Method Article
* These authors contributed equally
Fat grafting is an essential technique for reconstructing soft tissue deficits. However, it remains an unpredictable procedure characterized by variable graft survival. Our goal was to devise a mouse model that utilizes a novel imaging method to compare volume retention between differing techniques of fat graft preparation and delivery.
Lipotransfer هو أداة حيوية في عتاد الجراح لعلاج العجز الأنسجة اللينة من جميع أنحاء الجسم. الدهون مثالية حشو أنسجة لينة كما هو متاحة بسهولة، يمكن الحصول عليها بسهولة، وغير مكلفة، وحيويا بطبيعتها. 1 ومع ذلك، على الرغم من شعبيتها المتنامية، ويعوق تطعيم الدهون التي كتبها نتائج غير متوقعة وبقاء الكسب غير المشروع متغير، مع معدلات الاحتفاظ نشرت تتراوح في أي مكان من 10 -80٪. 1-3
لتسهيل التحقيقات على تطعيم الدهون، وبالتالي قمنا بتطوير نموذج حيواني الذي يسمح للتحليل في الوقت الحقيقي من حقن الاحتفاظ حجم الدهون. لفترة وجيزة، يتم إجراء قطع صغير في فروة الرأس من CD-1 الفأر عارية ويتم وضع 200-400 ميكرولتر من lipoaspirate معالجتها خلال الجمجمة. يتم اختيار فروة الرأس مثل موقع المتلقي بسبب غيابها من الدهون تحت الجلد الأصلي، وبسبب تباين الخلفية الممتاز الذي قدمته القبة، والذي يساعد فيعملية التحليل. ويستخدم التصوير المقطعي الصغيرة المحسوبة (الصغير-CT) لمسح الكسب غير المشروع في الأساس وكل أسبوعين بعد ذلك. وأعيد بناؤها الصور CT، ويتم استخدام برامج التصوير لتحديد حجم الكسب غير المشروع.
تقليديا، وتقنيات لتقييم حجم الكسب غير المشروع الدهون استوجبت القتل الرحيم للحيوان دراسة لتوفير مجرد تقييم واحد من وزنه الكسب غير المشروع وحجم التداول بنسبة قياس البدني خارج الحي. مقارنات البيوكيميائية والنسيجية ويتطلب كذلك الحيوان الدراسة إلى أن الموت الرحيم. هذه التقنية التصوير وصفها تقدم ميزة تصور وموضوعية قياس حجم عند نقاط زمنية متعددة بعد التطعيم الأولي دون الحاجة للتضحية الحيوان الدراسة. وهذه التقنية محدودة بسبب حجم الكسب غير المشروع قادرا ليتم حقنه والجلد خطر الطعوم أكبر ونخر الدهون. هذه الطريقة لها فائدة لجميع الدراسات تقييم الجدوى الدهون الكسب غير المشروع والاحتفاظ الحجم. بشكل خاص مناسبة تماما لprovidiنانوغرام تمثيل مرئي الطعوم الدهون وبعد التغيرات في حجم مرور الوقت.
Soft tissue defects arise from a variety of causes including trauma, tumor resection, aging, and congenital anomaly. They can be debilitating for patients, and represent one of the most common, yet challenging problems for reconstructive surgeons. Many methods exist for addressing soft tissue deficiencies, such as local and free flaps, collagen injections, and synthetic fillers.4-8 However, since its first documented use by Neuber in 18931, autologous fat transfer remains the gold standard for the repair of soft tissue deficits, as it is ready available, easy and safe to harvest, and naturally compatible.1,2
Despite these advantages, autologous fat grafts suffer from unpredictable and variable survival, with retention rates ranging anywhere from 10-80% over time.1-3,9 In order to account for this expected loss of volume and symmetry, surgeons must often overcorrect when filling soft tissue defects, or perform multiple follow-up procedures.
Poorly vascularized graft beds are partly to blame for this tissue resorption. Additionally, the lack of a benchmark analysis method to compare graft survival may also contribute to the inconsistency in reported results. A precise method for measuring graft volume would reduce measurement error when evaluating retention rates. This in turn would help researchers more accurately identify the causative factors that affect graft survival. Although many laboratory animal models have facilitated both quantitative and qualitative assessment of human fat graft survival, most are based on histological and biochemical means and require sacrificing the study animal to yield a single measurement.3,10-12 Little has been reported on the use of imaging techniques to enumerate fat graft volume retention in vivo.
A handful of clinical studies have shown more effective measurement techniques using imaging. Magnetic Resonance Imaging (MRI) was employed by Hörl et al. to measure fat graft survival13, and CT was utilized by Har-Shai et al. and Fontdevila et al. in their analyses of volume retention after grafting in patients who suffered from HIV.14,15 Employing three-dimensional (3D) imaging software, Meier et al. measured volume retention in humans after autologous fat grafting by comparing images from the preoperative and postoperative period.16
Yet, a standardized method employing imaging to measure fat graft survival is lacking in basic science research. A high resolution imaging approach for assessing the volumes of fat grafts would allow not only for accurate and reproducible volume measurements, but also for repeated measurements allowing visualization of the evolution of fat graft survival in a real time fashion.
ملاحظة: تم استعراض البروتوكولات التجريبية ونماذج موافقة المرضى للحصول على الدهون والموافقة عليها من قبل جامعة المؤسسي مجلس مراجعة ستانفورد (بروتوكول # 2188). وقد وافق جميع الإجراءات الحيوانية من جانب الفريق الإداري ستانفورد على رعاية الحيوان المعملية (APLAC) تحت بروتوكول # 9999. وأجريت جميع التجارب مع الالتزام الصارم سلامة الحيوان والمبادئ التوجيهية الرعاية الإنسانية.
1. الدهون الحصاد
2. الدهون التطعيم
3. مايكرو-CT
تحليل 4. مايكرو-CT
5. الدهون الحصاد
انخفض ترقيع الدهون تدريجيا في حجم على مدار الدراسة، مما أدى إلى متوسط البقاء على قيد الحياة 62.2٪ من أسبوع 8. (الشكل 4A) 24 عند الانتهاء من الفحص أسبوع 8، تم استخراج كل الدهون الكسب غير المشروع في قطعة واحدة. تم استخدام اختبار Wilcoxan مبلغ رتبة لمقارنة الفرق بين قياسات حجم الطعوم الدهون التي حصلت عليها إما الصغير-CT أو تحسب من الكتلة الجسدية. لم يوجد فرق كبير بين هاتين الطريقتين (ع الوجهين -value = 0.9362). (الشكل 4B)
مع 5 centiGy في مسح وخمس نقاط الوقت المسح الضوئي، كل فأر يتلق أي أكثر من ما مجموعه 25 centiGy على مدار الدراسة. واتساقا مع ذلك، فإن أيا من الفئران عرض أي دليل الإجمالي الحروق الجلدية الإشعاع.
الشكل 1. (A) A G قنية 14 على حقنة 1 مل المتمركزة في خط الوسط وعلى منقاري أقصى الجانب من جيب قبل بداية حقن الدهون. (B) الماوس عارية على الانتهاء تطعيم الدهون، مع خياطة النايلون واحدة تستخدم لجلب الجرح حواف معا. وقد شغل في الجيب ولكن ليس متوترا.
الشكل 2. (A) عرض الصور التي أعيد بناؤها في البداية في محوري، الاكليلية، والآراء السهمي. (ب) استخدام عرض محوري كدليل للانتقال إلى ترك معظم جوانب الكسب غير المشروع على وجهة نظر سهمي. تحديد الحد الأدنى لكثافة بكسل حتى يتسنى لجميع voxels مختارة ضمن نطاق عتبة سيمثل الأنسجة الدهنية، وبالتالي إتاحة الفرصة لترسيم الحدود من حجم الدهون الكسب غير المشروع. (C) المعرفة على وجهة نظر سهمي بدءا من ترك معظم جوانب من الكسب غير المشروع والعائد على الاستثمار المستمر أبداتم إنشاء سطح ثلاثي الأبعاد ذ شريحة الخامسة الانتقال إلى الطرف الآخر من الكسب غير المشروع. (D) جميع voxels مختارة من محرف إلى واحد ROI 3D 2D ROI ل. (E) باستخدام مكعب خدد الاستيفاء لتصور إجمالي حجم الدهون الكسب غير المشروع .
الشكل 3. (A) الدهون الكسب غير المشروع قبل explantation، مع التصحيح الظهرية من إزالة الجلد. (B) الدهون الكسب غير المشروع بعد explantation.
أظهر تحليل الشكل 4. (A) مايكرو-CT الحجمي الفقدان التدريجي لحجم الكسب غير المشروع الدهون على مدى ثمانية أسابيع. (ب) حجم الدهون الكسب غير المشروع النهائية، مقاسا الدقيقة CT، يتفق بشكل وثيق لكميات محسوبة من جماهير explanted الكسب غير المشروع الدهونالصورة. تم استخدام متوسط كثافة من الدهون البشري (0.9 غرام / مل)، ومعدل التحويل.
الجدول 1. يحسب مايكرو-CT حجم مقابل الفعلي المقاس حجم الدهون 24
حتى هذه النقطة، وقد اعتمدت معظم الباحثين على طرائق غير التصوير لقياس البقاء على المدى الطويل الطعوم الدهون، ولكن هذه الأساليب تتطلب التضحية من الحيوان الدراسة وتسفر عن قياس واحد فقط. تمثل 3،10-12 دراستنا لتحسين أسلوب التحليل الذي يسمح الهدف، في الوقت الحقيقي الكمي للبقاء الكسب غير المشروع الدهون في نموذج الفأر.
ثقلهم في هذه العملية هو ضمان استخدام الفئران المناعة بما فيه الكفاية للدراسة، حيث أن هذا يمنع رفض الكسب غير المشروع التي يمكن أن تحدث في حالة استخدام الفئران مع الجهاز المناعي سليمة. الحفاظ على سلامة الدهون أمر بالغ الأهمية خلال موسم الحصاد، والتجهيز، ومراحل وضع التطعيم. وفقا للمعايير المقبولة تقليديا، ينبغي الحصول على الدهون للتطعيم عن طريق الشفط يساعد شفط الدهون (SAL). خلال التنسيب، وينبغي حقن الدهون بمعدل تدفق ثابت بسرعة لا تزيد على 0.5 مل / ثانية. ويفضل قنية عيار 14 للتطعيم طغ الماوس، ولكن قنية قطرها أكبر ويمكن استخدامها دون أية إصابة في الدهون. قنية وأصغر الإبر، خصوصا تلك-وقياس تثبيط أضيق من 16 خلال التنسيب لأنها قد تسبب الدهون لانهيار بسبب زيادة إجهاد القص. على الرغم من أن وصفنا تقنية المفضلة لدينا لمعالجة أعلاه، أي مزيج من الترسيب، الطرد المركزي، و / أو الترشيح يمكن استخدامها طالما يتم فصل طبقات النفط والدم على نحو كاف للخروج من الدهون قبل التطعيم.
وينبغي أن تكون ترقيع الدهون لا يقل عن 200 ميكرولتر في الحجم لتقليل التباين في النتائج نظرا لطبيعة تتعارض من تطعيم الدهون. ويمكن استخدام الطعوم أكبر تصل إلى 400 ميكرولتر في الحجم، ولكن فوق هذا الحجم، وضعف إمدادات الأوعية الدموية والتوتر المفرط الجلد قد يؤدي إلى الدهون ونخر الجلد. في نهاية المطاف، وسيتم تحديد الحد الأقصى لحجم الدهون الكسب غير المشروع من حيث المساحة السطحية وحجم الجيب. لزيادة حجم الكسب غير المشروع التي يمكن تسليمها بأمان، وبوcket يمكن توسيع تشريح أكثر اتساعا. ومع ذلك، وهذا قد وضع الدهون خارج حدود الجزء العلوي من الجمجمة، الأمر الذي سيجعل من التناقض بين الكسب غير المشروع والأنسجة المحيطة بها أقل وضوحا. وبالتالي، فإن اختيار فوكسل اللاحقة تصبح أكثر صعوبة.
إذا الأولي شق الجلد صغير بما فيه الكفاية، قد لا تكون هناك حاجة لخياطة طالما بقي الدهون احتواء وليس وينظر تسرب من الجيب. إذا تم وضع خياطة، يجب الحرص على عدم يعقدا قرانهما الأولى بإحكام جدا، وإلا قد يحدث انهيار الجلد. ويفضل خياطة حيدة غير قابل للامتصاص مثل النايلون، كما أنه يحد من تفاعل التهابي وأقل عرضة لإيواء العدوى. سوف إعادة الاندمال بتشكل النسيج الظهاري من شق يحدث في غضون 24 إلى 48 ساعة بعد العملية، ويمكن إزالته خياطة في هذا الوقت. لا ينبغي أن تستخدم الغرز للامتصاص ومضفر. ينبغي دائما أن تعالج الجلد مع أقل القوة اللازمة، والجراح يجب الحرص على عدم سحق الجلدبينما يمسك حواف الجرح.
