Startpagina / Samenvattingen / Stamcellen en regeneratieve geneeskunde / respons-body-foreign

Biomaterialen & afweer

Q: Weefselschade: bloedstolsel> ontstekingsreactie Trauma: alarm eiwitten uit cellen> immuun respons op gang Je biomateriaal zorgt ook voor een additionele immuunrespons. Wat is dit?

absorptie van eiwitten speelt hier een bel angrijke rol; opsonine zoals complement factoren; igG/ ECM eiwitten/ bloed eiwitten> neutrofielen en macrofagen hechten aan materiaal.

Q: Welke cel speelt een kenmerkende rol in de foreign body respons?

De macrofaag speelt een kenme rkende rol in de foreign body response: hij vervult heel veel verschillende functies in het lichaam en hij kan dus veel verschillende fenotypen aannemen; - Weefsel-specifieke macrofagen: vormen zich in het weefsel bij de ontwikkeling en blijven hier zitten - Inflammatoire macrofagen: komen vanuit de bloedbaan (monocyten)> komen ter plekke als er weefselschade is en een ontstekingsreactie op gang komt.

18 belangrijke vragen over Biomaterialen & afweer

Wat is het verschil tussen inerte en bioactieve materialen?

Aan de ene kant heb je inerte materialen: geen of heel weinig lichaamsreactie. Aan de andere kant bioactieve materialen: induceren een lichaamsrespons. Titanium is onbehandeld heel inert, dit integreert niet goed met het lichaam> je wil het juist bioactiever maken> coating van hydroxy-appetiet bijvoorbeeld. Je wil de functie van de botcellen sturen. Mate van bioactiviteit is hierbij beter dan bio-inert materiaal.

Elk bio-materiaal zal een bepaalde respons opwekken. er kunnen verschillende soorten immuuncellen een rol bij spelen :

je hebt je aangeboren immuun respons (reageert heel snel), en je hebt je verworven immuun systeem (kost tijd om te ontwikkelen, is wel heel specifiek). Met name je innate response speelt een belangrijke rol bij de foreign- body response > m.n. de macrofagen.

Welke verschillende ontstekingscellen zie je in de tijd voorbij komen na implantatie van biomateriaal?

Wond> biomateriaal geimplanteerd> neutrofielen als eerste ter plekke (minuten-uren); belangrijkste functie= fagocyteren van debris of pathogenen in de wond en daarna zetten ze de ontstekingsreactie in gang. Neutrofielen hebben een korte levensduur, binnen 1-2 dagen verdwijnen ze> plek overgenomen door macrofagen: fagocyteren o.a. de dode neutrofielen. Ze hebben ook een bepaalde immuun modulatoire functie: stuurt immuunsysteem bepaalde kant op; m.n. in de vorm van cytokinen en groeifactoren. De neutrofielen en macrofagen zijn de acute ontstekingsreactie> lymfocyten = chronische ontstekingsreactie. In een steriele omgeving verwacht je dat de acute ontsteking weer verdwijnt> anders infectie.

Je immuunsysteem kan het materiaal niet opruimen, hiernaast zal je biomateriaal voor een extra immuunrespons optreden:

dat wordt aangestuurd door de absorptie van eiwitten op biomateriaal oppervlak. Dit proces treedt meteen op: er kunnen ECM eiwitten (fibronectine, vitronectine en collageen) of bloed eiwitten (albumine, coagulatie eiwitten en complement) gaan hechten op het biomateriaal oppervlak> dat zorgt er weer voor dat neutrofielen en macrofagen aan het materiaal zullen gaan binden en geactiveerd zullen gaan worden> hevige ontstekingsreactie door niet-specifieke eiwit absorptie.

Immuun cellen kunne niet zomaar op een biomateriaal hecthen:

ze kunnen alleen maar op een eiwit binden via integrines receptoren. Na de binding van integrines met eiwitten worden de imuuncellen ook geactiveerd> eiwit absorptie op biomateriaal speelt een belangrijke rol. Je krijgt een aspecifieke respons zoals je bij een pathogeen zou krijgen> deze kan ook alleen maar herkent worden na opsonisatie: als er eiwitten zijn aangehecht en de pathogenen getagd zijn.

Welke rol speelt complement?

Het complement systeem speelt een belangrijke rol bij de opsonisatie: je complementsysteem is een onderdeel van je aangeboren immuunsysteem: pathogenen getagd en door immuun systeem herkent en opgeruimd worden. Je complement factoren kunnen dus ook aan je biomateriaal hechten en zo je immuunrespons versterken.

Weefselschade: bloedstolsel> ontstekingsreactie
Trauma: alarm eiwitten uit cellen> immuun respons op gang

Je biomateriaal zorgt ook voor een additionele immuunrespons. Wat is dit?

absorptie van eiwitten speelt hier een belangrijke rol; opsonine zoals complement factoren; igG/ ECM eiwitten/ bloed eiwitten> neutrofielen en macrofagen hechten aan materiaal.

Welke cel speelt een kenmerkende rol in de foreign body respons?

De macrofaag speelt een kenmerkende rol in de foreign body response: hij vervult heel veel verschillende functies in het lichaam en hij kan dus veel verschillende fenotypen aannemen;

- Weefsel-specifieke macrofagen: vormen zich in het weefsel bij de ontwikkeling en blijven hier zitten
- Inflammatoire macrofagen: komen vanuit de bloedbaan (monocyten)> komen ter plekke als er weefselschade is en een ontstekingsreactie op gang komt.

Welke verschillende fenotypen macrofagen?

De inflammatoire macrofagen zijn heel plastisch> kunnen verschillende rollen aannemen: fagocyteren, pro-inflammatoire cytokinen uitscheiden > nodig bij acute reactie. Ze kunnen ook groei-factoren aanmaken die cel differentiatie stimuleren of angiogenese> deze zie je normaal wat later in het proces; na de acute ontstekingsfase. Daarnaast heb je macrofaag subtypes die een immuun modelatoire functie hebben en de ontstekingsreactie kunnen dempen. Bij een foreign body response krijg je ook een aparte macrofaag fenotype die niet onder een van deze drie valt.

Hoe ontstaat de foreign body giant cell?

Er is een bepaalde limiet aan wat macrofagen kunnen opruimen. Als ze zelf een grootte van 10 micrometer hebben> kunnen ze partikels groter dan enkele micrometers niet meer kunnen fagocyteren. Het is wel zo dat macrofagen kunnen gaan samenwerken: fuseren en grotere cel vormen> partikels tot 100 micrometer opruimen. Daar heb je niet zo heel veel aan bij biomaterialen> het proces frustrated fagocytose ontstaat dan: macrofagen komen in gefrustreerde staat, omdat ze het materiaal niet kunnen fagocyteren> blijven fuseren en vormen foreign body giant cells (FBGCs)> deze veranderen ook in een fenotype

Wat oden de FBGC's?

ipv dat ze gaan fagocyteren gaan ze in hoge maten enzymen en zuren en zuurstofradicalen uitscheiden om het materiaal chemisch af te gaan breken: dit zorgt er, naast het afbreken van materiaal, voor inflammatoire/toxische omgeving. Voor de wondgenezing is de frustrated fagocytose niet gewenst.
Bij FF gaat de fagocytosische capaciteit omlaag, en inflammatie omhoog. In een FBGC kan je haast geen cellen meer van elkaar onderscheiden. Zelfs na enkele jaren zul je nog altijd die FBGC vinden op je materiaal. Hoe sterker je foreign body respons> des te te meer FBGC en incapsulatie van je materiaal je zult zien.

Naast het feit dat de FBGC het materiaal gaan afbreken, terwijl je dat misschien niet wil, zullen ze ook de foreign body respons in stand houden> door bepaalde factoren die ze uitscheiden:

- Groeifactoren zoals PDGF en TGF-Beta> deze zullen fibroblasten stimuleren om een fibreus kapsel aan te maken. Hoe dikker zo’n kapsel, hoe sterker je foreign body respons

- MMP: enzymen die de immuunrespons bepalen en met name inhiberen ze het wondgenezingsproces.

Histologische coupe: tekenen foreign body response: twee locaties waar je moet gaan zoeken:

op de overgang van je biomateriaal op het weefsel: interface> hier vooral letten op macrofagen en FBGC. Verder naar buiten in het weefsel (reactive zone): dit is waar incapsulatie plaats vindt. Hier zul je kijken naar de hoeveelheid fibroblasten, hoe dik je kapsel is en hoe georganiseerd en gevasculariseerd het is. Een sterke foreign body respons> dik kapsel die slecht is gevasculariseerd.

Hoe kun je in vivo kijken naar de foreign body respons?

> hierbij kan je wel simpele modellen gebruiken zoals bijvoorbeeld onderhuidse implantaties en je kan kijken naar de reactive zone als de interfase om die te scoren en quantificeren> je verwacht bij de reactive zone: hoe dikker het kapsel, hoe heftiger de foreign body respons en bij de interface: hoe meer lagen giant cells en macrofagen> hoe sterker je respons. Mild = één of twee cellagen met macrofagen. Als het een hele sterke foreign body respons is dan kun je tientallen lagen giant cells krijgen.

