Нанотехнология, фнаноповерхности и грудные имплантаты, заполненные силиконовым гелем: современный ракурс

Александр Мендонца Мунхозa , b, Фабио Сантанелли ди Помпеоc и Роберто де Мезервилльd 

a Отделение пластической хирургии, больница Сирио-Либанес (Сан-Паулу, Бразилия); b Подразделение хирургии молочных желез, Отделение пластической хирургии, Медицинский факультет Университета в Сан-Паулу (Сан-Паулу, Бразилия); с Медико-психологический факультет, Университет «Сапиенца» в Риме (Рим, Италия); d Директор «Рисёч Эстеблишмент Лабс» (Research Establishment Labs) (Сан-Хосе, Коста-Рика)

 

РЕФЕРАТ

Нанотехнология – это область науки и техники, имеющая дело с разработкой изделий, взаимодействующих с биологическими системами на наноуровне. Создание нанотекстуры с заданными свойствами и понимание механизмов влияния поверхностных характеристик на воспалительную реакцию имеет крайне важное значение для разработки имплантатов, позволяющих добиться удовлетворительных результатов.


ХРОНОЛОГИЯ СТАТЬИ

Получена 4 октября 2017 г.

Принята 16 ноября 2017 г.

 

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Нанотехнология; наноповерхности; хирургия молочной железы; грудные имплантаты; силиконовый гель; капсулярная контрактура; результат; осложнения

 

Введение

В сфере пластической хирургии технические инновации в большинстве случаев бывают связаны либо с новой методикой, реализующихся с использованием уже имеющихся изделий, либо с существующей методикой, для реализации которой предлагаются новые изделия. Факторы, определяющие степень принятия новой технологии, можно разделить на две группы. К первой относятся характеристики технологии как таковой, например, использование методик, которые вписываются в установившуюся практику и могут быть реализованы в рамках имеющейся материальной базы лечебного учреждения, ко второй – контекстные факторы, создающие рекламу новой технологии. Внимание пластических хирургов обычно привлекают те новые технологии, которыми легко и просто овладеть и включение которых в перечень услуг медицинского учреждения дестабилизирует его работу в минимальной степени. Если новая технология сулит значительные преимущества для хирургической практики, можно ожидать, что хирурги будут инвестировать средства в обучение и смирятся с вынужденными изменениями привычного режима работы для того, чтобы воспользоваться конкурентной выгодой новой технологии [1].

Благодаря достижениям в нанотехнологии появились новые биоматериалы с индивидуальными свойствами, способные модулировать клеточные функции, что дает многочисленные терапевтические преимущества [2]. Применение нанотехнологий в медицине («наномедицина») позволяет усовершенствовать лечение хорошо известных заболеваний и их диагностику, а также контроль биологических систем [2,3]. Научные подтверждения этому можно найти в большом количестве публикаций, посвященных этой новой области исследований, а также в целом ряде новых научных журналов по проблемам нанотехнологии [2–16]. Применение нанотехнологий уже дало очевидные преимущества в разработке систем доставки лекарственных препаратов и создании материалов для хирургических имплантатов. Специфические области исследований включают изучение возможностей нанотехнологии для ранозаживления, восстановления поврежденных нервов, лечения ожогов и создания новых имплантатов с модифицированной поверхностью. Новые технологии такого рода используются в системах доставки лекарств, для визуализации конкретного органа, в хирургическом инструментарии и генной терапии [2,3].

 

Определение нанотехнологии

Нанотехнология – это область науки и техники, имеющая дело с разработкой, получением и применением инновационных изделий, взаимодействующих с биологическими, электрическими и химическими системами на наноуровне. Наномедицина – область медицины, которая подразумевает использование высокоспецифичных молекулярных интервенций для диагностики и лечения различных заболеваний. Автором идеи нанотехнологии стал физик Ричард Фейнман (Richard Feynman) в конце 1950-х гг., который указал на возможность манипулирования веществом на уровне отдельных атомов и молекул и контролируемого создания объектов на наноуровне [2]. Термин «нанотехнология» впервые использовал Норио Танигучи (Norio Taniguchi) применительно к возможности конструирования материалов с точностью до нанометра. Первопроходцем в области миниатюризации стала электронная отрасль, и первая такая попытка была связана с разработкой средств для создания электронных устройств меньшего размера на силиконовых чипах [2,3]. Между тем, в начале 1970-х гг. компания IBM использовала новую технологию для создания наноструктур размером 40-760 нм [3]. Для сравнения ширина эритроцита составляет примерно 7000 нм, размеры атома – менее 1 нм, а длина молекул многих белков – 1 нм и более (рис. 1) [2]. Таким образом, нанотехнология подразумевает манипулирование отдельными атомами, молекулами, молекулярными кластерами или поверхностями и интегрирование их в структуры для создания новых материалов и изделий с различными свойствами [2–5].

pic1.jpg

Рис. 1. Схематичное сравнение объектов нанометрового диапазона с объектами большего и меньшего размера. Нанотехнология – это область науки и техники, имеющая дело с объектами крайне малого размера, которая находит прикладное применение во всех других отраслях науки и техники. В фармакохирургических исследованиях (полимерных терапевтических средств) изучают нанообъекты размером 1–10 нм. Для регенерации нервов методами наноинжиниринга (самособирающиеся пептиды) используются объекты размером 200–600 нм. Размер автономных трибоэлектических датчиков (с нанопроводами) варьирует в интервале 700–1500 нм.

Нарисуночные надписи:

Волос; Клетка; Эритроцит; Бактерия; Хромосома; Набор фрагментов ДНК; Электромеханические микросистемы; Трибоэлектрический датчик/нанопроводники

Гены; Вирус; Рибосома; Антитело; Затвор транзистора; Квантовые точки; Нанотехника/кондуиты для восстановления поврежденных нервов

Молекула; Атом; ДНК; Углеродные нанотрубки; Фармакохирургические исследования


Технология получения наноструктурированных материалов может работать по принципу «сверху вниз» (англ. «top down»), когда нанометровый размер частиц достигается с помощью измельчения более крупных частиц, или «снизу вверх» (англ. «bottom up»), когда осуществляется манипуляция индивидуальными атомами и молекулами с целью укрупнения исходных элементов до структур нанометрового размера. Важной особенностью наноструктурированных материалов является то, что их физические, химические и биологические свойства могут отличаться свойств обычных материалов, состоящих из тех же атомов и молекул [3]. Уникальные свойства наноструктурированных поверхностей объясняются более высоким значением отношения площади поверхности к объему, за счет чего повышается их реакционная способность [6,7].

 

Определение наноповерхностей

В настоящее время нет четкой концепции наноповерхности и единого мнения по вопросу размерных ограничений. Некоторые авторы относят к категории «нано» технологии, имеющие дело с объектами размером от 1 до 1000 нанометров, что соответствует интервалу от 0,001 до 1 микрометра [2,3]. Аналогичным образом можно определить и микротехнологию или микроповерхность как имеющую дело с объектами размером от 1 до 1000 микрометров (мкм), что соответствует интервалу от 0,001 до 1 миллиметра (мм). Микрохирургия определяется как метод выполнения оперативных вмешательств с использованием оптических приборов на таких структурах как сосуды или нервы диаметром в районе 1 мм. Термин «микрохирургия» ввел Julius H. Jacobson II, который описал первую операцию по наложению сосудистого анастомоза для соединения сосудов диаметром 1,4 мм с использованием операционного микроскопа в 1960 г. [8].

В фармакохирургических исследованиях, например, полимерных терапевтических средств и систем доставки лекарственных веществ, к категории «нано» относят объекты размером 1–10 нм [3,4,6]. При восстановлении поврежденных нервов методами наноинжиниринга (самосборка пептидов) применяются кондуиты размеры которых варьируют в интервале 200–600 нм. [6,9]. Такого же размера силиконовые наноиглы могут использоваться для проникновения в клеточное ядро с целью доставки молекул [5,10]. Среди объектов несколько большего размера (700-1500 нм) следует упомянуть автономный трибоэлектрический датчик с нанопроводами (рис. 1) [6,11]. В то же время для исследователей, специализирующихся в области фармакохирургии (1–10 нм), вышеупомянутые кондуиты и трибоэлектрические датчики не являются объектами наноинжиниринга или нанотехнологии. Таким образом, какой термин – «микрохирургия» или «нанотехнология» – следует использовать применительно к какому-либо объекту, является чисто семантическим вопросом, а ответ на него зависит от того, кто и с какой стороны на этот объект смотрит, поскольку единого мнения по поводу размерной границы, отделяющей микроуровень от наноуровня, нет.

В поверхностном инжиниринге под текстурой понимается рельефный рисунок, образуемый неровностями, возвышающимися над или опускающимися ниже номинального уровня поверхности. Этот рисунок может быть повторяющимся или хаотичным и именно он определяет объемную топографию поверхности. Изменение шероховатости наружной поверхности оболочки имплантатов влияет на клеточный ответ, поскольку происходящее в этом случае увеличение площади поверхности изделия, контактирующей с мягкими тканями, повышает степень адгезии клеток к поверхности имплантата [12]. Текстура поверхности характеризуется шероховатостью (нано- и микрошероховатость), волнистостью (макрошероховатость), направлением неровностей и поверхностными дефектами [13]. Под шероховатостью чаще всего подразумевают совокупность неровностей относительно номинальной плоскости. Основным параметром шероховатости, который чаще всего используется в инженерной практике, является среднеарифметическое отклонение профиля (Ra). Однако параметр Ra не может служить исчерпывающей характеристикой поверхности, поскольку не позволяет отличить ‘колючую’ поверхность от ‘процарапанной’ поверхности с одним и тем же Ra. С этой целью применяются дополнительные параметры, такие как Rp (наибольшая высота выступов), Rv (наибольшая глубина впадин) и Ry (наибольшее отношение высоты выступа к глубине впадины). Параметр Ra обычно характеризует микроскопические выступы и впадины и выражается как среднеарифметическая величина абсолютных значений ординат профиля шероховатости. Для определения этого параметра проводится анализ поверхности чаще всего методом профилометрии. Копирование профиля поверхности осуществляется путем перемещения датчика по исследуемой поверхности (рис. 2). При использовании контактного метода алмазная игла опускается в вертикальном направлении, пока не коснется поверхности, а затем перемещается в латеральном направлении на определенное расстояние и с заданным усилием прикосновения. Этот метод позволяет оценить небольшие вертикальные неровности высотой от 10 нм до 1 мм. Большинство мировых стандартов на чистоту поверхности рассчитано на то, что оценка будет производиться с помощью контактных профилометров. В бесконтактных профилометрах применяются другие методы оценки, например, лазерная триангуляция (триангуляционный датчик), конфокальная микроскопия (используется для определения профиля очень малых объектов) и цифровая голография [14].

pic2.jpg

Рис. 2. Текстура и шероховатость поверхности. (A) Для анализа поверхности используется профилометр, датчик которого перемещается по прямой линии на плоской поверхности. (B) Под шероховатостью подразумевают совокупность неровностей относительно номинальной плоскости. (C) Среднеарифметическое отклонение профиля (Ra) является основным параметром шероховатости, который чаще всего используется в инженерной практике, рассчитывается как среднее арифметическое размеров микроскопических выступов и впадин и представляет собой среднеарифметическую величину абсолютных значений ординат профиля шероховатости.

Нарисуночные надписи:

ПРОФИЛОМЕТР; АРЕАЛЬНЫЙ МЕТОД; ПОВЕРХНОСТЬ

ДАТЧИК; НАПРАВЛЕНИЕ; ПОВЕРХНОСТЬ; ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ ДАТЧИКА

ШЕРОХОВАТОСТЬ (Ra); СРЕДНЯЯ ЛИНИЯ


Нано- и микрошероховатость обусловлены мельчайшими неровностями поверхности и характеризуются выступами (локальными максимумами) и впадинами (локальные минимумы), имеющими разную амплитуду и располагающимися с разным шагом, которые превышают размеры молекул. Локальные максимумы – это пики на профиле (два размера) и вершины на карте поверхности (три размера). Другими словами результаты измерения локальных максимумов и минимумов дают значения высоты, соответственно, самого высокого пика и самой глубокой впадины (рис. 3) [12,13].

pic3.jpg

Рис. 3. Схематическое изображение мельчайших неровностей поверхности, характеризующейся выступами (локальными максимумами) и впадинами (локальные минимумы), имеющими разную амплитуду. Локальные максимумы – это пики на профиле (два размера) и вершины на карте поверхности (три размера).

Нарисуночные надписи:

Максимальная высота выступа; СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ ПОВЕРХНОСТИ; Максимальная глубина впадины; СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ ПОВЕРХНОСТИ


Реакция мягких тканей на имплантаты в значительной степени зависит от характера и текстуры поверхности. Имплантаты с текстурированной оболочкой имеют бóльшую площадь поверхности по сравнению с гладкооболочечными изделиями, что делает возможным прорастание ткани в имплантат или интегрирование имплантата в мягкие ткани. Роль топографии поверхности имплантата была объектом исследований на протяжении ряда лет, и в настоящее время для клинического использования предлагаются имплантаты с текстурой разного типа. Показано, что модификация поверхностного рельефа изделия не только способствует улучшению его контакта с тканями, но и повышает биомеханическую синергетику поверхности имплантата в ранний постимплантационный период [15]. В связи с этим изучали различные технологии, позволяющие создать шероховатые поверхности и улучшить интегрирование имплантатов в ткани. Известно, что морфология поверхности имплантируемого изделия влияет на клеточное поведение, это можно наблюдать на уровне более грубой поверхности, где обычно происходит клеточный рост и адгезия. На клеточное поведение также влияют наноповерхности, и на наноуровне фиксируются явления, сигнализирующие о клеточных взаимодействиях [16]. В связи с этим исследователи сосредоточили свое внимание на изучении влияния различных наноповерхностей на клеточную адгезию, пролиферацию и синтез, а также на секрецию молекул внеклеточного матрикса [16,17].

 

Технология производства грудных имплантатов и наноповерхности

В процессе изготовления большинства серийно выпускаемых грудных имплантатов поверхность эластомерной оболочки изделий в той или иной степени подвергается обработке с целью увеличения ее шероховатости. В пользу такой обработки свидетельствуют данные большого числа исследований, проводившихся in vitro, и клинических исследований, которые продемонстрировали положительные результаты и эффекты текстурирования [18,19]. В последние десятилетия был разработан ряд технологий микро/макротекстуризации поверхности с целью повышения ее шероховатости [18]. Среди них следует назвать технологию Siltex, которая обеспечивает получение текстурированной поверхности в результате негативного контактного импринтинга текстурирующей пены, и технологию Biocell, позволяющую получить более агрессивную текстурированную поверхность с открытыми порами в результате погружения всей эластомерной оболочки изделия в слой тонкоизмельченной соли при легком надавливании и последующего обессоливания поверхности (рис. 4) [20]. Во втором случае диаметр углублений варьирует в интервале 600-800 мкм (0,6–0,8 мм), глубина – в интервале 150-200 мкм (0,15–0,2 мм), поскольку кристаллы соли имеют разный размер. Приподнятые на 70-90 мкм края углублений увеличивают их общую глубину [20]. Распределение углублений по поверхности носит нерегулярный характер при средней плотности 8 углублений на 1,5 мм2 (рис. 5 и 9). Характеристики поверхностей, получаемых с помощью этих таких разных технологий, варьируют в широких пределах. Однако, несмотря на то, что зачастую их трудно сравнивать между собой, как группа они обеспечивают более высокую степень биоинтеграции имплантатов по сравнению с гладкими поверхностями, на что ранее уже указывалось в работе Barnsley et al. [19].

pic4.jpg

Рис. 4. Слева: Поверхность Mentor Siltex (Санта-Барбара, шт. Калифорния) под оптическим микроскопом. Составное изображение, полученное методом глубокофокусной съемки при 100-кратном увеличении, масштаб 500 мкм. Видно, что при небольшом увеличении поверхность имеет узелковую макроструктуру. Справа: Снимок той же поверхности, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа при 288-кратном увеличении, масштаб 100 мкм. Для сравнения показана модель фибропласта человека со средним размером 25 мкм. Стоит оценить большую глубину поля резкости, характерную для поверхности оболочки данного имплантата, и однородность ее макроструктуры, в то же время следует отметить неоднородность более мелких рельефов [22] (опубликовано с разрешения д-ра Ардешира Байята PhD, MBBS, MRCS; Исследования в области пластической и реконструктивной хирургии, Междисциплинарный биоцентр в Манчестере, Университет Манчестера, Манчестер, Великобритания).

pic5.jpg

Рис. 5. Слева: Поверхность Allergan Biocell (Санта-Барбара, шт. Калифорния) под оптическим микроскопом. Составное изображение, полученное методом глубокофокусной съемки при 50-кратном увеличении. Видно, что поверхность имеет зернистую структуру, являющуюся результатом технологии «обессоливания», которая используется для текстурирования. Справа: Снимок той же поверхности, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа при 104-кратном увеличении, масштаб 200 мкм. Для сравнения показана модель фибропласта человека со средним размером 25 мкм [22] (опубликовано с разрешения д-ра Ардешира Байята PhD, MBBS, MRCS; Исследования в области пластической и реконструктивной хирургии, Междисциплинарный биоцентр в Манчестере, Университет Манчестера, Манчестер, Великобритания).

pic9.jpg

Рис. 9. Изображения, полученные в ходе бесконтактной профилометрии с использованием профилометра uSurf Mobile profilometer. Слева: Изображение макроповерхности BioCELLÒ SN 21848940, полученное с помощью микроскопа, апикальное сечение. Справа: Топография макроповерхности BioCELLÒ SN 21848940, апикальное сечение.


Позднее в клинической практике стали использовать имплантаты с микротекстурированной поверхностью. Компания Polytech разработала технологию Microthane, которая заключается в нанесении на оболочку имплантата покрытия из микропены из полиуретана медицинского назначения. Получаемая в результате поверхность имеет средний показатель шероховатости 1500 мкм [21]. Barr et al. изучали поверхности оболочек серийно выпускаемых грудных имплантатов при большом разрешении с помощью сканирующего электронного и оптического микроскопа [22]. Поверхность из полиуретановой пены имеет самый глубокий рельеф из всех текстурированных поверхностей. Общая глубина впадин составляет примерно 1500 мкм, при этом глубина наружного слоя полиуретановой пены составляет ок. 1000 мкм. Авторы продемонстрировали, что пенополиуретановая пена напоминает паутину с ячеистой структурой, которая наращивается слоями поверх силиконовой основы (рис. 6) [22].

pic6.jpg

Рис. 6. Слева: Поверхность Polytech MicroPolyurethane (Polytech Silimed Europe GmbH). Изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа при 66-кратном увеличении, масштаб 20 мкм. Видно, что при большом увеличении полиуретановая поверхность имеет волокнистую структуру. Справа: Снимок той же поверхности, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа при 1026-кратном увеличении, масштаб 20 мкм. Для сравнения показана модель фибропласта человека со средним размером 25 мкм. На снимке видно одно из волокон в составе полиуретановой поверхности имплантата и его соединение с другим волокном [22] (опубликовано с разрешения д-ра Ардешира Байята PhD, MBBS, MRCS; Исследования в области пластической и реконструктивной хирургии, Междисциплинарный биоцентр в Манчестере, Университет Манчестера, Манчестер, Великобритания).

 

Согласно опубликованным данным компании Motiva, поверхность VelvetSurface имеет 1800–2200 контактных точек глубиной 40–100 мкм на см2 (40000–100000 нм) гораздо более узких, чем неровности на макроповерхности [23,24]. Из наноповерхностей самую мелкую структуру имеет поверхность изделий SilkSurface, недавно предложенных компанией. Поверхность имеет 49000 контактных точек глубиной 16 мкм (16000 нм) на см2 и характеризуется углублениями, меньшими по размеру и более мелкими по глубине по сравнению с микро- или макроповерхностями [24]. Доказано, что эта поверхность, классифицируемая как «наноповерхность», является однородной и имеет средний показатель шероховатости 3600 ± 400 нм. Низкий показатель шероховатости означает уменьшение трения и, как следствие, отсутствие риска обособления отдельных частиц (рис. 7 и 8).

pic7.jpg

Рис. 7. Изображения, полученные в ходе бесконтактной профилометрии с использованием профилометра uSurf Mobile profilometer. Слева: Изображение гладкой поверхности Allergan SN 21123162, полученное с помощью микроскопа, апикальное сечение. Справа: Топография гладкой поверхности Allergan SN 21123162, апикальное сечение.

 pic8.jpg

Рис. 8. Изображения, полученные в ходе бесконтактной профилометрии с использованием профилометра uSurf Mobile profilometer. Слева: Изображение поверхности SilkSurfaceÒ имплантата Motiva SN 151001021, полученное с помощью микроскопа, апикальное сечение. Справа: Топография поверхности SilkSurfaceÒ имплантата Motiva SN 151001021, апикальное сечение.


В статистике куртозис – это четвертый центральный момент распределения отклонений от среднего и отражает остроту вершины и толщину хвостов одномерного распределения. Другими словами значение куртозиса характеризует сглаженность или пиковершинность кривой, описывающей частотное распределение в области ее моды. По данным профилометрии величина куртозиса для поверхности SilkSurface составляет 4,0 ± 0,5, что позволяет говорить о нормальном распределении, поскольку это значение находится в пределах 3 ± 2. Показатель асимметрии составляет 0,6 ± 0,2 и указывает на то, что на поверхности больше пиков, чем углублений (Sk >0). Это, в свою очередь, означает увеличенное число контактных точек с плотностью выступов примерно 49000 на см2. При этом средняя величина контактного угла составляет 131о ±4 о, что показывает, как топография поверхности влияет на ее гидрофобность (гидрофобные поверхности имеют контактный угол >90о и, как показано, отличаются более высокой биосовместимостью) по сравнению с гладкой ПДМС поверхностью с контактным углом менее 110о ±4о.

Технология SilkSurface разрабатывалась с целью оптимизации биосовместимости путем структурирования однородной иерархической микро/наноповерхности с использованием фирменной объемной технологии импринтинга полидиметилсилоксанового (ПДМС) материала для создания рельефа поверхности наружной оболочки грудных имплантатов. Технология получения поверхности SilkSurface не предусматривает использование каких-либо частиц, а рельеф поверхности получают не за счет проекции посторонних частиц, что позволяет достичь однородной и контролируемой толщины оболочки. Поверхность SilkSurface была физически охарактеризована с использованием новейших технологий, таких как СЭМ, трехмерная визуализация топографической поверхности, определение способности к смачиванию, контактная и бесконтактная профилометрия. Таким образом, теоретически такая наноповерхность должна способствовать улучшению совместимости между имплантатом и тканями и минимизации воспаления и, возможно, осложнений, обусловленных воспалительными процессами, таких как капсулярная контрактура, образование двойных капсул и отсроченная серома.

Показатели шероховатости, куртозиса и асимметрии являются важными характеристиками поверхности, так как связаны с реакцией организма на имплантируемое изделие. Kyle et al. отмечают, что по данным испытаний как in vitro, так и in vivo микрометрический и нанометрический рельеф поверхности влияет на адгезию, пролиферацию, миграцию и дифференциацию клеток разных типов, а также на различные субстраты [25]. Результаты научных исследований дают основания предположить, что начальная адгезия клеток к имплантату и высвобождение цитокинов могут определять реакцию организма на внедрение инородного тела и клинические результаты посредством клеточных механизмов трансдукции, которые опосредуют высвобождение цитокинов/хемокинов и отложение внеклеточного матрикса. На гладких поверхностях фибропласты образуют непрерывный слой и вырабатывают равномерно распределяющиеся и одинаково ориентированные коллагеновые волокна. Однако на шероховатых поверхностях клетки случайным образом располагаются вокруг элементов рельефа и образуют кластеры. Такое случайное расположение клеток на шероховатой поверхности может привести к выработке коллагенового матрикса, образуемого случайно ориентированными волокнами, и способствовать уменьшению роста фибропластов с увеличением шероховатости поверхности [25].

Другим важным моментом является поведение фибропластов в отношении окружающей среды. Псевдоподии фибропластов – это нитевидные актиновые выросты под клеточной мембраной, которые функционируют как антенна, с помощью которой клетка «исследует» окружающую среду. Следовательно, псевдоподии играют роль в клеточной миграции и заживлении костей [26]. Росту клеточной пролиферации способствует распределение фибропластов по поверхности, и это в полной мере относится к текстурированным поверхностям, поскольку они характеризуются бóльшим числом якорных точек, за которые могут зацепиться псевдоподии [27]. Такое взаимодействие имеет важное значение для клеточной миграции и процесса ранозаживления и способствует регенерации тканей без образования капсулярной контрактуры [25]. С другой стороны гидрофобность влияет на ориентацию и конформацию адсорбируемых белков и, тем самым, на клеточную дифференциацию. Таким образом, контролируя гидрофобность, можно влиять на абсорбцию белков к поверхности, которая способствует последующей адгезии и распределению клеток и играет роль в образовании капсулярной контрактуры [28]. Кроме того, гидрофобные свойства, химия и рельеф поверхности могут оказывать большое влияние на белковые взаимодействия, включая состав белкового слоя, ориентацию адсорбируемых белковых молекул и степень их развертывания и открытия доступа к специфическим центрам связывания клеток. Эти наблюдения указывают на то, что меньшая по сравнению с макроповерхностями шероховатость наноповерхностей не способствует образованию биопленки и ассоциируется с меньшим числом осложнений в отдаленном периоде [25,28].

 

Клиническое применение наноповерхностей

Нанотехногия может применяться для модификации поверхностей стандартных имплантатов с целью максимизации прорастания тканей при минимизации воспаления и неудовлетворительных результатов. В хирургической стоматологии широко применяются зубные имплантаты и надежные методы лечения, которые обеспечивают удовлетворительные результаты с высоким показателем успешности [29–32]. Как указывают Gittens et al., на макроуровне достигается достаточная и устойчивая адгезия имплантата к кости [33]. На наноуровне рецепторы клеточных мембран интегрины идентифицируют белки на поверхности, которые, в свою, модулируются поверхностными наноструктурами. По данным некоторых исследований слегка шероховатая поверхность имплантата способствует лучшей остеоинтеграции по сравнению с поверхностью гладкооболочечных имплантатов [29,30]. Также показано, что наноструктурированные материалы повышают клеточную адгезию по сравнению с адгезией к микроструктурированным или гладким поверхностям [31]. Кроме того, исследования продемонстрировали, что нанопористый рельеф поверхности способствует процессам пролиферации, которые могут ускорить процессы заживления тканей вблизи имплантатов [32].

Костная трансплантация является «золотым стандартом» для реконструкции дефектов скелета, однако эта методика не свободна от недостатков, таких как костная резорбция и высокий показатель заболеваемости [31–36]. В последние годы изучаются возможности нанотехнологии для регенерации костной ткани, полагают, что использование наноповерхностей в скаффолдах может способствовать повышению биосовместимости и уменьшению числа осложнений [31–36]. Tsukimura et al. сравнивали исходы после установки имплантатов из титанового сплава с поверхностью, подвергнутой пескоструйной обработке, и имплантатов с наномодифицированной поверхностью на экспериментальной модели [36]. Биомеханическая оценка показала, что усилия, необходимые для проталкивания имплантатов, обработанных пескоструйным аппаратом, щелочью и подвергнутых тепловой обработке, значительное превышали усилия, необходимые для проталкивания имплантатов, подвергнутых только пескоструйной обработке. Эти результаты также были подтверждены данными гистоморфометрического анализа, который выявил более выраженный контакт между костью и имплантатом на поверхности эксплантированного изделия с наномодифицированной поверхностью.

 

Осложнения после установки грудных имплантатов и роль нанотехнологии

Установка грудных имплантатов в эстетических и реконструктивных целях часто влечет за собой различные осложнения, такие как капсулярная контрактура, образование двойной капсулы и серома в отдаленном периоде. Для уменьшения числа подобных осложнений разработаны различные технологии обработки поверхности грудных имплантатов. В настоящее время для предупреждения контрактуры капсулы предлагается использовать имплантаты с разными поверхностями вкупе со стерильной, атравматичной техникой установки изделия, тщательным контролем гемостаза и локальным применением антимикробных агентов. Хотя о полном согласии среди специалистов пока говорить рано, в литературе мысль о том, что текстурированные поверхности способствуют снижению инцидентности капсулярной контрактуры, превалирует [37–39]. Что касается серомы, то среди способствующих факторов чаще всего называют мертвое пространство под неправильно наложенным хирургическим швом, ИМТ (индекс массы тела) пациентки, повторные микро- и макротравмы и применение бесклеточной кожной матрицы и адъювантной терапии у пациенток, подвергающихся реконструктивной пластике [40]. В ходе обзора литературы, проведенного группой Park et al., выяснилось, что в 49 из 60 случаев (82%) серомы, возникшей в отдаленном периоде, пациенткам были установлены имплантаты с текстурированной оболочкой BiocellÒ, что дает все основания считать, что развитие этого осложнения прочно ассоциируется с механическими характеристиками поверхностей некоторых имплантатов [41]. Giot et al. [42] и Efanov et al. [43] полагают, что образование двойной капсулы также связано с использованием имплантатов с макротекстурированной поверхностью. Гистологическое исследование двойных капсул, удаленных у пациенток, которым были установлены имплантаты с текстурированной оболочкой BiocellÒ, выявило признаки деламинации, которая ведет к формированию межкапсулярного пространства (МКП), что способствует образованию двойной капсулы. Слой внутренней капсулы представляет собой пластины высокоорганизованного коллагена с отслоением волокон. Исследование методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) выявило на границе раздела (ГР) между протезом и мягкими тканями тонкий слой, который повторял объемную структуру поверхности имплантата. Наружная же поверхность внутренней капсулы была плоской. В ходе исследования методом СЭМ слоя внутренней капсулы было обнаружено присутствие большого числа бактерий, а также отложение биопленки на ГР, тогда как на границе МКП количество бактерий и толщина биопленки были значительно меньше. Эти находки дают основания предполагать, что двойная капсула имеет механическое происхождение [42,43].

Три вышеупомянутых осложнения прямо или косвенно связаны со вновь выявленной патологией, ассоциирующейся в грудными имплантатами. Речь идет об анапластической крупноклеточной лимфоме (АККЛ). При этом чаще всего (79,5% случаев) она бывает связана с отсроченной серомой. Недавно ВОЗ внесла коррективы в классификацию АККЛ, которая теперь включает три типа – АЛК-негативную, АЛК-позитивную и анапластическую крупноклеточную лимфому, ассоциирующуюся с грудными имплантатами (ГИ-АККЛ) [44].

Начиная с 1976 г., в литературе делаются попытки связать повышенную частоту осложнений с введением в практику грудных имплантатов с текстурированной поверхностью. Разными авторами высказывается мнение о том, что, помимо генетической предрасположенности, к важным этиологическим факторам развития осложнений после установки грудных имплантатов следует отнести чрезмерную хроническую воспалительную реакцию, вызываемую присутствием в тканях имплантата как такового или, возможно, усиливающуюся вследствие хронической субклинической инфекции или трения, обусловленного особенностями текстуры поверхности имплантата [42–53]. Следовательно, поверхность имплантата может играть ключевую роль как в возникновении осложнений, так и в их контроле.

