Coatings op implantaten mogelijk nuttig tegen ontstekingen

Regelmatig treden complicaties op na het plaatsen van een implantaat. Het immuunsysteem identificeert het implantaat als lichaamsvreemd en probeert het af te stoten. “Dit is een natuurlijke en nuttige reactie van het immuunsysteem”, stelt prof. Thomas Groth, biofysicus bij MLU, in een persbericht. Maar wanneer deze reactie na enkele weken niet vanzelf verdwijnt, kan dit leiden tot chronische ontstekingen en mogelijk zelfs ernstigere complicaties. “Het immuunsysteem trekt verschillende cellen aan die de vreemde entiteit proberen te isoleren of verwijderen. Deze omvatten macrofagen, een type fagocyt en andere soorten witte bloedcellen en bindweefselcellen”, legt Groth uit. Geneesmiddelen die deze immuunrespons op een systematische manier onderdrukken, worden vaak gebruikt om chronische ontstekingen te behandelen, maar kunnen ongewenste bijwerkingen hebben.

Niet uitschakelen, maar moduleren
Daarom ging het onderzoeksteam op zoek naar een eenvoudige manier om de reactie van het immuunsysteem op een implantaat vooraf te kunnen beïnvloeden. “Dit is lastig, omdat we het immuunsysteem natuurlijk niet volledig willen uitschakelen. De processen zijn immers van cruciaal belang voor het genezen van wonden en het doden van ziekteverwekkers. We wilden het dus eigenlijk alleen maar moduleren”, vertelt Groth. De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe coating voor implantaten die twee stoffen bevatten waarvan bekend is dat ze een ontstekingsremmend effect hebben: heparine en hyaluronzuur.

Boodschappersubstanties gedwarsboomd
De onderzoekers brachten een laag van slechts enkele nanometers dik van de twee stoffen aan op een oppervlak. “De laag is zó dun dat die de werking van het implantaat niet beïnvloedt. De coating moet echter voldoende werkzame stoffen bevatten om de reactie van het immuunsysteem te beheersentotdat de ontstekingsreactie is verdwenen”, verduidelijkt Groth. In celexperimenten observeerden de onderzoekers hoe de twee stoffen door de macrofagen werden opgenomen en ontstekingen in de celstructuren werden verminderd. De onbehandelde cellen vertoonden duidelijke tekenen van een uitgesproken ontstekingsreactie. Dit komt omdat de actieve stoffen in de macrofagen interfereren met een specifieke signaalroute die cruciaal is voor de immuunrespons en celdood. “Zowel heparine als hyaluronzuur voorkomen de afgifte van bepaalde pro-inflammatoire boodschappersubstanties. Heparine is zelfs nog effectiever, omdat macrofaagcellen dit kunnen opnemen”, aldus Groth.

Tandheelkundige implantologie
Op de vraag van Dental Tribune International of dit onderzoek ook relevant is voor tandheelkundige implantologie, antwoordde Groth: “Enige tijd geleden hebben we met deze procedure calciumfosfaatmaterialen gecoat die gebruikt worden voor het opvullen van botdefecten en botvergroting voorafgaand aan implantatie in de tandheelkunde. Momenteel worden dierproeven uitgevoerd en geëvalueerd door onze samenwerkingspartners, die informatie verschaffen over de weefselreactie en daarom mogelijk ook interessant zijn voor toepassingen in de tandheelkunde.”

Het onderzoek, getiteld ‘Studies on the Mechanisms of Anti-Inflammatory Activity of Heparin- and Hyaluronan-Containing Multilayer Coatings–Targeting NF-κB Signalling Pathway’, werd op 25 mei 2020 gepubliceerd in International Journey of Molecular Sciences.

Tags: