Selon des chercheurs de Johns Hopkins Medicine, du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université Rice à Houston, les implants mammaires en silicone avec une surface plus lisse risquent moins de produire une inflammation et d’autres réactions du système immunitaire que ceux avec des revêtements plus grossièrement texturés.
Les résultats des expériences utilisant des souris, des lapins et des échantillons de tissu mammaire humain font progresser les connaissances sur la façon dont le corps réagit à de tels implants, fournissant de nouvelles informations aux médecins et affirmant les avantages de certaines surfaces plus lisses, selon les chercheurs.
Une synthèse des expérimentations, financées par un fabricant d’implants, est publiée le 21 juin dans Nature Génie Biomédical.
Les implants mammaires, insérés chirurgicalement après une mastectomie ou pour augmenter la taille des seins, peuvent être remplis de solution saline ou de silicone, mais les deux types ont une enveloppe extérieure en silicone. Des études antérieures ont montré que la plupart des 400 000 femmes chaque année aux États-Unis qui reçoivent des implants en silicone devront les faire remplacer dans les 10 ans en raison de la douleur et du changement de forme de l’implant causés par les cellules du système immunitaire qui contribuent à la cicatrisation et au tissu fibreux.
« Notre objectif est de fournir aux patients autant d’informations que possible afin qu’ils puissent prendre des décisions éclairées pour guider leur propre santé personnelle », explique Joshua Doloff, Ph.D., professeur adjoint de génie biomédical à l’Université Johns Hopkins et à l’Université Johns Hopkins. University School of Medicine, et un premier auteur de la recherche, qui a commencé pendant sa formation postdoctorale au MIT.
Doloff, dont la recherche se concentre globalement sur l’interface entre les dispositifs implantables et le corps humain, affirme que les scientifiques savent depuis longtemps que le système immunitaire bloque biologiquement les objets étrangers dans le corps en créant une inflammation et des cicatrices qui peuvent être défigurantes et douloureuses.
Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont examiné comment concevoir des surfaces d’implants de manière à réduire ces effets.
Des études antérieures ont montré que les implants avec des revêtements absolument lisses produisent de fortes réponses de rejet immunitaire au fil du temps, et selon Doloff, ils peuvent également plus facilement « se retourner » à l’intérieur du corps et contribuer à un taux de remplacement plus élevé.
Ainsi, les fabricants ont également commercialisé des implants avec des surfaces texturées pour tenter de lutter contre le rejet du système immunitaire et de « coller » comme du velcro aux tissus humains, permettant un positionnement meilleur et plus stable dans le corps. Plus de 90 % des implants mammaires utilisés aux États-Unis sont caractérisés comme lisses, selon les chercheurs, alors que la plupart des implants utilisés en dehors des États-Unis ont des revêtements texturés plus rugueux.
Un implant avec le degré de surface texturée le plus élevé a été retiré du marché américain en 2019 en raison de ses liens avec des taux plus élevés d’un type de cancer appelé lymphome anaplasique à grandes cellules associé aux implants mammaires chez les patients porteurs de ces implants « macrotexturés ».
Dans la présente étude, les chercheurs ont analysé les résultats de la mise en place chez la souris de versions minuscules d’implants avec cinq conceptions de surface différentes. Les implants comprenaient un avec une surface complètement lisse, un légèrement profilé au niveau d’une cellule humaine individuelle, ainsi que d’autres avec des surfaces différentes. Il est à noter qu’ils en ont également implanté un avec la surface macrotexturée de 90 microns comme les implants retirés du marché.
Establishment Labs a aidé à fabriquer les mini-implants, en utilisant des méthodes de fabrication similaires à celles utilisées sur le marché. Deux des implants commerciaux à grande échelle, dont un avec une conception de surface qui comprend une rugosité d’environ 4 microns en moyenne ainsi que d’autres caractéristiques, notamment l’asymétrie et le nombre, la distribution et la taille des points de contact, sont également fabriqués par Establishment Labs, qui financé la recherche.
Parmi les implants de taille humaine utilisés chez le lapin, l’implant avec des caractéristiques de conception qui incluent une rugosité de surface de 4 microns a entraîné le tissu le moins fibreux qui l’entoure – ; environ 10 fois moins -; à trois semaines et six mois après l’implantation par rapport à l’implant de 90 microns.
Les tissus entourant les implants chez les souris et les lapins avec la conception spécifique qui comprend une rugosité de 4 microns avaient la plus forte activité du gène FOXP3, suggérant la production de plus de cellules immunitaires appelées Tregs, qui agissent comme police de la circulation pour réduire la quantité d’inflammation et de tissu fibreux créé par les cellules du système immunitaire.
L’équipe de recherche a également séquencé les niveaux d’expression génétique de types de cellules spécifiques dans les tissus entourant les implants chez la souris pour découvrir que les gènes associés aux réponses pro-inflammatoires, y compris STAT1 et CXCL10, augmentent d’environ cinq à dix fois avec des implants plus texturés.
Parmi les tissus prélevés sur les implants prélevés sur 15 patients en bonne santé à l’Université du Texas MD Anderson Cancer Center à Houston et à l’Institut costaricien de recherche et d’enseignement sur la nutrition et la santé, les patients porteurs d’implants dont les caractéristiques de conception incluent une rugosité de surface de 4 microns la formation de tissu fibreux la plus significativement réduite entourant les implants par rapport aux dispositifs plus fortement texturés ou à ceux complètement lisses.
Doloff dit que d’autres domaines de recherche active pour les dispositifs implantables incluent le développement de biocapteurs qui peuvent détecter la rupture, la fuite ou l’inflammation des tissus environnants. Il dit que la conception de la surface qui comprend une rugosité de 4 microns peut valoir la peine d’être étudiée dans des biomatériaux autres que les implants mammaires. Il prévoit également d’étudier la quantité de réponse immunitaire, d’inflammation et de tissu fibreux parmi les implants chez les femmes après le diagnostic et le traitement du cancer.
Les ingénieurs doivent savoir comment quelque chose fonctionne, pas seulement que cela fonctionne, afin que nous puissions améliorer les technologies existantes. »
Josué Doloff, Ph.D., professeur adjoint, génie biomédical, The Johns Hopkins University
La source:
Référence de la revue :
Doloff, JC, et al. (2021) La topographie de surface des implants mammaires en silicone médie la réponse des corps étrangers chez les souris, les lapins et les humains. Nature Génie Biomédical. doi.org/10.1038/s41551-021-00739-4.