Под хронической воспалительной реакцией понимается реакция на чужеродное тело, возникающая при высвобождении силикона из имплантата при разрыве его оболочки, просачивании через наружную оболочку и обособлении частиц выступающих элементов макротекстурированной поверхности. Частицы, обособляющиеся от выступающих элементов, выступают в роли дополнительных посторонних тел, и вызывают хроническую иммунологическую воспалительную реакцию с тканевым ростом и образованием перипротезной капсулы. Что касается разрывов имплантатов и просачивания геля через оболочку изделия, то производители научились снижать риск таких событий путем совершенствования базовой конструкции изделия (использование когезивного геля, применение тройной оболочки и проч.), однако проблема обособления частиц выступающих элементов макротекстурированной поверхности, которую имеют до сих пор использующиеся изделия, пока не решена. Частицы силикона, захватываемые макрофагами, инициируют сложный механизм, который ведет к хроническому воспалению и активации Т-лимфоцитов [53,54].

На основании данных исследования, которое показало присутствие Ralstonia Spp. в высоких концентрациях в биопленке вблизи имплантатов, с установкой которых ассоциировалась ГИ-АККЛ, ряд авторов поддерживают гипотезу субклинической инфекции. Несмотря на привлекательность гипотезы, следует помнить, что образование биопленки происходит при имплантации любых медицинских изделий, при этом бактерии Ralstonia Spp. обнаруживаются вблизи имплантатов и в отсутствие ГИ-АККЛ. Эти бактерии присутствуют «вблизи» всегда, но только сейчас и, главным образом, только у пациенток с текстурированными имплантатами развивается ГИ-АККЛ. Кроме того, присутствие этих бактерий коррелирует и с возникновением капсулярной контрактуры, а не только со «стерильной» серомой, являющейся основным симптомом ГИ-АККЛ [55,56]. Следует также отметить факт существования путаницы в отношении типа бактерий, вовлеченных в процесс: главный автор имеет ввиду Ralstonia spp, тогда как некоторые специалисты считают виновной конкретно Ralstonia Pickettii, не имея для этого никаких научных оснований [57].

Согласно третье гипотезе, этиопатогенетический механизм осложнений связан с трением. Процесс деламинации, наблюдаемый при использовании имплантатов с текстурированной поверхностью и обусловленный напряжениями механического сдвига, не только провоцирует образование двойной капсулы, но и способствует воспалению, которое за счет механизмов повреждения ДНК и генетической нестабильности может активировать неадекватные гомеостатические реакции и латентные транскрипционные факторы. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что силиконовые изделия традиционно используются в медицинской практике на протяжении многих лет, однако только и в особенности изделия с текстурированной поверхностью ассоциируются с развитием АККЛ [58–60].

Barr et al. изучали биосовместимость силикона путем анализа взаимодействия между клетками и поверхностью имплантата [61]. С этой целью были изготовлены модели из силикона медицинского назначения с поверхностями, имеющими четкую геометрию, рельеф которых создавался за счет многочисленных выступов, пор, бороздок и гребней размерами в микрометровом диапазоне. В ходе экспериментов исследователи оценивали реакцию и адгезию фибропластов ткани молочной железы к этим поверхностям (рис. 10). Полученные при большом увеличении изображения винкулинового, виметинового и актинового цитоскелета выявили различия в адгезии фибропластов к смоделированным силиконовым поверхностям. По мнению авторов полученные ими результаты указывают на то, что на адгезию фибропластов и реакцию этих клеток на силикон можно влиять в целях усиления биоинтеграции между имплантатом и тканью молочной железы. Авторы также наблюдали модификацию фенотипа фибропластов. Это дает основания предположить, что поверхности способны индуцировать качественное ремоделирование фибропластов (рис. 11). В работе представлен новый способ применения наноматериалов, а ее результаты служат дополнительным примером того, как нанотехнология позволяет улучшить эксплуатационные качества поверхностей стандартных грудных имплантатов. Кроме того, полученные в работе предварительные данные подталкивают к проведению дальнейших исследований с целью совершенствования элементов конструкции имплантируемых изделий в направлении повышения их биосовместимости, что позволило бы избежать развития капсулярной контрактуры за счет подавления реакции организма на чужеродное тело.

pic10.jpg

Рис. 10. Слева: Технологическая схема процесса получения поверхностей S1805 и SU-8. Протокол получения слоя S1805: (A) чистая силиконовая подложка размером 22 мм Х 25 мм (черного цвета); (B) нанесение на подложку 1 мм3 ГМДС и центрифугирование со скоростью 3000 об/мин в течение 45 с; (C) нанесение на подложку 1 мм3 ПМГИ, центрифугирование со скоростью 3000 об/мин в течение 45 с под ультрафиолетовым излучением и выдержка в течение 10 с; (D) нанесение на подложку 1 мм3 S1805 и центрифугирование со скоростью 4000 об/мин в течение 30 с; (E) просушенная поверхность ПДМС с покрытием из фибронектина в концентрации 1 х 105 клеток на миллиметр среды, достигаемой с помощью одноразового гемоцитометра (Labtech, Ringmer, East Sussex). (F–I) финальные стадии получения наноповерхности. Справа: Изображение углублений шириной 4 мкм, располагающихся на расстоянии 5 мкм, в силиконе, полученное с помощью атомно-силового микроскопа. На снимке видно, насколько хорошим является качество перенесения особенностей поверхностного рельефа на силикон [44] (опубликовано с разрешения д-ра Ардешира Байята PhD, MBBS, MRCS; Исследования в области пластической и реконструктивной хирургии, Междисциплинарный биоцентр в Манчестере, Университет Манчестера, Манчестер, Великобритания).

pic11.jpg

Рис. 11. Поверхности со слоем S1805. (A и B) Клетки, случайно распределенные по поверхности. (C) Белые точки (указывающие на особенности поверхностного рельефа ниже фибропластов) подчеркивают отсутствие усиленного окрашивания цитоскелета фибропластов относительно особенностей поверхностного рельефа. Волокна актина (красного цвета) и виментин (зеленого цвета) [44] (опубликовано с разрешения д-ра Ардешира Байята PhD, MBBS, MRCS; Исследования в области пластической и реконструктивной хирургии, Междисциплинарный биоцентр в Манчестере, Университет Манчестера, Манчестер, Великобритания).


Valencia-Lazcano et al. в очередной раз подчеркнули значение характеристик поверхности грудных имплантатов для оптимального усиления клеточной адгезии [62]. Авторы изучали поведение фибропластов вблизи поверхности силиконовых имплантатов, используя для этой цели конфокальный лазерный сканирующий микроскоп, прибор для испытания на растяжение с пределом измерения 5 кН и контактный гониометр. В исследовании изучали текстурированные поверхности с шероховатой и нодулярной текстурой и гладкие поверхности, которые отличались меньшей шероховатостью и большей однородностью. К текстурированным поверхностям «прилипало» значительно больше фибропластов, чем к гладким поверхностям, при этом адгезия была тем выше, чем больше была шероховатость поверхности. Авторы пришли к выводу, что поверхности с бóльшим среднеарифметическим отклонением профиля и пониженной гидрофильностью с большим углом контакта с водой способствуют клеточной адгезии. Эти наблюдения являются непосредственными предпосылками для разработки усовершенствованных поверхностей, помогающих предупредить развитие капсулярной контрактуры, образование двойной капсулы, возникновение серомы или ГИ-АККЛ после эстетических и реконструктивных пластических операций с использованием эндопротезов [62].