اعتمادا على التصوير برامج التحليل المحققين، والعلاقة الدقيقة بين كثافة بكسل وكثافة الأنسجة قد تختلف. يجب أن المحققين اختيار عتبات كثافة بكسل للحصول على أقصى مدى والحد الأدنى الذي يميز معظم بدقة الكسب غير المشروع الدهون من الأنسجة المحيطة بها. وينبغي أن تستخدم نفس القيم عتبة الحد الأقصى والحد الأدنى من خلال تحليل كل حجم للحفاظ على التناسق.
وهناك طرق متعددة لتحديد حجم الكسب غير المشروع مرة واحدة تم تعيين قيم عتبة كثافة بكسل. على الرغم من أننا نجد اللوحة مع أداة الفرشاة في الرأي سهمي الأفضل في أيدينا، طرق اختيار فوكسل أخرى لإنشاء ROI يمكن استخدامها مثل الرسم باستخدام أداة سين أو اللوحة في عرض محوري. فمن الأفضل إذا كان شخص واحد يقوم بتحليل كل حجم كما الدوام ممكن من أجل الحد من الخطأ قياس.
وعدمطبيعة الغازية لهذا الأسلوب والتصور في الوقت الحقيقي من تطور الكسب غير المشروع توفر مزايا هامة على التقنيات التقليدية. ومع ذلك، هذه التقنية محدودة في قدرتها على تحديد سلامة والصحة الطعوم المتبقية. وعلاوة على ذلك، فإنه لا يمكن إثبات إعادة التوعي النسبية للترقيع. على الرغم من التغيرات في المظهر وكثافة الكسب غير المشروع قد يلمح في نخر الدهون، والعدوى، وتشكيل الكيس، أو تسييل، فإنه من الصعب التوصل إلى استنتاجات دقيقة من الدقيقة CT وحدها.
نأمل أن هذه التقنية بمثابة الأساس الذي تقوم عليه يمكن إجراء الدراسات المستقبلية إلى فهم أفضل للعوامل المسببة في بقاء الكسب غير المشروع الدهون وخسارة. اختلافات حول هذا الموضوع قد توضيح الدور الذي الخلايا الجذعية، عوامل النمو، السيتوكينات، والجينات، وتلعب علامات سطح الخلية في الحفاظ النهائي لحجم الكسب غير المشروع الدهون. مع هذه الأداة محسنة لاختبار الفرضيات المتناقضة، ونحن نتطلع إلى فهم أفضل لنقل الدهون التي transfoRMS تقنية متقلبة لعلاج العجز الأنسجة الناعمة في أحد أكثر قابلية للتنبؤ.
None of the authors have any competing financial interest to report.
وأيد هذه الدراسة من قبل مؤسسة البلوط، ومختبر Hagey للأطفال الطب التجديدي، والمعهد الوطني للصحة، منح NIHR21DE019274، NIHR01DE019434، NIHR01DE021683، وNIHU01HL099776 إلى MTLDCW كان مدعوما من زمالة أبحاث ACS فرانكلين H. مارتن كلية، وHagey مختبر للطب الأطفال التجديدي الطب، وجائزة معهد بحوث صحة الطفل بجامعة ستانفورد كلية إجابات. وقد أجريت مايكرو-CT في مركز ستانفورد للإبداع في التصوير في الجسم الحي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
SAL lipoaspirate | |||
Centrifuge | Beckman Coulter, Inc., Pasadena, CA | ||
50 ml conical tubes | BD Biosciences, San Jose, CA | ||
CD-1 nude mice (Crl:CD1-Foxn1nu) | Charles River Laboratories, Inc., Wilmington, MA | ||
Isoflurane | Henry Schein, Dublin, OH | ||
2.5% Betadine | Purdue Pharma, L.P., Stamford, CT | ||
70% Ethanol solution | Gold Shield, Hayward, CA | ||
1cc luer-lock syringe | BD Biosciences, San Jose, CA | ||
14 gauge cannula | Shippert Medical, Centennial, CO | ||
Forceps | Fine Science Tools, Heidelberg, Germany | ||
Tenotomy scissors | Fine Science Tools, Heidelberg, Germany | ||
6-0 nylon suture | Ethicon, Blue Ash, OH | ||
Phosphate buffered saline | Gibco, Carlsbad, CA | ||
micro-CT scanner | Siemens Healthcare, Pleasanton, CA | ||
Phantom | TriFoil Imaging, Northridge, CA | ||
Imaging analysis software | IRW, Siemens Healthcare, Pleasanton, CA | ||
Scale | Mettler-Toledo International, Inc., Columbus, OH |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved