Wat is amorfe pyrogene silica?

kapot implantaat

Wat is silica?

Amorfe pyrogene silica: Eigenschappen, toxiciteit, en risico’s in borstimplantaten

Silica (siliciumdioxide, SiO₂) komt voor in biogene, kristallijne, en synthetische amorfe vormen. Biogene silica (bijv. diatomeeënaarde) wordt gebruikt in voeding en filtratie, terwijl kristallijne silica (bijv. kwarts) essentieel is in bouw en elektronica, maar door het IARC als kankerverwekkend (Carcinogeen-1) is geclassificeerd. Synthetische amorfe silica (SAS), zoals pyrogene en geprecipiteerde silica, dient als vulstof in rubber, polymeren, en medische implantaten, zoals siliconen borstimplantaten. De eigenschappen variëren per type, deeltjesgrootte, en oppervlaktebehandeling.

Amorf versus Kristallijn

1. Wat is pyrogene amorfe nano-silica (trimethylsilyl-gemodificeerd)?

  • Pyrogene silica: Geproduceerd via vlamhydrolyse bij hoge temperaturen, resulterend in nanoformaat deeltjes (5–7 nm). Het is amorf (niet-kristallijn) maar reactief door een groot oppervlak.
  • Trimethylsilyl (TMS)-modificatie: Een chemische behandeling die silica hydrofoob maakt door TMS-groepen aan het oppervlak te binden, vaak gebruikt in implantaatenveloppen (21–27% pyrogene silica).

2. Toxiciteit voor macrofagen: Mechanismen

Pyrogene nano-silica kan macrofagen, belangrijke immuuncellen, beschadigen via:

  • Directe celbeschadiging: Na fagocytose veroorzaakt nano-silica lysosomale destabilisatie, oxidatieve stress (ROS-productie), en mitochondriale toxiciteit. TMS-groepen kunnen het NLRP3-inflammasoom activeren, wat ontstekingen verergert.
  • Chronische ontsteking: Dood van macrofagen leidt tot afgifte van pro-inflammatoire cytokinen (IL-1β, TNF-α), verminderde opruiming van silica, en aanhoudende immuunactivatie. Studies, zoals Shanklin’s werk, suggereren verhoogde niveaus van angiotensine-converterend enzym (ACE) en oplosbare IL-2-receptoren bij sommige patiënten met implantaten, wat wijst op immuundysregulatie.
  • Mogelijke link met BIA-ALCL: Chronische macrofaagactivatie kan T-celproliferatie stimuleren via IL-2 en genomische instabiliteit veroorzaken door ROS, wat mogelijk bijdraagt aan BIA-ALCL (CD30+ T-cellen). Dit blijft een hypothese die verder onderzoek vereist.

3. Toxicologie

  • Silicose-achtige reacties: Vanwege het grote oppervlak is pyrogene nano-silica toxischer dan grotere deeltjes en kan het granulomen veroorzaken, zelfs in lymfeklieren, vergelijkbaar met kristallijne silica.
  • Langetermijneffecten: TMS-groepen kunnen in vivo langzaam hydrolyseren, waardoor reactieve silanolgroepen (Si-OH) vrijkomen die immuunreacties uitlokken. Dit kan cumulatieve toxiciteit veroorzaken, vergelijkbaar met asbest of kwarts.
  • Bio-accumulatie: Nano-silica hoopt op in lymfeklieren, lever, milt, en periprosthetisch weefsel, wat chronische ontsteking en granuloomvorming bevordert, zoals gezien bij kapselcontractuur.
  • Regulatorische hiaten: Nanomaterialen in implantaten vallen nog niet onder strikte regelgeving. Pyrogene silica kan onder “gevaarlijke nanomaterialen” vallen volgens REACH/EFSA-richtlijnen.

4. Implicaties voor borstimplantaten

In siliconen borstimplantaten (met 21–27% pyrogene silica in de envelop) kan degradatie van de TMS-behandeling en de PDMS-matrix silica-deeltjes vrijmaken. Dit kan:

  • Chronische ontstekingen aanjagen, zoals kapselcontractuur, door macrofaagactivatie en fibrose.
  • Systemische klachten veroorzaken, zoals vermoeidheid of auto-immuunachtige symptomen (Breast Implant Illness), zoals gerapporteerd bij sommige patiënten.
  • Mogelijk bijdragen aan BIA-ALCL door langdurige T-celstimulatie, hoewel dit speculatief blijft.

5. Wat is nodig?

  • Betere materialen: Stabielere TMS-behandelingen en duurzamere enveloppen om silica-migratie te minimaliseren.
  • Onderzoek: Gerichte studies naar de toxiciteit van pyrogene silica in implantaten, inclusief langetermijneffecten en BIA-ALCL-risico’s.
  • Regulering: Strengere richtlijnen voor nanomaterialen in medische hulpmiddelen.

Vele studies met RAW264.7-cellen

RAW264.7-cellen zijn een immuuncellijn van muizen, specifiek een murine macrofagenachtige celijn die oorspronkelijk afkomstig is van een tumor bij een mannelijke BALB/c-muis. Ze worden zeer vaak gebruikt in laboratoriumonderzoek als model voor macrofagen.

Vergelijking met menselijke macrofagen:
KenmerkRAW264.7 (muizen)Primaire humane macrofagen
OorsprongMuis, tumorafkomstigMens, afkomstig van bloedmonocyten
CeltypeMacrofagenachtigEchte primaire macrofagen
VoordelenHomogene populatie, makkelijk te kwekenFysiologisch relevant voor menselijk model
NadelenNiet menselijk, tumorachtigVariabel, moeilijker te verkrijgen/kweken

Kun je toxiciteit in RAW264.7 vertalen naar mensen?

Voorzichtig: gedeeltelijk, maar niet automatisch.

  • ✔️ Voordelen:
    RAW264.7 reageren op LPS (lipopolysaccharide), fagocyteren deeltjes, produceren cytokines zoals TNF-α en IL-6 – allemaal typische macrofagenfuncties. Dit maakt ze geschikt voor het screenen van ontstekingsreacties en toxiciteit op celkweekniveau.
  • ⚠️ Beperkingen:
    • Soortverschillen: Muisreacties zijn niet altijd identiek aan menselijke reacties.
    • Kankercellijn: Ze zijn getransformeerd, wat betekent dat ze zich anders kunnen gedragen dan normale cellen.
    • Geen complexe interactie: In een menselijk lichaam spelen ook andere celtypes, weefsels en immuunsignalen mee.

Conclusie:

Als iets toxisch is voor RAW264.7-cellen, is dat een sterk signaal dat het potentieel schadelijk is voor macrofagen en dus mogelijk voor het immuunsysteem. Maar het is geen sluitend bewijs voor toxiciteit bij mensen. Het is een eerste indicatie, waarna vaak wordt overgegaan op testen met menselijke cellen of diermodellen.

Disclaimer:
De informatie op deze website is bedoeld voor informatieve doeleinden en is gebaseerd op zorgvuldig verzameld wetenschappelijk onderzoek. De besproken onderwerpen en hypothesen zijn nog niet algemeen erkend binnen de medische gemeenschap. Wij zijn geen artsen en geven geen medisch of juridisch advies. Er kunnen geen rechten worden ontleend aan de inhoud van deze website. Stichting SVS aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele gevolgen, schade, klachten of juridische procedures voortvloeiend uit het gebruik van deze informatie.

NederlandsnlNederlandsNederlands