В одной из последних статей Kyle et al. обсуждали методы обработки и свойства поверхностей грудных имплантатов, полученных с использованием нанотехнологии путем воспроизведения топографических меток внеклеточного матрикса, подобных тем, которые имеются в бесклеточной кожной матрице (БКМ), на синтетических поверхностях имплантатов [25]. По мнению авторов этот метод перспективен с точки зрения усиления интеграции и улучшения эксплуатационных характеристик имплантата при уменьшении возможных осложнений. В исследовании микро- и наноэлементы БКМ воспроизводились в полидиметилсилоксане (ПДМС) с помощью инновационной безмасочной объемной технологии «greyscale» (полутоновой печати). Фибропласты, выделенные из ткани молочной железы человека, культивировали на поверхностях из ПДМС и сравнивали их поведение с поведением на гладких и текстурированных поверхностях серийно выпускаемых силиконовых грудных имплантатов. Авторы обнаружили, что по сравнению с поверхностями серийно выпускаемых грудных имплантатов для ПДМС поверхностей с воспроизведенным рельефом БКМ были характерны более высокие показатели клеточной адгезии, пролиферации и выживаемости, а также образования фокальных контактов и степени распластанности фибропластов. Кроме того, в фибропластах на биомиметических поверхностях была повышена выработка винкулина и коллагена 1 и снижена выработка ИЛ-8, ФНО-альфа, ФНО-бета1 и HSP60. Группа Anderson et al. также изучала влияние нанотопографии на клеточную морфологию и выработку цитокинов [63]. С этой целью авторы высевали уроэпителиальные клетки на субстраты трех разных типов, два из которых имели четкую нанометрическую топографию, а третий был плоским и служил контролем, при этом все субстраты были идентичны по химии поверхности. Наноструктурированные субстраты имели на поверхности полусферические выступы или ступенчатые края в форме параллельных борозд и гребней. Затем проводился качественный и количественный анализ клеточной морфологии и выработки цитокинов. Клеточную морфологию и выработку ИЛ-6 и ИЛ-8 изучали после культивирования уроэпителиальных клеток на поверхности с бороздами и полусферическими выступами и на гладкой поверхности из TiO2. На поверхности с бороздчатым рельефом клетки частично выстраивались вдоль борозд и вырабатывали цитокины примерно в таком же количестве, как и клетки высеянные на плоские поверхности. Клетки на поверхностях с полусферическими выступами были меньше по площади и менее округлыми и при этом имели больше расходящихся мембранных проекций, чем те же клетки на гладких поверхностях, т.е. они имели более выраженную звездчатую структуру. Эти морфологические изменения коррелировали со сниженной выработкой ИЛ-6 и ИЛ-8. Анализ данных, полученных с использованием описываемой выше экспериментальной модели, показывает, что организация и форма топографических структур наноуровня может влиять как на морфологию, так и на функцию прилипающих клеток, что имеет важное значение для исследования клеточного взаимодействия с биоматериалами in vivo. Кроме того, совершенствование знаний в сфере взаимодействий между клетками и организованными наноструктурами может привести к разработке новых функциональных материалов. Эти исследования подчеркивают важность инновационного подхода к разработке функционализированных биомиметических поверхностей грудных имплантатов, которые, как было продемонстрировано in vitro, позволяют в значительное мере подавить острую реакцию организма на силикон.

 

Перспективы применения нанотехнологий в хирургии молочных желез

Нанотехнологии могут привнести огромные изменения в области хирургии молочных желез. В настоящее время ведутся исследования грудных имплантатов с покрытиями из нановолокон для доставки специфических противораковых препаратов [64]. Кроме того, модификация поверхностей грудных имплантатов с помощью антифибротических препаратов может способствовать снижению частоты контрактуры капулы. Zeplin et al. в сравнительном экспериментальном исследовании на крысах наблюдали значимое снижение уровня гистиоцитов CD68, ФНО-бета, фибропластов, коллагена I и III и уменьшение толщины капсулы при подмышечном размещении силиконовых имплантатов с покрытием из галофугинона (ингибитор синтеза коллагена I типа, который оказывает влияние на сигнальный путь с участием ФНО-бета) [65]. Авторы этих исследований пришли к выводу, что использование силиконовых грудных имплантатов с модифицированной поверхностью позволяет уменьшить реакцию организма на введение чужеродного тела и отмечают при этом возможность уменьшения фиброза капсулы в результате местного антифибротического эффекта, что может стать еще одним направлением применения нанотехнологий в хирургии молочных желез. Chun и Webster показали, что наноструктурированный политетрафторэтилен (ПТФЭ) демонстрирует сниженный иммуногенный потенциал in vivo, что является результатом низкой адгезии макрофагов и низкой абсорбции белков [66].

Показано, что наноматериалы снижают способность микроорганизмов к образованию биопленок [67–69]. Прилипание бактерий к поверхностям является отправной точкой для хронической инфекции и резистентности к антибиотикам, ассоциирующихся с образованием биопленок [67]. В связи с этим нанотехнологию можно рассматривать как важный инструмент для разработки и изготовления нового поколения субстратов с антимикробными свойствами и модификации стандартных поверхностей в целях предупреждения бактериальной адгезии [68]. Основными факторами, связанными с бактериальной адгезией, являются химические особенности материала имплантатов и характеристики окружающей среды [68,69]. Несмотря на теоретические преимущества, модификация поверхности имеет и отрицательные стороны, к которым следует отнести, например, потенциальную токсичность и возможные проявления локальной иммуногенности [67]. Поэтому в последнее время поверхностная топография стала объектом исследований, и здесь нанотехнология открывает возможности для разработки поверхностей с контролируемыми нанотекстурами. В качестве примера можно привести имплантаты с иммунологически инертными наноповерхностями, которые резистентны к инфекциям и снижают иммунологическую реакцию [5,67]. Целесообразными представляются исследования возможности клинического применения полимерных поверхностей с включением наночастиц серебра в силу широкого спектра антимикробных характеристик таких поверхностей, а также их морфологии, химического состава и биосовместимости по сравнению с синтетическими аналогами [67]. Несмотря на перспективы, которые открывают нанотехнологии в плане создания антибактериальных поверхностей, имеющиеся в настоящее время данные ограничены и нет четкого понимания связи между бактериальной адгезией и характеристиками поверхности. Более того, остается неясным и требует проведения дальнейших исследований вопрос о том, какого типа должна быть наноструктурированная антибактериальная поверхность или субстрат. В будущем усилия следует направить на разработку новых методов, физическую и химическую характеризацию поверхностей и биохимические и молекулярные исследования взаимодействий между бактериями и поверхностями [67].

От мысли о том, что столь мелкомасштабные альтерации могут быть такими эффективными, и что концепция наноповерхностей может широко использоваться применительно к интегрированию грудных имплантатов и влиянию на воспалительный ответ, поистине захватывает дух. В то же время это только предварительные результаты, которые показывают, на сколько вопросов еще предстоит ответить прежде, чем нанотехнологии будут внедрены в клиническую практику. Положительные результаты, полученные в экспериментах in vivo, можно считать первым удачным шагом на этом пути, однако заключительные выводы о влиянии модифицированных поверхностей на эксплуатационные характеристики имплантатов для пластики молочных желез невозможны до тех пор, пока не будут проведены долгосрочные клинические исследования.

 

Заключение

В заключение необходимо сказать, что нанотехнологии находят широкое применение в эстетической и реконструктивной пластике молочных желез. Если говорить конкретно, то достижения в нанотехнологии могут использоваться в конструкции имплантатов, тканевом инжиниринге и системах доставки лекарственных веществ. По мере роста нашего понимания физиологии на наноуровне использование этих технологий будет расти экспоненциально. Показано, что создание нанотекстуры с заданными характеристиками путем аддитивной обработки поверхностей имплантатов оказывает положительное влияние с точки зрения подавления бактериального роста и усиления направленной тканевой интеграции и имеет своей целью переход от «реакции на чужеродное тело» к «контролируемому двунаправленному взаимодействию». Эти обстоятельства делают нанотехнологию мощным ресурсом при ее использовании применительно ко всем аспектам хирургической пластики молочных желез. Понимание механизмов влияния поверхностных характеристик на воспалительную реакцию имеет крайне важное значение для разработки имплантатов, позволяющих добиться удовлетворительных результатов при минимизации клинических осложнений в отдаленном периоде.

 

Раскрытие финансовой информации

Для выполнения данной работы заемные средства не привлекались. Д-р Мунхоц является консультантом компаний Allergan Inc. и Establishment Labs. Д-р Сантанелли ди Помпео не делает никаких заявлений, касающихся финансовых вопросов. Г-н Мезервилль с 2015 г. работает в должности вице-президента по вопросам качества и научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок компании Establishment Labs. В период с 2006 по 2009 гг. г-н Мезервилль занимал разные должности в инженерной службе и службе качества компании Allergan Medical Costa Rica. Ни один из авторов статьи не имеет никаких финансовых интересов ни в одном из продуктов, устройств или лекарственном препарате из числа упомянутых в настоящей статье.


Список источников

  1. Wilson CB. Adoption of new surgical technology. BMJ. 2006;332:112–116. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  2. Petersen DK, Naylor TM, Ver Halen JP.. Current and future applications of nanotechnology in plastic and reconstructive surgery. Plast Aesthet Res. 2014;1:43–49. [Google Scholar]
  3. Salehahmadi Z, Hajiliasgari F.. Nanotechnology tolls the bell for plastic surgeons. World J Plast Surg. 2013;2:71–80. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  4. Mali S. Nanotechnology for Surgeons. Indian J Surg. 2013; 75:485–492. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  5. Freitas RA. Nanotechnology, nanomedicine and nanosurgery. Int J Surg. 2005;3:243–246. [PubMed] [Google Scholar]
  6. Tan A. Nanotechnology and regenerative therapeutics in plastic surgery: the next frontier. J Plastic Reconstruct Aesthetic Surg. 2016;69:1–13. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  7. Roduner E. Size matters: why nanomaterials are different. Chem Soc Rev. 2006;35:583–592. [PubMed] [Google Scholar]
  8. Tamai S. History of microsurgery. Plast Reconstr Surg. 2009;124(6 Suppl):282–294. [PubMed] [Google Scholar]
  9. Chalfoun C, Wirth G, Evans G.. Tissue engineered nerve constructs: where do we stand? J Cell Mol Med. 2006;10:309–317. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  10. Implants, Surgery and Coatings [cited 2017 Jan 5]. Available from: http://nanopinion.archiv.zsi.at/sites/default/files/surgery_implants_and_coatings-april_09.pdf [Google Scholar]
  11. Tian B, Zheng X, Kempa TJ, et al. . Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources. Nature. 2007;449:885–889. [PubMed] [Google Scholar]
  12. Saini M, Singh Y, Arora P, et al. . Implant biomaterials: a comprehensive review. World J Clin Cases. 2015;3:52–57. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  13. Wennerberg A, Albrektsson T.. On implant surfaces: a review of current knowledge and opinions. Int J Oral Maxillofac Implants. 2010;25:63–74. [PubMed] [Google Scholar]
  14. Chang WR, Kim IJ, Manning DP, et al. . The role of surface roughness in the measurement of slipperiness. Ergonomics. 2001;44:1200–1216. [PubMed] [Google Scholar]
  15. Albrektsson T, Wennerberg A.. Oral implant surfaces: Part 1- review focusing on topographic and chemical properties of different surfaces and in vivo responses to them. Int J Prosthodont. 2004;17:536–543. [PubMed] [Google Scholar]
  16. De Oliveira PT, Nanci A.. Nanotexturing of titanium-based surfaces upregulates expression of bone sialoprotein and osteopontin by cultured osteogenic cells. Biomaterials. 2004;25:403–413. [PubMed] [Google Scholar]
  17. De Assis AF, Beloti MM, Crippa GE, et al. . Development of the osteoblastic phenotype in human alveolar bone-derived cells grown on a collagen type I-coated titanium surface. Clin Oral Implants Res. 2009;20:240–246. [PubMed] [Google Scholar]
  18. Bern S, Burd A, May JW Jr.. The biophysical and histologic properties of capsules formed by smooth and tex- tured silicone implants in the rabbit. Plast. Reconstr. Surg. 1992;89:1037. [PubMed] [Google Scholar]
  19. Barnsley GP, Sigurdson LJ, Barnsley SE.. Textured surface breast implants in the prevention of capsular contracture among breast augmentation patients: a meta-analysis of randomized controlled trials. Plast Reconstr Surg. 2006;117:2182–2190. [PubMed] [Google Scholar]
  20. Danino AM, Basmacioglu P, Saito S, et al. . Comparison of the capsular response to the biocell RTV and mentor 1600 siltex breast implant surface texturing: a scanning electron microscopic study. Plast Reconstr Surg. 2001;108:2047–2052. [PubMed] [Google Scholar]
  21. [cited 2017 Jan 5]. Available from: www.polytech-health-aesthetics.com/index.php/en/products/mammary implants/implant-surfaces.
  22. Barr S, Hill E, Bayat A.. Current implant surface technology: an examination of their nanostructure and their infuence on fibroblast alignment and biocompatibility. Eplasty. 2009;198:217–227. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  23. ISO 14607 2009. Non-active surgical implants: Mammary implants- Particular requirements, Section 7.2.2.8 and Annex A: Test for surface characteristics. [Google Scholar]
  24. Motiva Implant Matrix® Silicone Breast Implants Product Performance Qualification Summary. Establishments Labs S.A., August 2012.
  25. Kyle DJ, Oikonomou A, Hill E, et al. . Development and functional evaluation of biomimetic silicone surfaces with hierarchical micro/nano-topographical features demonstrates favourable in vitro foreign body response of breast-derived fibroblasts. Biomaterials. 2015;52:88–102. [PubMed] [Google Scholar]
  26. Mattila PK, Lappalainen P.. Filopodia: molecular architecture and cellular functions. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008;9:446–454. [PubMed] [Google Scholar]
  27. Franz MG, Steed DL, Robson MC.. Optimizing healing of the acute wound by minimizing complications. Curr Probl Surg. 2007;44:691–763. [PubMed] [Google Scholar]
  28. Harvey AG, Hill E, Bayat A.. Designing implant surface topography for improved biocompatibility. Expert Rev Med Devices. 2013;10:257–267. [PubMed] [Google Scholar]
  29. Fan Z, Jia S, Su JS.. Infuence of surface roughness of titanium implant on core binding factor alpha 1 subunit of osteoblasts. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 2010;45:466–470. [PubMed] [Google Scholar]
  30. Jäger M, Zilkens C, Zanger K, et al. . Significance of nano- and microtopography for cell-surface interactions in orthopaedic implants. J Biomed Biotechnol. 2007;2007:69036. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  31. Webster TJ, Schadler LS, Siegel RW, et al. . Mechanisms of enhanced osteoblast adhesion on nanophase alumina involve vitronectin. Tissue Eng. 2001;7:291–301. [PubMed] [Google Scholar]
  32. Le Guéhennec L, Soueidan A, Layrolle P, et al. . Surface treatments of titanium dental implants for rapid osseointegration. Dent Mater. 2007;23:844–854. [PubMed] [Google Scholar]
  33. Gittens RA, McLachlan T, Olivares-Navarrete R, et al. . The effects of combined micron-/submicron-scale surface roughness and nanoscale features on cell proliferation and differentiation. Biomaterials. 2011;32:3395–3403. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  34. Stubinger S, Ghanaati S, Orth C.. Maxillary sinus grafting with nanostructured biomaterial: preliminary clinical and histological results. Eur Surg Res. 2009;42:143–149. [PubMed] [Google Scholar]
  35. Abd El‐Fattah H, Helmy Y, El‐Kholy B, et al. . In vivo animal histomorphometric study for evaluating biocompatibility and osteointegration of nano-hydroxyapatite as biomaterials in tissue engineering. J Egypt Natl Canc Inst. 2010;22:241–250. [PubMed] [Google Scholar]
