Jump to content

Реакция на инородное тело

Гранулема инородного тела
Трансвагинальное УЗИ показывает гранулему инородного тела справа в виде гипоэхогенной (темной) области вокруг перфорированной внутриматочной спирали . Матка слева.
Специальность Дерматология  Edit this on Wikidata

Реакция на инородное тело ( РБР ) – это типичная реакция ткани на инородное тело внутри биологической ткани . [ 1 ] Обычно оно включает в себя образование инородного тела гранулемы . [ 2 ] Примером может служить инкапсуляция имплантата в ткани, а также воспаление вокруг занозы. [ 3 ] Формирование гранулемы инородного тела состоит из адсорбции белка , макрофагов , многоядерных гигантских клеток инородного тела (слияние макрофагов), фибробластов и ангиогенеза . Также было высказано предположение, что механические свойства интерфейса между имплантатом и окружающими его тканями имеют решающее значение для реакции хозяина. [ 4 ]

В долгосрочной перспективе реакция на инородное тело приводит к заключению инородного тела в кальцинированную оболочку. Например, литопедион — редкое явление, которое чаще всего возникает при плода гибели во время брюшной беременности . [ 5 ] слишком велик, чтобы реабсорбироваться организмом, и кальцинируется.

Реакция инородного тела на имплантацию биоматериала

[ редактировать ]

После биоматериала имплантации кровь и жидкости организма контактируют с поверхностью имплантата. хозяина Белки крови адсорбируются на поверхности имплантата, и образуется фибриновая матрица. [ 6 ] Острое и хроническое воспаление следует за первоначальным отложением белка в крови и образованием матрикса. [ 6 ] Макрофаги в месте имплантата сливаются, образуя гигантские клетки инородного тела. [ 6 ] В результате воспалительной реакции формируется грануляционная ткань. Конечным этапом реакции на инородное тело является образование фиброзной капсулы вокруг имплантированного биоматериала. [ 6 ] Биосовместимость . изделия влияет на выраженность реакции на инородное тело [ 7 ] Реакция на инородное тело может привести к выходу устройства из строя. [ 8 ]

Адсорбция белка на поверхности имплантата привлекает иммунные клетки, что в конечном итоге приводит к фиброзной инкапсуляции имплантата. [ 8 ]

Адсорбция белка

[ редактировать ]

При взаимодействии кровь-биоматериал белки крови спонтанно адсорбируются на поверхности биоматериала. [ 9 ] Свойства поверхности биоматериала влияют на типы, концентрации и конформацию белков, адсорбирующихся на поверхности. [ 9 ] Эффект Вромана может описать зависящее от времени поведение адсорбции этого белка. [ 9 ] Поверхностно-адсорбированные белки регулируют взаимодействие и адгезию воспалительных клеток. [ 9 ] Отложенные белки позволяют воспалительным клеткам прикрепляться через интегрины . [ 9 ] Поверхность биоматериала также может рекрутировать и активировать белки комплемента . [ 9 ]

Рекрутирование иммунитета

[ редактировать ]

Состав и конформация адсорбированных белков на поверхности имплантата имеют решающее значение для реакции на инородное тело. В течение первых двух дней нейтрофилы являются основным типом клеток, которые откладываются на поверхности имплантата. Нейтрофилы выделяют деградирующие ферменты и промежуточные активные соединения кислорода, которые повреждают имплантат. Тромбоциты в результате взаимодействия крови и биоматериала высвобождают воспалительные цитокины , которые вызывают моноцитов и макрофагов экстравазацию и миграцию к месту имплантации. [ 10 ] Дегрануляция тучных и высвобождение гистамина из клеток дополнительно привлекают макрофаги к биоматериалу. [ 10 ] Макрофаги прикрепляются к поверхности биоматериала за счет поверхностных белковых отложений и производят цитокины, которые дополнительно рекрутируют макрофаги. [ 10 ] Гранулема инородного тела образуется, когда иммунные клетки накапливаются на поверхности биоматериала в попытке уничтожить биоматериал. [ 8 ]

Слияние макрофагов

[ редактировать ]

Прикрепившиеся к месту имплантата макрофаги могут сливаться в многоядерную клетку, называемую гигантской клеткой инородного тела. [ 11 ] Образование гигантских клеток инородного тела зависит от свойств поверхности биоматериала и присутствия интерлейкина-4 и интерлейкина-13 . [ 11 ] Гигантские клетки инородных тел выделяют активные промежуточные соединения кислорода , деградирующие ферменты и кислоту. на поверхность биоматериала [ 11 ] Гигантские клетки инородного тела также пытаются поглотить биоматериал для деградации. [ 11 ] Прикрепившиеся макрофаги и гигантские клетки инородных тел разлагают биоматериалы и могут привести к выходу устройства из строя . [ 11 ] Гигантские клетки инородного тела остаются на поверхности имплантированного устройства на протяжении всего срока его службы. [ 11 ]

Формирование фиброзной капсулы

[ редактировать ]

Реакция заживления на конечной стадии представляет собой фиброзную инкапсуляцию биоматериала. [ 12 ] Макрофаги и гигантские клетки инородных тел выделяют цитокины, привлекающие фибробласты. Фибробласты создают коллагеновую волокнистую капсулу, отделяющую биоматериал от окружающей ткани. [ 12 ] Фиброзная капсула может препятствовать функционированию устройства, например, диффузии лекарств для систем доставки лекарств или нормальной регенерации тканей для тканеинженерных имплантатов. [ 12 ]

Инженерный биоматериал, способный противостоять реакции инородного тела

[ редактировать ]

Образование гигантских клеток инородного тела и фиброзная инкапсуляция имплантированного устройства могут повлиять на функцию имплантированного устройства и привести к его выходу из строя. [ 13 ] Уменьшение реакции на инородное тело может способствовать повышению производительности и долговечности устройства. [ 13 ] Несмотря на то, что многие типы имплантатов не могут полностью избежать реакции на инородное тело, существует множество способов создания биоматериалов, позволяющих уменьшить реакцию на инородное тело. [ 13 ] Снижение неспецифической адсорбции белка является одним из важных методов предотвращения фиброзной инкапсуляции имплантата. [ 13 ]

Модификация физических свойств

[ редактировать ]

Физические свойства поверхности имплантата, такие как размер, форма, топология и прочность , влияют на адсорбцию белка и взаимодействие иммунных клеток с имплантатом. [ 13 ] Как правило, шероховатость поверхности вызывает большую адсорбцию белка и вызывает более сильный иммунный ответ. [ 13 ] Было показано, что более толстые цилиндрические имплантаты в масштабе миллиметра обеспечивают большую фиброзную инкапсуляцию. [ 13 ] Однако абсолютной связи между модификацией биоматериала и соответствующей реакцией на инородное тело может и не быть, поскольку некоторые биоматериалы по своей природе вызывают более сильную реакцию на инородное тело, чем другие биоматериалы. [ 13 ]

Доставка противовоспалительных препаратов

[ редактировать ]

Имплантированный биоматериал может быть загружен различными лекарственными средствами для выполнения противовоспалительных функций или стимулирования ангиогенеза для дальнейшей интеграции имплантата с хозяином. [ 14 ] замедленное высвобождение некоторых противовоспалительных препаратов из биоматериала, таких как дексаметазон , увеличивает срок службы имплантата, предотвращая воспаление и фиброз. Показано, что [ 14 ]

Включение биоактивных молекул

[ редактировать ]

Покрытие поверхности имплантата биомиметическим биоматериалом может уменьшить реакцию на инородное тело и снизить частоту отказов устройства. [ 15 ] Биоматериалы, имитирующие внеклеточный матрикс, могут значительно уменьшить воспалительную реакцию, а также уменьшить образование гигантских клеток инородных тел. [ 15 ]

Новые биоматериалы

[ редактировать ]

Разработка материалов, устойчивых к адсорбции белка, волокнистой инкапсуляции или образованию гигантских клеток инородного тела, важна для противодействия реакции инородного тела. [ 13 ] Обычно используемые биоматериалы, такие как полиэтиленгликоль и полигидроксиэтилметакрилат, устойчивы к неспецифической адсорбции белков, но легко разлагаются в окислительной среде in vivo. Поэтому ученые ищут новые материалы, которые по своей природе противостоят реакции на инородное тело. [ 13 ]

Цвиттерионные материалы

[ редактировать ]

Цвиттерионные полимеры широко используются для модификации поверхности, поскольку они могут ингибировать неспецифическую адгезию белков. [ 16 ] Цвиттерионные гидрогели также способствуют ангиогенезу в окружающих тканях. [ 17 ] Обычно используемые цвиттерионные материалы включают сульфобетаин , карбоксибетаин и фосфорилхолин . [ 13 ]

Цвиттерионные полимеры обладают способностью уменьшать неспецифическую адсорбцию белков и клеток на биологических границах раздела. Цвиттерионные покрытия часто используются для минимизации негативных последствий реакции инородного тела на имплантированные устройства и улучшения биосовместимости устройства. Механизм связан с балансировкой поверхностного заряда и созданием прочной гидратной сферы. [ 18 ]

Цвиттерионные покрытия могут быть ковалентно прикреплены методами «прививки к» и «прививки от». При методах «прививки к» поверхность модифицируется полимером после синтеза, тогда как при методах «прививки от» полимер синтезируется непосредственно на модифицированной поверхности. [ 18 ]

Для ковалентного прикрепления цвиттер-ионных полимеров к поверхностям использовалось несколько методов «прививки». Группа Андерсона развила привязанность к поверхности посредством конъюгации полидофамина. [ 19 ] В этом случае сополимер должен содержать тиоловую группу. Назарова с сотрудниками синтезировали сополимеры МПК с 2-метакриламидо-D-глюкозой, N-винилпирролидоном и N-винил-N-метилацетамидом и привили их на поверхность биосорбента из углеродного волокна с помощью γ-излучения. [ 20 ] Сополимеры МПК с триметоксисилилпропилметакрилатом можно термически отверждать и самосшиваться. [ 21 ]

Модиановые полевые альгинаты

[ редактировать ]

Альгинаты широко используются из-за их низкой стоимости, низкой токсичности и возможности настройки . [ 13 ] Однако имплантация только альгината вызовет серьезную реакцию на инородное тело. [ 13 ] Существует несколько триазол производных альгината, содержащих микросфер , которые остаются свободными от фиброзных отложений у мышей, но необходимы дополнительные исследования для изучения взаимосвязи между группами триазола и воспалительной реакцией. [ 22 ]

Полипептидные материалы

[ редактировать ]

Пептиды полиэтиленгликоля и цвиттерионные пептиды обладают иммуномодулирующими функциями, которые помогают противостоять реакции на инородное тело. [ 13 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Харлим, Аго; Каноко, МПУ; Айса, Сити (2018). «Классификация реакций на инородные тела, вызванные инъекцией промышленного силикона» . Дерматологическая хирургия . 44 (9): 1174–1182. дои : 10.1097/DSS.0000000000001531 . ISSN   1076-0512 . ПМК   6112849 . ПМИД   29757858 .
  2. ^ Рапини, Рональд П.; Болонья, Жан Л.; Хориццо, Джозеф Л. (2007). Дерматология: Набор из 2 томов . Св. Луис: Мосби. п. 1443. ИСБН  978-1-4160-2999-1 .
  3. ^ Биоматериаловедение, второе издание, Ratner et al. Стр. 296-304
  4. ^ Хилборн, Йонс; Бьюрстен, Ларс М. (март 2007 г.). «Новая и развивающаяся парадигма биосовместимости» . Журнал тканевой инженерии и регенеративной медицины . 1 (2): 110–119. дои : 10.1002/терм.4 . ISSN   1932-6254 . ПМИД   18038399 . S2CID   44559859 .
  5. ^ Шпиц, Вернер У.; Шпитц, Дэниел Дж., ред. (2006). «Глава III: Время смерти и изменения после смерти. Часть 1: Анатомические соображения». Медико-правовое расследование смерти Шпитца и Фишера: рекомендации по применению патологии в расследовании преступлений (4-е изд.). Спрингфилд, Иллинойс: Чарльз К. Томас. стр. 87–127. ISBN  0398075441 . OCLC   56614481 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с д Андерсон, Джеймс М.; Родригес, Анализ; Чанг, Дэвид Т. (апрель 2008 г.). «Реакция инородного тела на биоматериалы» . Семинары по иммунологии . 20 (2): 86–100. дои : 10.1016/j.smim.2007.11.004 . ISSN   1044-5323 . ПМК   2327202 . ПМИД   18162407 .
  7. ^ Онуки, Ёсинори; Бхардвадж, Упкар; Пападимитракопулос, Фотиос; Берджесс, Дайан Дж. (ноябрь 2008 г.). «Обзор биосовместимости имплантируемых устройств: текущие проблемы преодоления реакции на инородное тело» . Журнал науки и технологий о диабете . 2 (6): 1003–1015. дои : 10.1177/193229680800200610 . ISSN   1932-2968 . ПМЦ   2769826 . ПМИД   19885290 .
  8. ^ Перейти обратно: а б с Шейх, Зишан; Брукс, Патрисия Дж.; Барзилай, Ория; Хорошо, Ной; Глогауэр, Майкл (28 августа 2015 г.). «Макрофаги, гигантские клетки инородных тел и их реакция на имплантируемые биоматериалы» . Материалы . 8 (9): 5671–5701. Бибкод : 2015Mate....8.5671S . дои : 10.3390/ma8095269 . ISSN   1996-1944 гг . ПМК   5512621 . ПМИД   28793529 .
  9. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Вэй, Цян; Бехерер, Тобиас; Анджолетти-Уберти, Стефано; Дзубиелла, Иоахим; Вишке, Кристиан; племянник Аксель Т.; Лендлейн, Андреас; Баллауф, Матиас; Хааг, Райнер (28 июля 2014 г.). «Взаимодействие белков с полимерными покрытиями и биоматериалами» . Международное издание «Прикладная химия» на английском языке . 53 (31): 8004–8031. дои : 10.1002/anie.201400546 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   25045074 .
  10. ^ Перейти обратно: а б с Раяхин, Джейми Э.; Гемейнхарт, Ричард А. (2017). «Активация макрофагов в ответ на биоматериалы» . Макрофаги . Результаты и проблемы дифференцировки клеток. Том. 62. С. 317–351. дои : 10.1007/978-3-319-54090-0_13 . ISBN  978-3-319-54089-4 . ISSN   0080-1844 . ПМИД   28455715 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Франц, Сандра; Раммельт, Стефан; Шарнвебер, Дитер; Саймон, Ян К. (01 октября 2011 г.). «Иммунная реакция на имплантаты – обзор последствий для создания иммуномодулирующих биоматериалов» . Биоматериалы . 32 (28): 6692–6709. doi : 10.1016/j.bimaterials.2011.05.078 . ISSN   0142-9612 . ПМИД   21715002 .
  12. ^ Перейти обратно: а б с Ли, Цзяо Цзяо; Зрейкат, Хала (01 января 2019 г.), «Реакция тканей на биоматериалы» , в Нараян, Роджер (редактор), Энциклопедия биомедицинской инженерии , Оксфорд: Elsevier, стр. 270–277, ISBN  978-0-12-805144-3 , получено 18 ноября 2021 г.
  13. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Чжан, Дунхуэй; Чен, Ци; Ши, Чао; Чен, Миньчжан; Ма, Кайцян; Ван, Цзянлинь; Лю, Жуньхуэй (2021). «Работа с реакцией инородного тела на имплантированные биоматериалы: стратегии и применение новых материалов» . Передовые функциональные материалы . 31 (6): 2007226. doi : 10.1002/adfm.202007226 . ISSN   1616-3028 . S2CID   226316065 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Мораис, Жаклин М.; Пападимитракопулос, Фотиос; Берджесс, Дайан Дж. (июнь 2010 г.). «Взаимодействие биоматериалов и тканей: возможные решения для преодоления реакции на инородное тело» . Журнал AAPS . 12 (2): 188–196. дои : 10.1208/s12248-010-9175-3 . ISSN   1550-7416 . ПМЦ   2844517 . ПМИД   20143194 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Бадилак, Стивен Ф. (июль 2014 г.). «Децеллюляризованная аллогенная и ксеногенная ткань как биокаркас для регенеративной медицины: факторы, влияющие на реакцию хозяина» . Анналы биомедицинской инженерии . 42 (7): 1517–1527. дои : 10.1007/s10439-013-0963-7 . ISSN   1573-9686 . ПМИД   24402648 . S2CID   16050710 .
  16. ^ Шленофф, Джозеф Б. (19 августа 2014 г.). «Цвиттерация: покрытие поверхностей цвиттерионной функциональностью для уменьшения неспецифической адсорбции» . Ленгмюр: Журнал поверхностей и коллоидов ACS . 30 (32): 9625–9636. дои : 10.1021/la500057j . ISSN   1520-5827 . ПМК   4140545 . ПМИД   24754399 .
  17. ^ Чжан, Лей; Цао, Чжицян; Бай, Дао; Карр, Луиза; Элла-Менье, Жан-Рене; Ирвин, Коллин; Ратнер, Бадди Д.; Цзян, Шаойи (июнь 2013 г.). «Цвиттерионные гидрогели, имплантированные мышам, противостоят реакции на инородное тело» . Природная биотехнология . 31 (6): 553–556. дои : 10.1038/nbt.2580 . ISSN   1546-1696 . ПМИД   23666011 . S2CID   5373694 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Чен, Шэньфу; Ли, Линъянь; Чжао, Чао; Чжэн, Цзе (октябрь 2010 г.). «Поверхностная гидратация: принципы и применение для получения малообрастающих/необрастающих биоматериалов» . Полимер . 51 (23): 5283–5293. doi : 10.1016/j.polymer.2010.08.022 .
  19. ^ Се, Си; Долофф, Джошуа К.; Есилюрт, Волкан; Садрай, Атье; МакГарригл, Джеймс Дж.; Омами, Мустафа; Вейсе, Омид; Фара, Шейди; Иса, Дуглас; Гани, София; Джоши, Ира; Вегас, Артуро; Ли, Цзе; Ван, Вэйхэн; Бадер, Эндрю (декабрь 2018 г.). «Снижение шума измерений в непрерывном мониторе глюкозы за счет покрытия датчика цвиттер-ионным полимером» . Природная биомедицинская инженерия . 2 (12): 894–906. дои : 10.1038/s41551-018-0273-3 . ISSN   2157-846X . ПМЦ   6436621 . ПМИД   30931173 .
  20. ^ Nazarova, Olga; Chernova, Eugenia; Dobrodumov, Anatoliy; Zolotova, Yulia; Bezrukova, Marina; Nekrasova, Tatyana; Vlasova, Elena; Panarin, Eugeniy (2021-05-05). "New water-soluble copolymers of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine for surface modification" . Journal of Applied Polymer Science . 138 (17): 50272. doi : 10.1002/app.50272 . ISSN  0021-8995 . S2CID  229428647 .
  21. ^ Льюис, Алабама; Камминг, ЗЛ; Гориш, ХХ; Кирквуд, ЖК; Толхерст, Луизиана; Стратфорд, PW (январь 2001 г.). «Сшиваемые покрытия из полимеров на основе фосфорилхолина» . Биоматериалы . 22 (2): 99–111. дои : 10.1016/s0142-9612(00)00083-1 . ISSN   0142-9612 . ПМИД   11101155 .
  22. ^ Вегас, Артуро Дж.; Вейсе, Омид; Долофф, Джошуа К.; Ма, Минглин; Тэм, Хок Хей; Братли, Кейтлин; Ли, Цзе; Бадер, Эндрю Р.; Ланган, Эрин; Олейник, Карстен; Фентон, Патрик (март 2016 г.). «Комбинаторная библиотека гидрогелей позволяет идентифицировать материалы, которые смягчают реакцию инородного тела у приматов» . Природная биотехнология . 34 (3): 345–352. дои : 10.1038/nbt.3462 . ISSN   1546-1696 . ПМЦ   4904301 . ПМИД   26807527 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 00205ef9a7a4012d26dca37439ee3d96__1717944360
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/00/96/00205ef9a7a4012d26dca37439ee3d96.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Foreign body reaction - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)