Verschillende fasen foreign body respons:

Al vrij snel na implantatie en door de weefselschade krijg je vorming van bloedstolsel, compliment activatie en ook absorptie van eiwit op de biomaterialen. Samen bepalen die hoe de acute ontstekingsreactie eruit ziet. In het begin spelen neutrofielen nog een belangrijke rol> dan gaan eigenlijk de macrofagen het overnemen. In een meer chronisch proces. Waar je bij een normale wondgenezing: granulatie en remodullering , krijg je hier een andere reactie: FF, macrofaag gusie en FBGC vorming en uiteindelijk vorming van fibreus kapsel. Deze laatste stap is een permanent proces; zolang je biomateriaal er zit> altijd kenmerken van incapsulatie.

Biocompatibilieit hangt heel erg samen met de applicatie en mn waar je het materiaal gaat implanteren. Waar zie je dit?

Prothese die een hele hoge bioactiviteit heeft, en cel-adhesie stimuleert terwijl in het geval van een stent in je bloedbaan> daar wil je misschien juist dat het wat inerter is. Je wil dat deze contact heeft met het bloed en de vaatwand. Het risico factor hier is, als daar een ontsteking optreedt, dat je verdikking kan krijgen van de vaatwand> stenose. Hier is aangetoond dat het loont om bepaalde ontstekingsremmers toe te voegen zoals bepaalde corticosteroiden en immunosuppressiva> vermindert de kans op stenose.

Wanneer zul je een sterke foreign body respons krijgen?

Hoe sterker de eiwit absorptie op een biomateriaal, hoe sterker de foreign body respons zal zijn. Een materiaal eigenschap dat daar sterk mee samenhangt is de hydrofiliteit: een materiaal dat heel hydrofoob is> wat water afstoot> laten meer eiwit absorptie zien. Door de hydrofiliteit te veranderen zou je de eiwitabsorptie kunnen veranderen.

Tot slot nog paar andere factoren die van invloed zijn op de FBR:

- Chirurgische techniek: hoe minder trauma er wordt gemaakt, hoe sterieler > des te kleiner kans op FBR
- Hoe meer beweging, hoe meer incapsulatie
- De vorm van materiaal speelt ook een rol; dit kan te maken hebben met de mechanische stress van bijvoorbeeld hoeken.

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

Stamcellen en regeneratieve geneeskunde

Bekijk samenvatting

Een unieke studie- en oefentool
Nooit meer iets twee keer studeren
Haal de cijfers waar je op hoopt
100% zeker alles onthouden

Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.

Studiemateriaal generieke omslagafbeelding

Biomaterialen & afweer

18 belangrijke vragen over Biomaterialen & afweer

Wat is het verschil tussen inerte en bioactieve materialen?

Elk bio-materiaal zal een bepaalde respons opwekken. er kunnen verschillende soorten immuuncellen een rol bij spelen :

Welke verschillende ontstekingscellen zie je in de tijd voorbij komen na implantatie van biomateriaal?

Je immuunsysteem kan het materiaal niet opruimen, hiernaast zal je biomateriaal voor een extra immuunrespons optreden:

Immuun cellen kunne niet zomaar op een biomateriaal hecthen:

Welke rol speelt complement?

Weefselschade: bloedstolsel> ontstekingsreactieTrauma: alarm eiwitten uit cellen> immuun respons op gangJe biomateriaal zorgt ook voor een additionele immuunrespons. Wat is dit?

Welke cel speelt een kenmerkende rol in de foreign body respons?

Welke verschillende fenotypen macrofagen?

Hoe ontstaat de foreign body giant cell?

Wat oden de FBGC's?

Naast het feit dat de FBGC het materiaal gaan afbreken, terwijl je dat misschien niet wil, zullen ze ook de foreign body respons in stand houden> door bepaalde factoren die ze uitscheiden:

Histologische coupe: tekenen foreign body response: twee locaties waar je moet gaan zoeken:

Hoe kun je in vivo kijken naar de foreign body respons?

Verschillende fasen foreign body respons:

Biocompatibilieit hangt heel erg samen met de applicatie en mn waar je het materiaal gaat implanteren. Waar zie je dit?

Wanneer zul je een sterke foreign body respons krijgen?

Tot slot nog paar andere factoren die van invloed zijn op de FBR:

Samenvattingen die gerelateerd zijn aan Stamcellen in het beenmerg

Stamcellen en regeneratieve geneeskunde

Recht en efficiëntie : een inleiding in de e…

Beginselen van het Nederlandse staatsrecht

DYA : stap voor stap naar professionele ente…

Pia Pia Método di Papiamentu

Basisboek journalistiek

Sociale hygiëne.

Cognitive development and learning in instru…

Eeuwige schoonheid

Nederland in de prehistorie. Revised ed.

Beleidsinstrumentatie

Onderneming en omgeving, handboek

Weefselschade: bloedstolsel> ontstekingsreactie
Trauma: alarm eiwitten uit cellen> immuun respons op gang

Je biomateriaal zorgt ook voor een additionele immuunrespons. Wat is dit?