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Les chercheurs analysent comment les surfaces d'implant mammaire influencent la réaction immunitaire

Les bioengineers de Rice University ont collaboré sur une étude de six ans qui a systématiquement analysé comment l'architecture extérieure des implants mammaires influence le développement des effets inverses, y compris un type exceptionnel de lymphome.

Chaque année, environ 400.000 personnes reçoivent des implants mammaires de silicones aux Etats-Unis. Selon des caractéristiques de FDA, la plupart de ces implants doivent être remontées dans un délai de 10 ans de dû à l'habillage du tissu de cicatrice et d'autres complications.

Une équipe comprenant des chercheurs de Massachusetts Institute of Technology (MIT), de riz, du centre de lutte contre le cancer de DM Anderson d'Université du Texas et de l'université de Baylor du médicament publiés ses découvertes en ligne aujourd'hui en génie biomédical de nature.

« La topographie extérieure d'un implant peut rigoureusement affecter comment la réaction immunitaire le perçoit, et ceci a des ramifications importantes pour [le modèle des implants], » a indiqué Omid Veiseh, un professeur adjoint de la bio-ingénierie au riz qui a commencé la recherche il y a six ans pendant une camaraderie post-doctorale au MIT. « Nous espérons que cet article fournit une fondation pour que les chirurgiens plasticien évaluent et pour comprennent mieux comment le choix d'implant peut affecter l'expérience patiente. »

Les découvertes, Co-ont été écrites par deux douzaine chercheurs, y compris le Co-fil Veiseh écrit et Joshua Doloff d'Université John Hopkins, de Robert Langer et deux du MIT des collaborateurs de Veiseh du centre médical du Texas, de Courtney Hodges de Baylor et de repère Clemens de DM Anderson.

Choc humain

Veiseh, dont les orientations de laboratoire sur développer et étudier les matériaux biocompatibles, l'a dit est en particulier excité au sujet de la découverte que l'architecture extérieure peut être ajusté pour réduire des réactions immunitaires et la fibrose d'hôte aux implants mammaires.

Il y a beaucoup de nous ne comprennent pas toujours au sujet de la façon dont le système immunitaire orchestre sa réaction aux implants, et il est réellement important de comprendre que dans le contexte des biomatériaux. »

Omid Veiseh, professeur adjoint de la bio-ingénierie chez Rice University

Veiseh prolongé la recherche après la jointure de la faculté du riz en 2017 en tant qu'un chercheur de CPRIT de la prévention contre le cancer et institut de recherches du Texas. Lui et deux stagiaires de Ph.D. de son laboratoire, Amanda Nash et Samira Aghlara-Fotovat, collaboré sur le projet avec les organismes de recherche de Clemens de DM Anderson et de Hodges de Baylor pour marquer des découvertes des études des animaux de MIT avec des caractéristiques cliniques des patients humains.

« Cliniquement, nous avons observé que les patients exposés aux implants mammaires de texturisé-surface peuvent développer lymphome implant-associé de cellules de sein le grand (BIA-ALCL), mais ceci ne s'est pas produit avec des implants de surface lisse, » a dit Clemens, un professeur agrégé de la chirurgie plastique à DM Anderson qui aboutit une équipe de soins multidisciplinaire sur la maladie. « Cet article donne des analyses nouvelles importantes dans la pathogénie de cancer avec des implications claires pour la prévention de la maladie avant qu'il se développe. »

Veiseh a dit les indices importants également fournis de travail qui guideront des études complémentaires complémentaires.

« Qui est la partie de ceci la plus passionnante : elle pourrait mener à plus sûr, des biomatériaux plus compatibles et des modèles d'implant, » Veiseh a dit.

Analyse extérieure

Les implants mammaires de silicones ont été en service depuis les années 1960. Les versions les plus tôt ont eu des surfaces lisses, mais les patients avec ces implants ont souvent remarqué une contracture capsulaire appelée de complication, dans laquelle tissu de cicatrice formé autour de l'implant et serré lui, produisant la douleur ou le malaise ainsi que les défauts de forme visibles. Les implants ont pu également renverser après implantation, exigeant le réglage ou le démontage chirurgical.

Vers la fin des années 1980, quelques compagnies ont introduit des surfaces plus approximatives destinées pour réduire des régimes capsulaires de contracture et pour effectuer des implants rester en place. Les surfaces texturisées ont des crêtes des hauteurs variables. Les crêtes de quelques centaines moyennes de microns.

