation devices are also available on the market, such as Varithena® (Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, United States) and Varixio® (VB Devices, Barcelona, Spain), for example.9,10

The main criticisms of sclerotherapy performed using physician prepared foam relate to the lack of standardization and the large number of variables that can impact its quality. The most important of these are the pressure applied to the syringe plunger, the velocity of mixture preparation, different concentrations of sclerosing agent, the proportion of liquid to gas, the type of gas used, the preparation method (TT or DST), the quality of the materials employed, and local altitude and temperature.2,11

The pressure and velocity of preparation impact the rate of foam flow, which is determined by its viscosity. In turn, viscosity is affected by density (mass per unit of volume) and by shear forces (related to the velocity gradient within the diameter of the conduit). A fluid with viscosity that remains constant, irrespective of shear forces is classified as a Newtonian fluid. The viscosity of POL foam reduces as shear forces increase and so it is classified as a non-Newtonian fluid.12-14

Some of these variables, such as the POL concentration and the type of gas employed depend on factors related to the patient and may be adjusted depending on the location and size of the vessel being treated.1 The quality of the sclerosing agent, environmental variables, and factors related to the physician, such as altitude and the pressure applied during preparation, are difficult to standardize. In contrast, the preparation technique, the temperature, and use of specific materials are easily controlled and are reproducible.

It is worth mentioning that very often changing these variables does not add significant extra cost to the process, which is a relevant point, considering that foam sclerotherapy is widely used to treat LL varicose veins on the Brazilian Unified Health System (SUS - Sistema Único de Saúde).15

Studies suggest that use of nonsilicone syringes, employing the DST, and reducing the temperature all increase the stability of DF, which is assessed in terms of its half-life. Although there are studies that have compared these variables individually, suggesting that the DST and use of nonsilicone syringes increase the half-life of the foam, no studies were found that have investigated the influence of temperature in a scenario in which all of these characteristics were combined.11,16,17 Assessing these factors in conjunction would make it possible to assess the impact on the quality of physician prepared foam of low-cost variables that are easy to standardize.

The objective of this study is to analyze the quality of 1% POL foam prepared at room temperature and with cooling, using the TT and the DST, employing nonsilicone syringes.

METHODS

An in vitro experimental laboratory study was conducted using the following materials: POL 1% (Victalab® Farmácia de Manipulação Ltda., São Paulo, Brazil); 3 and 5 mL syringes with Luer Lock (SR Productos Para la Salud®, Pedro Juan Caballero, Paraguay); a three-way connector with Luer Lock (Poly Medcure Ltda., Haryana, India); a two-way connector (Baxter® International Inc., Illinois, United States); a 25 G infusion port (Medix Brasil®, Paraná, Brazil); an Exbom digital internal and external thermo-hygrometer (Exbom®, São Paulo, Brazil); an Olympus CX 41 microscope (Olympus Corporation®, Tokyo, Japan); and an Electrolux EM120 refrigerator (Electrolux®, Paraná, Brazil).

Preparation

The 1% POL foam was prepared at room temperature and with cooling using TT and DST, with nonsilicone syringes. For the TT, 3 and 5 mL syringes were connected at a 90º angle using a three-way connector (Figure 1a). For the DST, 3 and 5 mL syringes were connected at a 180 º angle using a two-way connector (Figure 1b).

Figure 1. (a) Arrangement of syringes for the double syringe technique; (b) Arrangement of syringes for the Tessari technique.

Figure 1

All samples were prepared at a proportion of 1:4 with room air, i.e. 1 mL of POL 1% and 4 mL of air. The syringes were connected and shaken, executing 20 complete movements of the plungers and then measurements were taken immediately after preparation. Groups were formed without blinding and all experiments were performed by the same operator.

Temperature control

The room temperature samples were prepared at 25 °C. The cooled samples were prepared after cooling the syringes, already filled with POL 1% and room air, to a temperature of 4±1 °C in a refrigerator. Temperature was not measured again after preparation of the foam, so that the outcome data could be measured as close to immediately as possible. The time taken to cool the samples was defined empirically as 15 minutes in pilot tests.

Measurement of half-life

The foam half-life was measured in seconds for all experimental groups. Half-life was defined as the time taken for half of the volume of the liquid to drain. Timing began immediately after completion of the preparation, with the syringe positioned vertically in a support, and was video recorded (Figure 2). Each experiment was repeated 10 times. The number of repetitions was determined by using the largest number of repetitions reported in similar experiments.8-10,18,19 Times are reported as the means of measurements in seconds with their standard deviations.

Figure 2. Diagram illustrating positioning of materials to assess half-life.

Figure 2

Measurement of bubble diameter

These measurements were performed immediately after each preparation was complete. A 0.5 mL volume of foam was transferred to a slide using a 25 G infusion port and covered with a coverslip. Three different areas of the sample were photographed with a microscope fitted with a 2.5x eyepiece and using a 10x objective lens. Five samples were prepared for each experimental group.

Bubble diameters are reported as means, in microns, and their standard deviations. For image processing, an image of a calibration slide was captured to define the scale and Fiji-ImageJ ® was used to analyze the images (Figure 3).20

Figure 3. Image of bubbles after processing by analysis software.

Figure 3

Statistical

The Shapiro-Wilk test was used to verify the normality of each dataset, adopting a significance level (p) of ≤ 0.05. For data considered normal, the Levene test was used to verify the homogeneity of variance in the groups.

If both conditions were met, the ANOVA test, with Tukey post hoc analysis was used to identify which pairs of groups were significantly different. If the Shapiro-Wilk test or the Levene test indicated that the premises of distribution normality or variance homogeneity were violated, the Kruskal-Wallis test was used instead, with the Dunn test post hoc analysis applied to identify significantly different pairs. Results were interpreted on the basis of their p values, adopting a significance level of p ≤ 0.05.

RESULTS

Half-life

Table 1 shows the mean half-lives and the statistical analysis results, demonstrating statistically significant differences between the groups analyzed (p < 0.01).

Table 1. Half-lives and statistical analysis.

Group (n) Mean (s) SD (s)
Room temperature TT (10) 90 8.57
Room temperature DST (10) 148 37.71
Cooled TT (10) 132 10.71
Cooled DST (10) 207 34.63
Post hoc analysis to compare groups P value
Room temperature vs. DST at room temperature < 0.01
Room temperature TT vs. cooled TT < 0.01
Room temperature TT vs. cooled DST < 0.01
Room temperature DST vs. cooled TT 0.63
Room temperature SD vs. cooled DST < 0.05
Cooled TT vs. cooled DST < 0.05

TT = Tessari technique; DST = double syringe technique; SD = standard deviation; s = seconds.

Table 2 shows mean bubble diameters, in microns, and the results of the statistical analysis. Statistically significant differences were observed between the different preparation techniques, but temperature had no effect on bubble diameter.

Table 2. Bubble diameter and statistical analysis.

Group (n) Mean (μm) Standard deviation (μm) 95%CI
Room temperature TT (1,236) 53.50 11.95 ±6.62
Room temperature DST (2,884) 86.54 19.92 ±11.03
Cooled TT (2,455) 52.81 21.82 ±12.09
Cooled DST (1,668) 74.20 21.11 ±11.69
Post hoc analysis to compare groups Value p
Room temperature TT vs. room temperature DST < 0.01
Room temperature TT vs. cooled TT 0.74
Room temperature TT vs. cooled DST 0.01
Room temperature DST vs. cooled TT < 0.01
Room temperature DST vs. cooled DST 0.22
Cooled TT vs. cooled DST < 0.01

TT = Tessari technique; DST = double syringe technique; 95%CI = 95% confidence interval.

Figure 4 illustrates the proportions of bubbles with diameters less than 250 µm and the distribution of bubble diameters in foam prepared with the different techniques and under different conditions. The TT at room temperature had the smallest proportion (1.21%) and the DST at the same temperature had the largest proportion (4.26%).

Figure 4. Distribution of bubble sizes.

Figure 4

DISCUSSION

Preparation of foam by the physician is subject to considerable technical variability. Several factors influence its quality and, while there are experimental studies demonstrating how each variable impacts the foam, some are not easily reproducible or controllable outside the laboratory.11

Temperature is one of the factors that influence preparation of foam and can be controlled without highly expensive or complex equipment. There is literature demonstrating a correlation between low temperatures, varying from 4 to 10 °C, and an increase in foam half-life, resulting in greater stability because of the increased viscosity.11,16,21 This is why it is important to mention the influence not only of the temperature of the POL itself, but also of all of the materials involved in foam preparation.17

Commercial preparations have been developed to attenuate the effect of these variables. Varithena ® POL microfoam (PMF) and the Varixio ® preparation device are currently available. The former uses a preparation of 1% POL mixed with a predefined mixture of O2 and CO2. Carugo et al.10 compared the half-life of PMF with foams prepared with TT and DST at different concentrations and varying gas mixtures, observing a half-life of approximately 120 seconds for PMF, around 160 seconds for DST, and 90 seconds for TT, all produced at room temperature.

Varixio ® employs a magnetic mixer and a capsule to produce the mixture and can be used with POL at different concentrations to mix with air or O2/CO2. The half-life for 1% POL, as used in the present study, was approximately 144 seconds and the mean bubble diameter was 86±14 µm.9

With regard to half-life, mean half-life at room temperature was 90 seconds for the TT preparation. This value is compatible with other studies, which report mean half-lives ranging from 95 to 145 seconds, using the same parameters for dilution, temperature, and liquid-to-air ratio.8,9,16,18

In addition to the variables already mentioned, the difference may also be attributable to variations in the velocity of preparation between different physicians. Bai et al.21,22 analyzed the influence on foam of preparation velocity using an automated mixing device. Velocities from 100 to 350 mm/s had a significant impact, with the maximum half-life achieved at 275 mm/s, reducing at higher velocities. This parameter is difficult to standardize across different professionals and, although the samples were all prepared by the same professional, this study is subject to such variations, which emphasizes the need for methods of preparation optimization that are easy to standardize outside of the laboratory setting.

