Az ultrahang által kiváltott kavitáció szövettani és ultraszerkezeti hatásai az emberi bőr zsírszövetére

Daniele Bani

* Kísérleti és Klinikai Orvostudományi Tanszék Anatómiai és Szövettani Tanszéke (szövettani egység), Firenze Egyetem, Firenze, Olaszország; † Plasztikai Sebészeti Osztály és urg Általános Sebészeti Osztály, Sebészeti és Transzlációs Orvostudományi Tanszék, Firenze Egyetem, Firenze, Olaszország.

Alessandro Quattrini Li

Giancarlo Freschi

Giulia Lo Russo

Absztrakt

Háttér:

Az esztétikai orvostudományban a nem invazív testszobrászat szempontjából a legígéretesebb technikák az ultrahang által kiváltott zsír kavitáción alapulnak. A liporeduktív ultrahang készülékek klinikailag releváns szubkután zsírpárna-csökkentést tesznek lehetővé jelentős mellékhatások nélkül. A tanulmány célja az emberi bőr különböző sejtkomponenseinek ultrahang kavitációja által kiváltott szövettani és ultrastrukturális változások értékelése.

Mód:

Az ultrahang-kavitációval vagy anélkül kezelt betegek kontroll és ultrahanggal kezelt ex vivo hasi teljes vastagságú bőrmintáit és bőrbiopsziáit szövettanilag, morfometrikusan és ultrastrukturálisan vizsgálták, hogy értékeljék az adipocita méretének és morfológiájának lehetséges változásait. Adipocita apoptózist és triglicerid felszabadulást is megvizsgáltunk. A heti 4 ultrahang és a színlelt kezelés hatásainak klinikai értékelését plikometriával végeztük.

Eredmények:

Az ál-kezelt kontroll mintákkal összehasonlítva az ultrahang kavitáció statisztikailag szignifikáns csökkenést váltott ki az adipociták méretében (P 1 egyre nagyobb az igény a nem invazív zsírcsökkentő módszerekre, amelyek hasonlóan hatékonyak, ugyanakkor kényelmesek és biztonságosak, minimális leállással. Számos fizikai kezelést vizsgáltak, beleértve a mechanikus masszázst, az elektromos stimulációt, a rádiófrekvenciás emissziót és a „hideg” alacsony szintű lézersugárzást annak lokális zsírcsökkentést kiváltó képességére vonatkozóan. 2–5 Klinikailag tesztelve azonban többségük nem feleltek meg az elvárásoknak, és egyesek biztonsági aggályokat is felvetettek

Kétségtelen klinikai hatékonyságuk ellenére a megfigyelt liporeuktív hatások hátterében álló biológiai mechanizmusok nem teljesen ismertek. Kimutatták, hogy a zsírsejtek kavitációja fokozhatja a plazmamembrán és a lipidszivárgás elváltozásait, 15 de az ultrahangnak az adipocitákra, a zsírszövet egyéb sejttípusaira (erek és hízósejtek) gyakorolt lehetséges káros hatásairól keveset tudni, és a szomszédos szövetek, amelyeket az ultrahangnyaláb keresztez (epidermisz és dermis).

A jelenlegi tanulmány célja az volt, hogy értékelje és számszerűsítse az ultrahang kavitáció által kiváltott szövettani és ultrastrukturális változásokat az emberi szubkután zsír különböző sejtkomponensein - vagyis az adipocitákon, az erek sejtjein és a perivaszkuláris zsírsejteken -, valamint a felső bőrszöveteken, dermális fibroblasztok és epidermális keratinociták. Ebből a célból műtéten vett ex vivo teljes vastagságú bőrmintákat és ál-kezelt és ultrahanggal kezelt bőrterületek szubkután biopsziáit alkalmazták egyes betegektől.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Ez a tanulmány megfelelt a 2008. évi Edinburgh-ban módosított Helsinki Nyilatkozat irányelveinek. Az olasz firenzei egyetem orvostudományi karának etikai bizottsága hagyta jóvá. Valamennyi alany írásban megalapozott beleegyezést adott a vizsgálatban való részvételéhez.

Ex vivo tanulmány

Az adipocita méret morfometriai elemzéséhez fénymikroszkóp alatt (2 vastag vastagságú) digitális mikroszkópos felvételeket készítettünk egy mikroszkóppal (Microstar IV, Reichert, Seefeld, Németország), amelyet Eurekam-9 nagyfelbontású videokamerával és szoftverrel (BEL Engineering, Monza) szereltek fel., Olaszország). Mindegyik mintából 10 véletlenszerűen kiválasztott mikrográfot gyűjtöttünk, amelyek mindegyike 65 700 µm 2 vizsgálati területnek felel meg. A keresztmetszetű adipocita lipid vakuolák felületét ImageJ 1.33 képelemző program (http://rsb.info.nih.gov/ij) alkalmazásával mértük meg, megfelelő küszöbértéket beállítva, hogy csak a sejtek ozmiofil lipid vakuolusait vegyük figyelembe. zsírsejtek. A poláris keresztmetszeteknek megfelelő, legfeljebb 1000 µm2 méretű vakuoláris profilokat kizártuk. Az adatokat a kontroll és a kezelt csoportok átlagértékeként (± SEM) adtuk meg.