En 2019, la FDA a demandé les implants mammaires fortement texturisés de rappel d'Allergan de constructeur d'implant mammaire qui ont eu une aspérité moyenne d'environ 80 microns de dû au risque de BIA-ALCL, un cancer du système immunitaire.

En 2015, Veiseh et Doloff, puis postdocs dans le laboratoire de Langer du MIT, ont commencé à vérifier cinq implants disponibles dans le commerce avec différents modèles extérieurs pour voir comment ils agiraient l'un sur l'autre avec le tissu environnant et le système immunitaire. Ceux-ci ont compris un qui avaient été précédemment indiqués, hautement le texturisé qui était complet lisse et trois qui étaient quelque part dans l'intervalle.

Résultats expérimentaux

Dans une étude des lapins, les chercheurs ont trouvé que le tissu exposé aux surfaces de l'implant plus fortement texturisées a montré des signes d'activité accrue des macrophages -- cellules immunitaires qui libèrent normalement à l'extérieur les cellules étrangères et les saletés.

Tous les implants ont stimulé les cellules de T appelées de cellules immunitaires, mais dans différentes voies. L'étude a trouvé des implants avec des réactions à cellule T pro-inflammatoires stimulées de surfaces plus approximatives. Parmi les implants non-lisses, ceux avec le plus petit degré de rugosité (4 microns) ont stimulé les cellules de T qui ont semblé empêcher l'inflammation de tissu.

Les découvertes proposent que des implants plus bruts frottent contre le tissu environnant et entraînent plus d'irritation. Ceci peut expliquer pourquoi les implants plus bruts peuvent mener au lymphome : L'hypothèse est qu'une partie de la texture mue hors circuit et obtient enfermée en tissu voisin, où elle provoque l'inflammation chronique qui peut éventuellement mener au cancer.

Les versions miniaturisées également vérifiées de chercheurs des implants chez les souris. Elles ont fabriqué ces implants utilisant les mêmes techniques employées pour fabriquer des versions humaines humain, et ont prouvé que les implants plus hautement texturisés ont provoqué plus d'activité de macrophage, plus formation de tissu de cicatrice et des niveaux plus élevés des cellules de T inflammatoires. Les chercheurs ont travaillé avec le laboratoire de Hodges chez Baylor pour exécuter l'ordonnancement unicellulaire d'ARN des cellules immunitaires de ces tissus pour découvrir les signes spécifiques qui ont rendu les cellules immunitaires plus inflammatoires.

« Les propriétés extérieures des implants exercent des effets profondément différents sur les signes principaux entre les cellules immunitaires cela aide déceler et répondre aux matières étrangères, » a dit Hodges, un professeur adjoint de moléculaire et la biologie cellulaire chez Baylor. « Les résultats prouvent que la surface légèrement texturisée a évité la réaction immunitaire négative intense de cytokine induite par la surface approximative. »

Vers des implants plus sûrs

Après leurs études des animaux, les chercheurs examinés comment les patients humains répondent à différents types d'implants mammaires de silicones par la collaboration avec DM Anderson sur l'analyse des prélèvements de tissu des patients de BIA-ALCL.

Ils ont trouvé la preuve des mêmes types de réactions immunitaires observées dans les études des animaux. Par exemple, ils ont observé que les prélèvements de tissu des patients qui avaient été hôte aux implants hautement texturisés depuis de nombreuses années ont montré des signes d'une réaction immunitaire continuelle et à long terme. Ils ont également constaté que le tissu de cicatrice était plus épais dans les patients qui plus hautement avaient donné à des implants une consistance rugueuse.

« Faire des comparaisons générales chez les souris, lapins et alors dans l'être humain [prélèvements de tissu] fournit réellement beaucoup un plus robuste et fuselage considérable de la preuve au sujet de la façon dont ceux-ci comparent à une un un autre, » Veiseh a dit.

Les auteurs ont dit ils espèrent que leurs ensembles de données aideront d'autres chercheurs à optimiser le modèle des implants mammaires de silicones et d'autres types d'implants médicaux de silicones pour une meilleure sécurité.

« Nous sommes heureux que nous ayons pu porter des approches neuves de science des matériaux comprendre mieux des éditions de biocompatibility dans l'endroit des implants mammaires, » avons dit Langer, l'auteur supérieur de l'étude et le professeur de David H. Koch Institute du MIT. « Nous espérons également que les études que nous avons entreprises soyez grand utile en comprenant comment concevoir plus sûr et des implants plus efficaces de en tapent. »

Source:
Journal reference:

Doloff, J.C., et al. (2021) The surface topography of silicone breast implants mediates the foreign body response in mice, rabbits and humans. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-021-00739-4.