  36. Tsukimura N, Ueno T, Iwasa F, et al. . Bone integration capability of alkali- and heat-treated nanobimorphic Ti-15Mo-5Zr-3Al. Acta Biomater. 2011;7:4267–4277. [PubMed] [Google Scholar]
  37. Wong CH, Samuel M, Tan BK, et al. . Capsular contracture in subglandular breast augmentation with textured versus smooth breast implants: a systematic review. Plast Reconstr Surg. 2006;118:1224–1236. [PubMed] [Google Scholar]
  38. Namnoum JD, Largent J, Kaplan HM, et al. . Primary breast augmentation clinical trial outcomes stratified by surgical incision, anatomical placement and implant device type. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2013;66:1165–1172. [PubMed] [Google Scholar]
  39. Liu X, Zhou L, Pan F, et al. . Comparison of the postoperative incidence rate of capsular contracture among different breast implants: a cumulative meta- analysis. PLoS One. 2015;10:e0116071. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  40. Jordan SW, Khavanin N, Kim JY.. Seroma in prosthetic breast reconstruction. Plast Reconstr Surg. 2016;137:1104–1116. [PubMed] [Google Scholar]
  41. Park BY, Lee DH, Lim SY, et al. . Is late seroma a phenomenon related to textured implants? A report of rare complications and a literature review. Aesth Plast Surg. 2014;38:139–145. [PubMed] [Google Scholar]
  42. Giot JP, Paek LS, Nizard N, et al. . The double capsules in macro-textured breast implants. Biomaterials. 2015;67:65–72. [PubMed] [Google Scholar]
  43. Efanov JI, Giot JP, Fernandez J, et al. . Breast-implant texturing associated with delamination of capsular layers: a histological analysis of the double capsule phenomenon. Ann Chir Plast Esthet. 2017;pii: S0294-1260:30017–30011. [PubMed] [Google Scholar]
  44. Swerdflow SH, Campo E, Pileri SA, et al. . The 2016 revision of the world health organization (WHO) classification of lymphoid neoplasm. Blood. 2016;127:2375–2390. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  45. Brody G, Deapen D, Gill P, Epstein A, Martin S, Elatra W. T cell non Hodgkins anaplastic large cell lymphoma associated with one style of breast implants. Paper presented at: 89th Annual Meeting of the American Society of Plastic Surgeons; March 20–23, 2010; San Antonio, Texas. [Google Scholar]
  46. Lechner MG, Megiel C, Church CH, et al. . Survival signals and targets for therapy in breast implant-associated ALK-anaplastic large cell lymphoma. Clin Cancer Res. 2012;18:4549–4559. [PubMed] [Google Scholar]
  47. Ye X, Shokrollahi K, Rozen WM, et al. . Anaplastic large cell lymphoma (ALCL) and breast implants: breaking down the evidence. Mutat Res – Rev Mutat Res. 2014;762:123–132. [PubMed] [Google Scholar]
  48. Vinnik CA. Spherical contracture of fibrous capsules around breast implants. Prevention and treatment. Plast Reconstr Surg. 1976;58:555–560. [PubMed] [Google Scholar]
  49. Zandi I. Polyurethane implants: reduction in capsular contracture or in capsule formation? Plast Reconstr Surg. 1989;84:541. [PubMed] [Google Scholar]
  50. Hall-Findlay EJ. Breast implant complication review: double capsules and late seromas. Plast Reconstr Surg. 2011;127:56–66. [PubMed] [Google Scholar]
  51. Santanelli di Pompeo F, Laporta R, Sorotos M, et al. . Breast implant associated anaplastic large cell lymphoma: proposal for a monitoring protocol. Plast Reconstr Surg. 2015;136:144e–151e. [PubMed] [Google Scholar]
  52. Di Napoli A, Jain P, Duranti E, et al. . Targeted next generation sequencing of breast implant-associated anaplastic large cell lymphoma reveals mutations in JAK/STAT signalling pathway genes, TP53 and DNMT3A. Br J Haematol. 2016; [Epub ahead of print]. [PubMed] [Google Scholar]
  53. Cohen Tervaert JW, Kappel RM.. Silicone implant incompatibility syndrome (SIIS): A frequent cause of ASIA (Shoenfeld’s syndrome). Immunol Res. 2013;56:293–298. [PubMed] [Google Scholar]
  54. Bizjac M. Silicone implants and lymphoma: the role of inflammation. J Autoimmun. 2015;65:64–73. [PubMed] [Google Scholar]
  55. Hu H. Chronic biofilm infection in breast implant is associated with an increased T-cell lymphocyte infiltrate: implication for breast implant associated lymphoma. Plast Reconstr Surg. 2014;135:319–329. [PubMed] [Google Scholar]
  56. Brody GS. The case against biofilm as the primary initiator of breast implant associated ALCL. Plast Reconstr Surg. 2016;137:766e–767e. [PubMed] [Google Scholar]
  57. Adams WP. Discussion: bacterial biofilm infection detected in breast implant-associated anaplastic large-cell lymphoma. Plast Reconstr Surg. 2016;137:1670–1672. [PubMed] [Google Scholar]
  58. Kellogg BC, Hiro ME, Payne WG.. Implant-associated anaplastic large cell lymphoma: beyond breast prostheses. Ann Plast Surg. 2014;73:461–464. [PubMed] [Google Scholar]
  59. Palraj B, Paturi A, Stone RG, et al. . Soft tissue anaplastic large T-cell lymphoma associated with a metallic orthopedic implant: case report and review of the current literature. J Foot Ankle Surg. 2010;49:561–564. [PubMed] [Google Scholar]
  60. Yoon HJ, Choe JY, Jeon YK.. Mucosal CD30-positive T-Cell lymphoproliferative disorder arising in the oral cavity following dental implants: report of the first case. Int J Surg Pathol. 2015;23:656–661. [PubMed] [Google Scholar]
  61. Barr S, Hill E, Bayat A.. Patterning of novel breast implant surfaces by enhancing silicone biocompatibility, using biomimetic topographies. Eplasty. 2010;10:e31. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  62. Valencia-Lazcano AA, Alonso-Rasgado T, Bayat A.. Characterisation of breast implant surfaces and correlation with fibroblast adhesion. J Mech Behav Biomed Mater. 2013;21:133–148. [PubMed] [Google Scholar]
  63. Andersson AS, Bäckhed F, von Euler A, et al. . Nanoscale features influence epithelial cell morphology and cytokine production. Biomaterials. 2003;24:3427–3436. [PubMed] [Google Scholar]
  64. Puskas JE, Luebbers MT.. Breast implants: the good, the bad and the ugly. Can nanotechnology improve implants? Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2012;4:153–168. [PubMed] [Google Scholar]
  65. Zeplin PH, Larena Avellaneda A, Schmidt K.. Surface modication of silicone breast implants by binding the anti brotic drug halofuginone reduces capsular brosis. Plast Reconstr Surg. 2010;126:266–274. [PubMed] [Google Scholar]
  66. Chun YW, Webster TJ.. The role of nanomedicine in growing tissues. Ann Biomed Eng. 2009;37:2034–2047. [PubMed] [Google Scholar]
  67. Rizzello L, Cingolani R, Pompa PP.. Nanotechnology tools for antibacterial materials. Nanomedicine (Lond). 2013;8:807–821. [PubMed] [Google Scholar]
  68. Emerson RJ IV, Bergstrom TS, Liu Y, et al. . Microscale correlation between surface chemistry, texture, and the adhesive strength of Staphylococcus epidermidis. Langmuir. 2006;22:11311–11321. [PubMed] [Google Scholar]
  69. Busscher HJ, Norde W, Sharma PK, et al. . Interfacial re-arrangement in initial microbial adhesion to surfaces. Curr Opin Colloid Interface Sci. 2010;15:510–517. [Google Scholar]


Заказать звонок Написать сообщение Войти в кабинет хирурга
Запись на прием
Пожалуйста, заполните форму.
Наш консультант свяжется с вами

Требуется ваше согласие!

Написать сообщение
Пожалуйста, заполните форму.
Наш консультант свяжется с вами

Требуется ваше согласие!

Заказ звонка
Пожалуйста, заполните форму.
Наш консультант свяжется с вами

Требуется ваше согласие!