Investigating the influence of breast implant surface topography on susceptibility to s. Epidermidis biofilm formation and infection dynamics:: development of an experimental murine model

• Autores: Francisco Carmona de la Torre
• Directores de la Tesis: Jesús Luis del Pozo (dir. tes.), Bernardo Hontanilla Calatayud (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Navarra ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jorge Augusto Quiroga Vilas (presid.), Aitziber Aguinaga (secret.), Jaime Esteban (voc.), Francisco Javier Candel González (voc.), José Antonio Iribarren Loyarte (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Investigación Médica Aplicada por la Universidad de Navarra
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Microbiología clínica
    • Medicina interna
      • Enfermedades infecciosas
    • Cirugía
      • Cirugía estética
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología médica
      • Prótesis
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• Resumen

  • Introducción Los implantes mamarios son usados comúnmente en procedimientos estéticos y de reconstrucción post-mastectomía. Sin embargo, las infecciones, particularmente las causadas por S. epidermidis, representan un desafío debido a su capacidad de formar biofilms. Estos biofilms confieren a las bacterias resistencia a los antibióticos y a la respuesta inmune del huésped. La topografía de la superficie del implante, que puede ser lisa, microtexturizada o macrotexturizada, parece desempeñar un papel clave en la adhesión bacteriana y en la formación de estos biofilms, lo que motiva este estudio. Hipótesis y Objetivos La topografía superficial de los implantes afecta a la adhesión bacteriana y a la formación de biofilms, facilitando, en el caso de las superficies más rugosas, una mayor colonización bacteriana. Desarrollamos un modelo murino para estudiar esta dinámica in vivo con los siguientes objetivos: (1) Analizar la adherencia de S. epidermidis en implantes de diferentes topografías; (2) Evaluar la dinámica de la infección entre los implantes y sus cápsulas periprotésicas en distintos modelos de infección; (3) Comparar la efectividad de los cultivos prolongados frente a los cultivos directos; (4) Confirmar la presencia de biofilms mediante microscopía confocal. Materiales y Métodos Se utilizaron tres tipos de implantes: lisos, microtexturizados y macrotexturizados. Estos fueron colonizados in vitro con S. epidermidis empleando CDC reactores, para luego ser implantados en 71 ratas Wistar. El modelo experimental incluyó la implantación subfascial de los implantes y la posterior recolección de muestras en diferentes puntos temporales (etapas tempranas y subagudas-tardías) para su análisis microbiológico. Se utilizaron cultivos directos y prolongados del caldo de sonicación para mejorar la detección de bacterias adheridas a los implantes y cápsulas. Resultados Los resultados demuestran que la rugosidad superficial de los implantes influye de manera significativa en la formación de biofilms de S. epidermidis. Tanto en el modelo de infección temprana como en el subagudo-tardío, los implantes macrotexturizados mostraron mayor adherencia bacteriana, seguidos por los microtexturizados y los lisos. La distribución de la infección mostró variaciones clave entre implantes y cápsulas según el tipo de superficie y el modelo de infección. En las superficies lisas y microtexturizadas, la mayor carga bacteriana se concentró en las cápsulas periprotésicas, mientras que en los implantes macrotexturizados la infección predominó en los implantes, lo que sugiere dinámicas de colonización diferentes. Además, el uso de cultivos prolongados permitió detectar bacterias en casos donde los cultivos directos del caldo de sonicado resultaron negativos, subrayando su relevancia para detectar infecciones subclínicas. La microscopía confocal confirmó la presencia de biofilms en los implantes con cultivos positivos. Discusión y Conclusiones Este estudio demuestra que la topografía superficial de los implantes mamarios es un factor determinante en la formación de biofilms y en la dinámica de la infección. Los implantes macrotexturizados presentan una mayor susceptibilidad a la colonización bacteriana, seguidos de los microtexturizados y los lisos. Sin embargo, la distribución bacteriana entre el implante y la cápsula varía según la rugosidad superficial, lo que tiene importantes implicaciones clínicas para optimizar las estrategias de manejo preventivo y terapéutico. En conclusión, los resultados sugieren que conocer la topografía de los implantes permite predecir su capacidad para albergar biofilms y determinar la localización predominante de la infección (implante vs. cápsula). Esto, combinado con el uso de estrategias de diagnóstico avanzado, puede optimizar significativamente el manejo terapéutico de las infecciones asociadas a implantes, minimizando la necesidad de intervenciones quirúrgicas más invasivas.