Methods of foam optimization that are easy to standardize are important, considering that foam is now an established and cost-effective technique for treatment of LL varicose veins and venous ulcers.23,24

Temperature can be controlled without the need for expensive equipment. The time taken for cooling is an important variable in the process and in the present study the time observed for the apparatus to cool was 15 minutes. After cooling, the foam preparation itself causes an increase in temperature that is dependent on the initial temperature, with experiments showing that it is necessary to cool the entire system to a temperature of 4 oC to achieve a post-preparation temperature of 10 oC.17

Valenzuela et al.16 conducted an experimental study and reported a half-life of approximately 150 seconds, for POL at both a concentration of 0.5% and a concentration of 1.5%, at a temperature of 10 °C. It should be mentioned that they used a 5 µm filter in the circuit, which could have contributed to increased half-life because of the increased shear forces.22

When we analyzed the data obtained with the DST using nonsilicone syringes at room temperature, the half-life recorded was 148 seconds. Shi et al.8 reported values of 142.27±2.98 seconds, which were statistically longer than times obtained using the TT in the same study.

It is important to mention that those authors used siliconized syringes and observed similar half-lives. It would therefore be interesting to conduct a detailed study of the true impact of using siliconized syringes and nonsilicone syringes, considering that there are few publications that have directly compared these two approaches.11

The longest mean half-life of 1% POL foam in this study was achieved using the DST with cooled nonsilicone syringes, with a half-life of 207±34 seconds. This is comparable to the half-lives of commercial preparations, such as a preparation of POL 1% + room air, which had a half-life of 144±54 seconds.9,10

When bubble diameter was analyzed, temperature did not cause significant differences, either with the TT or with the DST. However, there were statistically significant differences in mean bubble diameter, with the TT foam having a smaller mean diameter and a lower proportion of microbubbles (< 250 µm) compared to the DST foam. These findings diverge from results observed by Shi et al.,8 who reported that the TT resulted in a smaller mean bubble diameter than the DST.22

Despite the divergence, this study demonstrates, as other authors have reported, that both techniques for physician prepared foam are capable of consistently producing microbubbles comparable to commercial preparations.2,9,10

In terms of clinical applicability, this study is relevant, since foam plays an important role in treatment of LL varicose veins23,24 and more stable foam offers greater flexibility in terms of the time available for administration. Nevertheless, this study has the limitation of an in vitro analysis, which makes it impossible to correlate the greater foam stability with clinical benefit. Another limiting factor is the number of technical variations that exist, such as an angled three-way valve or inclusion of valves and filters between syringes, which impairs comparisons between techniques. It is also known that POL concentration, the proportion of liquid to room air, and the variation of foam temperature in relation to body temperature negatively affect DF stability.25,26 One avenue of interest for future studies would be to compare the influence of temperature at concentrations lower than 1%.

CONCLUSIONS

Cooling both the 1% POL and the room air led to an increase in foam half-life, irrespective of the preparation technique used. Temperature had no influence on bubble diameter.

Biographies

Resident Physician in Vascular Surgery, Vascular Surgery Department, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Physician, Angiology Care Teaching Unit, Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE), affiliated with Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), and at the Vascular Surgery Department of Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Physician; Professor, Vascular Surgery Department, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Physician, Vascular Surgery Department, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), and at the Vascular Surgery Department of Hospital Municipal Salgado Filho (HMSF).

Physician; Professor; Coordinator, Vascular Surgery Department, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Physician; Professor; Coordinator. Department of General and Specialized Surgery of Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, affiliated with Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), and Member of the Brazilian Academy of Medicine (ANM).

Footnotes

How to cite:

Buonsante GF, Marques MA, Barros BCS, Assunção VC, Fiorelli SKA, Fiorelli RKA. Impact of temperature on the production of 1% polidocanol foam: comparison between the Tessari and double-syringe techniques in an experimental study. J Vasc Bras. 2025;24:e20250010. https://doi.org/10.1590/1677-5449.202500102

Financial support: None.

The study was carried out at Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Rio de Janeiro, RJ, Brazil.

