Según investigadores de Johns Hopkins Medicine, Massachusetts Institute of Technology (MIT) y Rice University en Houston, los implantes mamarios de silicona con un diseño de superficie más suave son menos propensos a infecciones y otras reacciones del sistema inmunológico que aquellos con capas más rugosas.
Los investigadores dicen que los resultados de experimentos con ratones, conejos y muestras de tejido mamario humano mejoran el conocimiento de cómo responde el cuerpo a tales implantes, brindan nueva información a los médicos y confirman los beneficios de algunas de las superficies más suaves.
El 21 de junio se publicó un resumen de los ensayos, financiado por el fabricante del implante. La naturaleza de la ingeniería biomédica.
Los implantes mamarios, que se insertan quirúrgicamente después de una mastectomía o para el aumento de senos, se pueden rellenar con solución salina o silicona, pero ambos tipos tienen una funda exterior de silicona. Estudios anteriores han demostrado que la mayoría de las 400.000 mujeres cada año en los Estados Unidos que reciben implantes de silicona necesitarán ser reemplazados dentro de los 10 años debido al dolor y la transformación del implante causada por las células del sistema inmunológico que contribuyen a la cicatrización del tejido fibroso.
“Nuestro objetivo es brindar a los pacientes la mayor cantidad de información posible para que puedan tomar decisiones informadas que orienten su salud personal”, dice Joshua Doloff, Ph.D., profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins y la Escuela Universitaria Johns Hopkins. of Medicine, y primer autor de la investigación que comenzó mientras realizaba su formación postdoctoral en el Massachusetts Institute of Technology.
Dolov, cuya investigación generalmente se centra en la relación entre los dispositivos implantables y el cuerpo humano, dice que los científicos saben desde hace mucho tiempo que el sistema inmunológico bloquea los cuerpos extraños biológicamente en el cuerpo al causar inflamación y cicatrices que pueden desfigurar y ser dolorosas.
Durante la última década, los científicos han estado estudiando cómo diseñar superficies de implantes de manera que se reduzcan estos efectos.
Estudios previos han encontrado que los implantes con una capa perfectamente fina producen fuertes respuestas de rechazo inmunológico a lo largo del tiempo y, según Doloff, pueden «darse la vuelta» más fácilmente dentro del cuerpo y contribuir a una mayor tasa de reemplazo.
Por lo tanto, los fabricantes también han comercializado implantes con superficies texturizadas para tratar de abordar el rechazo del sistema inmunológico y «adherirse» como velcro al tejido humano, lo que permite una colocación mejor y más estable en el cuerpo. Más del 90% de los implantes mamarios que se utilizan en Estados Unidos son blandos, según los investigadores, mientras que la mayoría de los implantes que se utilizan fuera de Estados Unidos tienen capas más gruesas.
El implante con el grado de superficie de textura más alta se retiró del mercado de EE. UU. En 2019 debido a su asociación con tasas más altas de un tipo de cáncer llamado linfoma anaplásico de células grandes asociado a implantes mamarios entre pacientes con estos implantes «marrones grandes».
En el estudio actual, los investigadores analizaron los resultados de colocar ratones en versiones pequeñas de implantes con cinco diseños de superficie diferentes. Los implantes incluían uno con una superficie perfectamente lisa, uno de los cuales estaba ligeramente delineado al nivel de una célula humana individual, así como otro con diferentes superficies. Cabe destacar que también fabricaron un implante con una superficie de 90 micrones como los implantes sacados del mercado.
Ayudé al laboratorio de fundaciones a fabricar los mini implantes utilizando métodos de fabricación similares a los utilizados en el mercado. Labs, que financia la investigación, también fabrica dos implantes comerciales de tamaño completo, incluido uno con un diseño de superficie que incluye una rugosidad promedio de aproximadamente 4 micrones más otras propiedades que incluyen la desviación, el número, la distribución y el tamaño de los puntos de contacto.
Entre los implantes de tamaño humano utilizados en conejos, el implante con características de diseño que incluyen una rugosidad superficial de 4 μm que resultó en el menor tejido fibroso circundante -; aproximadamente 10 veces menos -; Dentro de las tres semanas y seis meses después de la implantación en comparación con un implante de 90 micrones.
El tejido que rodea los implantes en ratones y conejos con un diseño específico que incluye una rugosidad de 4 μm tuvo la mayor actividad del gen FOXP3, lo que indica la producción de más células inmunes llamadas Tregs, que actúan como policía de paso para reducir la cantidad de inflamación y tejido fibroso creado por las células del sistema inmunológico.
El equipo de investigación también secuenció los niveles de expresión génica de tipos celulares específicos en los tejidos que rodean el trasplante en ratones para encontrar que los genes asociados con respuestas proinflamatorias, incluidos STAT1 y CXCL10, aumentan de cinco a diez veces con más trasplantes de tejido.
Entre los tejidos recolectados de implantes extraídos de 15 pacientes sanos en el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas en Houston y el Instituto de Investigación y Educación de Costa Rica en la Fundación para la Nutrición y la Salud, los pacientes con implantes con características de diseño que incluían un rugosidad de la superficie de 4 micrones El tipo de tejido fibroso más notablemente reducido alrededor de los implantes en comparación con el tejido pesado o los dispositivos completamente blandos
Otras áreas de investigación activa para dispositivos implantables incluyen el desarrollo de biosensores que pueden detectar roturas, fugas o inflamación de los tejidos circundantes, dice Dolov. Él dice que un diseño de superficie que incluye una rugosidad de 4 micrones puede valer la pena estudiar en biomateriales distintos de los implantes mamarios. También planea estudiar la cantidad de respuesta inmune, inflamación y tejido fibroso entre implantes en mujeres después del diagnóstico y tratamiento del cáncer.
Los ingenieros deben saber cómo funciona algo, no solo cómo funciona, para que podamos mejorar las tecnologías existentes «.
Joshua DOlof, Ph.D.Profesor asociado, Ingeniería Biomédica, Universidad Johns Hopkins
Fuente:
Referencia de la revista:
Dolov, JC, y otros. (2021) La topografía de la superficie de los implantes mamarios de silicona media la respuesta a cuerpos extraños en ratones, conejos y humanos. La naturaleza de la ingeniería biomédica. doi.org/10.1038/s41551-021-00739-4.