REFERENCES

  • 1.Rabe E, Breu FX, Cavezzi A, et al. European guidelines for sclerotherapy in chronic venous disorders. Phlebology. 2014;29(6):338–354. doi: 10.1177/0268355513483280. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Wong K, Connor DE, Andrade OC, Parsi K. Foam bubble size is significantly influenced by sclerosant concentration for polidocanol but not sodium tetradecyl sulphate. Phlebology. 2021;36(7):576–587. doi: 10.1177/0268355521995012. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Wong M, Parsi K, Myers K, et al. Sclerotherapy of lower limb veins: Indications, contraindications and treatment strategies to prevent complications: a consensus document of the International Union of Phlebology. Phlebology. 2023;38(4):205–258. doi: 10.1177/02683555231151350. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Kikuchi R, Nhuch C, Drummond DAB, et al. Brazilian guidelines on chronic venous disease of the Brazilian Society of Angiology and Vascular Surgery. J Vasc Bras. 2023;22:e20230064. doi: 10.1590/1677-5449.202300642. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Gloviczki P, Lawrence PF, Wasan SM, et al. The 2023 Society for Vascular Surgery, American Venous Forum, and American Vein and Lymphatic Society clinical practice guidelines for the management of varicose veins of the lower extremities. Part II: Endorsed by the Society of Interventional Radiology and the Society for Vascular Medicine. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2024;12(1):101670. doi: 10.1016/j.jvsv.2023.08.011. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Redondo P, Cabrera J. Microfoam sclerotherapy. Semin Cutan Med Surg. 2005;24(4):175–183. doi: 10.1016/j.sder.2005.10.005. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Tessari L, Cavezzi A, Frullini A. Preliminary experience with a new sclerosing foam in the treatment of varicose veins. Dermatol Surg. 2001;27(1):58–60. [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Shi X, Liu Y, Li D, Tursun M, Azmoun S, Liu S. The stability of physician-compounded foam is influenced by the angle of connector. Ann Vasc Surg. 2024;99:217–222. doi: 10.1016/j.avsg.2023.08.011. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Roche E, Pons R, Roche O, Puig A. A new automated system for the preparation of sclerosant foam: a study of the physical characteristics produced and the device settings required. Phlebology. 2020;35(9):724–733. doi: 10.1177/0268355520937615. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Carugo D, Ankrett DN, Zhao X, et al. Benefits of polidocanol endovenous microfoam (Varithena®) compared with physician-compounded foams. Phlebology. 2016;31(4):283–295. doi: 10.1177/0268355515589063. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Patel SB, Ostler AE, Pirie TM, Whiteley MS. The effects of altitude, temperature, gas to sclerosant ratio, air versus 50:50 mixture of CO2 and O2, foam volume, presence of silicone, and consecutive uses of syringes on the longevity of Tessari-made foam for sclerotherapy. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2014;2(1):116. doi: 10.1016/j.jvsv.2013.10.037. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Wong K, Chen T, Connor DE, Behnia M, Parsi K. Basic physiochemical and rheological properties of detergent sclerosants. Phlebology. 2015;30(5):339–349. doi: 10.1177/0268355514529271. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Meghdadi A, Jones SA, Patel VA, Lewis AL, Millar TM, Carugo D. Foam-in-vein: characterization of blood displacement efficacy of liquid sclerosing foams. Biomolecules. 2022;12(12):1725. doi: 10.3390/biom12121725. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Meghdadi A, Jones SA, Patel VA, Lewis AL, Millar TM, Carugo D. Foam-in-vein: a review of rheological properties and characterization methods for optimization of sclerosing foams. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2021;109(1):69–91. doi: 10.1002/jbm.b.34681. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Bentes LGB, Lemos RS, Santos DR, Reis JMC. Epidemiological profile of surgical treatment of varicose veins in Brazil from 2010 to 2020. J Vasc Bras. 2022;21:e20210202. doi: 10.1590/1677-5449.202102022. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Valenzuela GC, Wong K, Connor DE, Behnia M, Parsi K. Foam sclerosants are more stable at lower temperatures. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2013;46(5):593–599. doi: 10.1016/j.ejvs.2013.08.012. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Tan L, Wong K, Connor D, Fakhim B, Behnia M, Parsi K. Generation of sclerosant foams by mechanical methods increases the foam temperature. Phlebology. 2017;32(7):501–505. doi: 10.1177/0268355516671625. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Sun Y, Gu H, Yang X, et al. Bleomycin polidocanol foam (BPF) stability: in vitro evidence for the effectiveness of a novel sclerosant for venous malformations. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2020;59(6):1011–1018. doi: 10.1016/j.ejvs.2020.01.023. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Zhang H, Yang A, Xu M, Liu S. A modified 3-way tap to enhance the stability and uniformity of sclerosant foam. Ann Vasc Surg. 2021;70:501–505. doi: 10.1016/j.avsg.2020.08.116. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E, et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 2012;9(7):676–682. doi: 10.1038/nmeth.2019. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Bai T, Jiang W, Chen Y, Yan F, Xu Z, Fan Y. Effect of multiple factors on foam stability in foam sclerotherapy. Sci Rep. 2018;8(1):15683. doi: 10.1038/s41598-018-33992-w. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Bai T, Liu Y, Jiang W, et al. A Review of sclerosing foam stability in the treatment of varicose veins. Dermatol Surg. 2020;46(2):249–257. doi: 10.1097/DSS.0000000000002039. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Abreu GCG, Camargo O, Jr, Abreu MFM, Aquino JLB. Ultrasound-guided foam sclerotherapy for chronic venous disease with ulcer: a prospective multiple outcome cohort study. J Vasc Bras. 2020;19:e20180108. doi: 10.1590/1677-5449.180108. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Miranda LA, Carmo RC, Sathler-Melo CC, Castro-Santos G. Bilateral foam polidocanol sclerotherapy of great saphenous veins and their tributaries in synchronous procedure. J Vasc Bras. 2021;20:e20200178. doi: 10.1590/1677-5449.200178. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Cameron E, Chen T, Connor DE, Behnia M, Parsi K. Sclerosant foam structure and stability is strongly influenced by liquid air fraction. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2013;46(4):488–494. doi: 10.1016/j.ejvs.2013.07.013. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Bai T, Chen Y, Jiang W, Yan F, Fan Y. Studies on foam decay trend and influence of temperature jump on foam stability in sclerotherapy. Vasc Endovascular Surg. 2018;52(2):98–106. doi: 10.1177/1538574417741786. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
J Vasc Bras. 2025 Aug 1;24:e20250010. [Article in Portuguese] doi: 10.1590/1677-5449.202500101

Impacto da temperatura na produção de espuma densa de polidocanol a 1%: comparação entre as técnicas de Tessari e seringa dupla em estudo experimental

Genaro Fahrnholz Buonsante 1,, Marcos Arêas Marques 1,2, Bernardo Cunha Senra Barros 1, Verônica Cunha Assunção 1,3, Stênio Karlos Alvim Fiorelli 1, Rossano Kepler Alvim Fiorelli 1,4

Resumo

Contexto

A espuma densa de polidocanol é amplamente utilizada na escleroterapia para o tratamento de varizes de membros inferiores, sendo influenciada por diversas variáveis nos métodos de preparo e pela temperatura ambiente.

Objetivos

Comparar a influência da temperatura na meia-vida e no diâmetro das bolhas na espuma densa de polidocanol a 1% utilizando as técnicas de Tessari e da seringa dupla.

Métodos

O estudo utilizou espuma densa de polidocanol a 1%, preparada em temperatura ambiente e resfriada a 4 °C, por meio de duas técnicas: técnica de Tessari e técnica da seringa dupla. A meia-vida em segundos da espuma densa foi avaliada registrando-se o tempo necessário para a drenagem de metade do volume líquido, e o diâmetro das bolhas foi analisado por microscopia. As diferenças entre os grupos foram consideradas significativas quando p ≤ 0,05.

Resultados

O resfriamento aumentou significativamente a meia-vida da espuma densa, especialmente quando a técnica da seringa dupla foi utilizada. A técnica de Tessari produziu bolhas menores em ambas as condições de temperatura.

Conclusões

O resfriamento do conjunto de polidocanol a 1% + ar ambiente gerou aumento da meia-vida, independentemente da técnica de preparo utilizada. Não houve influência da temperatura no diâmetro das bolhas.

Palavras-chave: escleroterapia, varizes, polidocanol, temperatura, insuficiência venosa, eficácia

INTRODUÇÃO

A escleroterapia com espuma densa (ED) é uma técnica amplamente estabelecida para o tratamento de varizes dos membros inferiores (MMII) e de malformações vasculares1 . A ED apresenta como vantagem o aumento da viscosidade quando comparada à forma líquida, permitindo um maior deslocamento do conteúdo intravascular, ampliando a superfície de contato com o endotélio e reduzindo a diluição e a desativação do agente esclerosante pelo plasma2 . Essa técnica envolve a infusão intravenosa de um esclerosante, realizada sob visão direta ou guiada por ultrassonografia, sendo descrita com o uso de diferentes esclerosantes e métodos de preparação. O polidocanol (POL) é o esclerosante mais utilizado no Brasil, apresentando como vantagens o baixo custo e a viabilidade para procedimentos ambulatoriais3-5 .

O POL é uma molécula surfactante anfifílica, composta por um componente polar hidrofílico e um componente apolar hidrofóbico, apresentando propriedades semelhantes às da membrana fosfolipídica. Sua ação consiste em reduzir a tensão superficial e, em última instância, solubilizar a membrana celular do endotélio, levando à inflamação e fibrose do vaso. Uma espuma de qualidade adequada pode ser definida por uma meia-vida de aproximadamente 2 minutos e microbolhas com diâmetro inferior a 250 µm6 .

A ED de POL pode ser obtida por meio de técnicas de preparo realizadas pelo médico, como a técnica de Tessari (TT) e a técnica da seringa dupla (TSD)7,8 . Também estão disponíveis no mercado preparações comerciais padronizadas e dispositivos automatizados para o preparo, como o Varithena® (Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, EUA) e o Varixio® (VB Devices, Barcelona, Espanha)9,10 .

As principais críticas à escleroterapia com ED preparada manualmente pelos médicos referem-se à falta de padronização e ao grande número de variáveis que podem influenciar sua qualidade. Entre essas, destacam-se a pressão aplicada no êmbolo da seringa, a velocidade de preparo da mistura, as diferentes concentrações do esclerosante, a proporção líquido-gás, o tipo de gás utilizado, as formas de preparo (TT ou TSD), a qualidade do material empregado, bem como a altitude e a temperatura locais2,11 .

A pressão e a velocidade de preparo influenciam o fluxo da ED, que é determinado por sua viscosidade. A viscosidade, por sua vez, é afetada pela densidade (massa por unidade de volume) e pelas forças de cisalhamento (relacionadas ao gradiente de velocidade dentro do diâmetro do conduto). Um fluido cuja viscosidade permanece constante, independentemente das forças de cisalhamento, é classificado como um fluido newtoniano. A ED de POL apresenta redução de viscosidade com o aumento das forças de cisalhamento, sendo classificada como um fluido não newtoniano12-14 .

Algumas dessas variáveis, como a concentração de POL e o tipo de gás utilizado, dependem de fatores relacionados ao paciente e podem variar conforme o local e o tamanho do vaso a ser tratado1 . A qualidade do esclerosante, as variáveis ambientais e os fatores relacionados ao ato médico, como a altitude e a pressão aplicada durante a preparação, são aspectos de difícil padronização. Em contrapartida, a técnica de preparo, a temperatura e o uso de materiais específicos são fatores facilmente controláveis e reprodutíveis.

Vale mencionar que a modificação dessas variáveis, muitas vezes, não acarreta aumento significativo nos custos do processo, o que é um ponto relevante, considerando que a escleroterapia com ED é amplamente utilizada no tratamento de varizes de MMII no contexto do Sistema Único de Saúde (SUS) brasileiro15 .

Alguns estudos sugerem que o uso de seringas não siliconadas, o uso da TSD e a redução da temperatura aumentam a estabilidade da ED, avaliada através de sua meia-vida. Embora existam estudos que compararam essas variáveis individualmente, sugerindo que a TSD e o uso de seringas não siliconadas aumentam a meia-vida da ED, não foram encontrados trabalhos que investigassem a influência da temperatura em um cenário onde todas essas características fossem combinadas11,16,17 . Ao se considerar a associação desses fatores, torna-se possível avaliar o impacto de variáveis de baixo custo e fácil padronização na qualidade da ED produzida pelo médico.

O objetivo deste estudo é analisar a qualidade da ED de POL a 1% preparada em temperatura ambiente e sob resfriamento, utilizando a TT e TSD, com seringas não siliconadas.

MÉTODOS

Foi realizado um estudo experimental laboratorial in vitro utilizando os seguintes materiais: POL a 1% (Victalab® Farmácia de Manipulação Ltda., São Paulo, Brasil); seringas de 3 e 5 mL com Luer Lock (SR Productos Para la Salud®, Pedro Juan Caballero, Paraguai); conector de três vias com Luer Lock (Poly Medcure Ltda., Haryana, Índia); conector de duas vias (Baxter® International Inc., Illinois, Estados Unidos); escalpe para infusão 25 G (Medix Brasil®, Paraná, Brasil); termo-higrômetro digital interno e externo Exbom (Exbom®, São Paulo, Brasil); microscópio Olympus CX 41 (Olympus Corporation®, Tóquio, Japão); e refrigerador Eletrolux EM120 (Eletrolux®, Paraná, Brasil).

Preparação

A ED de POL a 1% foi preparada em temperatura ambiente e resfriada utilizando a TT e a TSD, com seringas não siliconadas. Na TT, seringas de 3 e 5 mL foram conectadas por meio de um conector de três vias em um ângulo de 90º (Figura 1a). Na TSD, seringas de 3 e 5 mL foram conectadas por meio de um conector de duas vias em um ângulo de 180º (Figura 1b).

Figura 1. (a) Disposição das seringas para realização da técnica da seringa dupla; (b) Disposição das seringas para realização da técnica de Tessari.

Figura 1

Todas as amostras foram preparadas utilizando a proporção de 1+4 com ar ambiente, sendo 1 mL de POL a 1% e 4 mL de ar. As seringas foram conectadas e agitadas com 20 movimentos completos do êmbolo, e as aferições foram realizadas imediatamente após a preparação. A escolha dos grupos foi feita de forma aberta e o experimento realizado pelo mesmo operador.

Controle de temperatura

As amostras em temperatura ambiente foram preparadas a 25 °C. As amostras resfriadas foram preparadas resfriando a seringa, já contendo o POL a 1% e ar ambiente, a uma temperatura de 4±1 °C, utilizando um refrigerador. A temperatura após a preparação da espuma não foi aferida para que a medição dos dados ocorresse o mais imediatamente possível. O tempo necessário para o resfriamento da amostra foi definido empiricamente através de testes-piloto, sendo estabelecido em 15 minutos.

Medição da meia-vida

Para todos os grupos, foi registrada a meia-vida da preparação em segundos, definida como o tempo necessário para a drenagem de metade do volume de líquido utilizado. A cronometragem foi iniciada imediatamente após o término da preparação, com a seringa posicionada verticalmente em um suporte para registro em vídeo (Figura 2). Foram realizadas 10 repetições. O número de repetições foi determinado utilizando como base o maior número descrito em experimentos semelhantes8-10,18,19 . Os dados de tempo são apresentados através das médias das medidas em segundos e seus desvios-padrão.

Figura 2. Diagrama do posicionamento dos materiais para avaliação da meia-vida.

Figura 2

Medição do diâmetro das bolhas

A medição foi realizada imediatamente após o término da preparação. Um volume de 0,5 mL de ED foi transferido para uma lâmina utilizando um escalpe de infusão 25 G e coberto com uma lamínula. Três áreas distintas da amostra foram registradas por meio de uma câmera acoplada a um microscópio equipado com ocular de 2,5x e objetiva de 10x. Para cada grupo, foram preparadas cinco amostras.

Os diâmetros das bolhas são apresentados pela média das medidas em micrômetros e seus desvios-padrão. Para o processamento das imagens, foi realizada uma captura de imagem de uma lâmina de calibração para definição da escala, e o software de análise de imagens Fiji-ImageJ ® foi utilizado (Figura 3)20 .

Figura 3. Imagem das bolhas após processamento no software de análise.

Figura 3

Estatística

O teste de Shapiro-Wilk foi aplicado a cada conjunto de dados para avaliar sua normalidade, adotando um nível de significância (p) ≤ 0,05. Para os dados considerados normais, o teste de Levene foi utilizado para verificar a homogeneidade das variâncias entre os grupos.

Se ambas as condições fossem atendidas, realizava-se o teste ANOVA, com análise post hoc de Tukey para identificar quais pares de grupos apresentavam diferenças significativas. Caso o teste de Shapiro-Wilk ou o teste de Levene indicassem violação das premissas de normalidade ou homogeneidade das variâncias, o teste de Kruskal-Wallis era empregado como alternativa, com análise post hoc pelo teste de Dunn para identificar os pares com diferenças significativas. Os resultados foram interpretados com base nos valores de p obtidos, considerando um nível de significância ≤ 0,05.

RESULTADOS

Tempo de meia-vida

A média do tempo de meia-vida e a análise estatística são apresentadas na Tabela 1, evidenciando diferença estatisticamente significativa entre os grupos avaliados (p < 0,01).

Tabela 1. Tempo de meia-vida e análise estatística.

Grupo (n) Média (s) DP (s)
Temperatura ambiente TT (10) 90 8,57
Temperatura ambiente TSD (10) 148 37,71
Resfriado TT (10) 132 10,71
Resfriado TSD (10) 207 34,63
Análise post hoc para comparação entre grupos Valor de p
Temperatura ambiente TT vs. temperatura Ambiente TSD < 0,01
Temperatura ambiente TT vs. resfriado TT < 0,01
Temperatura ambiente TT vs. resfriado TSD < 0,01
Temperatura ambiente TSD vs. resfriado TT 0,63
Temperatura ambiente SD vs. resfriado TSD < 0,05
Resfriado TT vs. resfriado TSD < 0,05

TT = técnica de Tessari; TDS = técnica de seringa dupla; DP = desvio-padrão; s = segundos.

O diâmetro médio das bolhas, em micrômetros, e a análise estatística são apresentados na Tabela 2. Foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre as técnicas de preparação, sem influência da temperatura no diâmetro das bolhas.

Tabela 2. Diâmetro das bolhas e análise estatística.

Grupo (n) Média (μm) Desvio-padrão (μm) IC95%
Temperatura ambiente TT (1.236) 53,50 11,95 ±6,62
Temperatura ambiente TSD (2.884) 86,54 19,92 ±11,03
Resfriado TT (2.455) 52,81 21,82 ±12,09
Resfriado TSD (1.668) 74,20 21,11 ±11,69
Análise post hoc para comparação entre grupos Valor p
Temperatura ambiente TT vs. temperatura Ambiente TSD < 0,01
Temperatura ambiente TT vs. resfriado TT 0,74
Temperatura ambiente TT vs. resfriado TSD 0,01
Temperatura ambiente TSD vs. resfriado TT < 0,01
Temperatura Ambiente TSD vs. resfriado TSD 0,22
Resfriado TT vs. resfriado TSD < 0,01

TT = técnica de Tessari; TDS = técnica de seringa dupla; IC95% = intervalo de confiança de 95%.

A Figura 4 mostra a proporção de bolhas menores que 250 µm e a distribuição de bolhas nas diferentes técnicas e condições, com a TT em temperatura ambiente apresentando a menor proporção (1,21%) e a TSD na mesma condição apresentando a maior (4,26%).

Figura 4. Distribuição dos tamanhos das bolhas.

Figura 4

DISCUSSÃO

A preparação da ED, realizada pelo médico, está sujeita a uma grande variabilidade técnica. Diversos fatores influenciam a sua qualidade e, embora existam estudos experimentais que detalhem como cada variável interfere nela, algumas não são facilmente reprodutíveis ou controláveis fora do ambiente laboratorial11 .

A temperatura é um dos fatores que influenciam a preparação da ED e pode ser controlada sem a necessidade de equipamentos de alto custo ou complexidade. A literatura demonstra uma correlação entre temperaturas baixas, variando de 4 a 10 °C, e um aumento na meia-vida da ED, resultando em maior estabilidade devido ao aumento na viscosidade11,16,21 . Por isso, é importante mencionar a influência não apenas da temperatura do POL em si, mas também de todos os materiais envolvidos na preparação17 .

Como forma de atenuar essas variáveis, foram desenvolvidas preparações comerciais, estando atualmente disponíveis a microespuma (MEP) de POL (Varithena ® ) e o Varixio ® . A primeira utiliza uma preparação de POL a 1% com uma mistura predefinida de O2 e CO2. Carugo et al.10 compararam a meia-vida da MEP com as TT e TSD em diferentes concentrações e misturas de gases, obtendo uma meia-vida de aproximadamente 120 segundos para a MEP, cerca de 160 segundos para a TSD e 90 segundos para a TT, todas em temperatura ambiente.

O Varixio ® utiliza um misturador magnético e uma cápsula para gerar a mistura, permitindo o uso de POL em diferentes concentrações com ar ou O2/CO2. Para o POL a 1%, conforme utilizado neste estudo, a meia-vida foi de aproximadamente 144 segundos, com um diâmetro médio de bolhas de 86±14 µm9 .

Em relação à meia-vida, foi observado, em temperatura ambiente, uma média de 90 segundos para a preparação utilizando a TT. O valor é compatível com outros estudos, que relatam uma meia-vida média de 95 a 145 segundos utilizando os mesmos padrões de diluição, temperatura e proporção líquido + ar8,9,16,18 .

Além das variáveis já citadas, essa diferença também pode ser atribuída à variação na velocidade de preparo da ED entre os médicos. Bai et al.21,22 avaliaram a influência da velocidade de preparação da ED utilizando um dispositivo de mistura automatizado. Velocidades entre 100 e 350 mm/s tiveram impacto significativo, com a meia-vida máxima alcançada a 275 mm/s, reduzindo em velocidades superiores. Esse parâmetro é de difícil padronização entre profissionais e, embora o preparo das amostras tenha sido realizado sempre pelo mesmo profissional, este trabalho está sujeito a variações, o que reforça a necessidade de formas de otimização do preparo que sejam de fácil padronização fora do ambiente laboratorial.

Formas de otimização da espuma que sejam de fácil padronização são importantes, considerando que a ED é uma técnica consagrada e custo-efetiva para o tratamento de varizes e úlceras venosas de MMII23,24 .

O controle da temperatura pode ser realizado sem a necessidade de equipamentos de alto custo. O tempo necessário para o resfriamento é uma variável importante no processo, sendo observado, neste trabalho, um tempo de 15 minutos para o resfriamento do conjunto. Após o resfriamento, a própria preparação da espuma gera um aumento de temperatura dependente da temperatura inicial, com experimentos mostrando que é necessário resfriar todo o sistema a uma temperatura de 4 °C para atingir uma temperatura pós-preparo de 10 °C17 .

Valenzuela et al.16 , em um estudo experimental, relataram uma meia-vida de aproximadamente 150 segundos, tanto para concentrações de POL a 0,5% quanto a 1,5%, a uma temperatura de 10 °C. Ressalta-se que esses autores utilizaram um filtro de 5 µm no circuito, o que pode ter contribuído para o aumento da meia-vida devido ao incremento das forças de cisalhamento22 .

Ao analisarmos os dados obtidos com a TSD utilizando seringas não siliconadas em temperatura ambiente, foi registrada uma meia-vida de 148 segundos. Shi et al.8 relataram valores de 142,27±2,98 segundos, estatisticamente maiores do que os obtidos no mesmo estudo para a TT.

É importante destacar que os autores utilizaram seringas siliconadas, obtendo valores semelhantes de meia-vida. Portanto, seria interessante a realização de um estudo aprofundado sobre o impacto real do uso de seringas siliconadas e não siliconadas, considerando que existem poucas referências que comparam diretamente essas duas abordagens11 .

A maior meia-vida média da ED de POL a 1% neste estudo foi alcançada utilizando a TSD com seringa não siliconada e resfriada, com uma T1/2 de 207±34 segundos. Esse valor é comparável à meia-vida de preparações comerciais, como a do POL a 1% + ar ambiente, que apresentou uma meia-vida de 144±54 segundos9,10 .

Quando analisado o diâmetro das bolhas, a temperatura não apresentou diferença significativa, tanto na TT quanto na TSD. No entanto, houve diferença estatisticamente significativa no diâmetro médio das bolhas, com a TT apresentando uma média menor e uma menor proporção de microbolhas (< 250 µm) em comparação à TSD. Esses dados divergem dos resultados encontrados por Shi et al.8 , que relataram que a TT apresenta um diâmetro médio de bolhas menor que a TSD22 .

Apesar da divergência, este estudo demonstra, assim como outros autores já relataram, que ambas as técnicas de ED preparadas pelo médico são capazes de produzir uma ED com microbolhas de forma consistente e comparável às preparações comerciais2,9,10 .

Em relação à aplicabilidade clínica, este estudo é relevante, uma vez que a ED tem papel importante no tratamento das varizes de MMII23,24 , e uma ED mais estável proporciona maior flexibilidade em relação ao tempo disponível para a aplicação. No entanto, este trabalho apresenta a limitação de ser uma análise in vitro, o que impossibilita correlacionar a maior estabilidade da ED com um benefício clínico. Outro fator limitante é o número de variações técnicas existentes, como a angulação da válvula de três vias ou a inclusão de válvulas e filtros entre as seringas, o que dificulta a comparação entre técnicas. Sabe-se também que a concentração de POL, a proporção líquido + ar ambiente e a variação da temperatura da espuma em relação à temperatura corporal afetam negativamente a estabilidade da ED25,26 . Como perspectiva para futuros trabalhos, seria interessante comparar a influência da temperatura em concentrações inferiores a 1%.

CONCLUSÃO

O resfriamento do conjunto POL a 1% + ar ambiente gerou aumento da meia-vida, independentemente da técnica de preparo utilizada. Não houve influência da temperatura no diâmetro das bolhas.

Biographies

Médico Residente de Cirurgia Vascular, Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Médico, Unidade Docente Assistencial de Angiologia, Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) e do Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Médico; Professor, Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Médica, Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) e do Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Municipal Salgado Filho (HMSF).

Médico; Professor; Coordenador, Serviço de Cirurgia Vascular, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO).

Médico; Professor; Coordenador, Departamento de Cirurgia Geral e Especializada, Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO); Membro, Academia Nacional de Medicina (ANM).

Footnotes

Como citar: Buonsante GF, Marques MA, Barros BCS, Assunção VC, Fiorelli SKA, Fiorelli RKA. Impacto da temperatura na produção de espuma densa de polidocanol a 1%: comparação entre as técnicas de Tessari e seringa dupla em estudo experimental. J Vasc Bras. 2025;24:e20250010. https://doi.org/10.1590/1677-5449.202500101

Fonte de financiamento: Nenhuma.

O estudo foi realizado no Hospital Universitário Gaffrée e Guinle, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.


Articles from Jornal Vascular Brasileiro are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Angiologia e Cirurgia Vascular

RESOURCES