A transzmissziós elektronmikroszkópiához az ultravékony metszeteket vizes uranil-acetáttal és alkáli bizmut-szubnitráttal festettük, JEM 1010 transzmissziós elektronmikroszkóppal (Jeol, Tokió, Japán) megtekintettük és lefényképeztük MegaView III nagyfelbontású digitális kamerával és képalkotó szoftverrel (Jeol ). A kontroll és az ultrahanggal kezelt mintákban a szubkután zsírszövet különböző összetevőit, vagyis az adipocitákat, a vér mikrovéreket és az intersticiális sztómát gondosan megvizsgálták és összehasonlították.

A triglicerid felszabadulás mérését kis térfogatú kondicionált táptalajban végeztük, 1, 15, 30 és 60 perccel, a bőr explantánsok ultrahangjának vagy álkezelését követően (n = 3). Erre a célra TRIG vizsgálatot (ADVIA Chemistry, Bayer, CH) alkalmaztunk. Az mg/dl-ben kifejezett értékeket a bőrminta tömegére normalizáltuk, és µg/mg szövetben (nedves tömeg) fejeztük ki, feltételezve, hogy a P <0,05 szignifikáns.

In vivo tanulmány

Statisztikai analízis

A vizsgált kvantitatív paramétereket statisztikailag elemeztük, az egyes betegeket mintavételezési egységként (n = 3). Az adipocita morfometriához és a TUNEL assay-hez a csoportok közötti különbségek statisztikai szignifikanciáját nem párosított Student t teszttel értékeltük. A kontroll és az ultrahanggal kezelt minták kondicionált közegében a triglicerid szintek és az in vivo vizsgálat plikometriai méréseinek időbeli görbéit kétirányú varianciaanalízissel hasonlítottuk össze. Mindkét esetben Graph Pad Prism 4.03 statisztikai szoftvert (GraphPad, San Diego, Kalifornia) használtunk. A ≤ 0,05 P-értéket szignifikánsnak tekintették.

EREDMÉNYEK

A szemithin metszetek vizuális vizsgálata és az ex vivo bőr explantánsok szubkután zsírszövetének morfometriai elemzése (1. ábra) azt mutatta, hogy az ultrahangos kavitáció markáns, statisztikailag szignifikáns csökkenést (-23%) indukált a lipid vakuolák méretében az adipocytákban (kontroll: 15 654 ± 942 µm 2; kavitáció: 11 423 ± 558 µm 2; P 2. ábra). 1. és 2. páciensnél (a biopsziákat 1 nappal az utolsó ultrahangos alkalmazás után vettük fel) a kezelés az adipocita lipid vakuolák méretének jelentős csökkenését (-26%) okozta (kontroll: 11 908 ± 373 µm 2; kavitáció: 8637 ± 530 µm 2; P 2; kavitáció: 6323 ± 200 µm 2; P 3. ábra) nem mutatott szignifikáns különbséget a mag és a címkézés arányában a kontroll és a teszt zsírszövet területei között (kontroll: 0,09 ± 0,01; kavitáció: 0,11 ± 0,03; egyesített értékek a 3 betegből).

Szubkután adipociták szövettani és morfometriai eredményei ex vivo bőr explantánsokból. Az ultrahang kavitáció statisztikailag szignifikáns csökkenést okoz a lipid vakuolák átlagos keresztmetszetének felületén, az adipocita teljes térfogatához viszonyítva (Student's teszt, n = 3 biopszia kísérleti csoportonként). OsO4 rögzítés/festés és toluidinkék ellenfestés. Rúd = 10 µm.

A szubkután adipocyták szövettani és morfometriai eredményei kontroll vagy ultrahanggal előkezelt hasi bőrbiopsziákból, a kezelés után a megadott időpontokban. Az ultrahangos kavitáció statisztikailag szignifikáns csökkenést okoz a lipid vakuolák átlagos keresztmetszetének felületén, az adipocita teljes térfogatához viszonyítva (Student's t teszt, n = 10 mikroszkopikus mező biopsziánként). A 2 beteg kontrollmintái között nem tapasztaltunk különbséget. OsO4 rögzítés/festés és toluidinkék ellenfestés. Rúd = 10 µm.

Az ál- vagy ultrahanggal előkezelt hasi bőrből származó szubkután biopsziákban végzett apoptotikus adipociták kimutatására szolgáló TUNEL-vizsgálat. A nyilak apoptotikus magokra mutatnak. A két csoport között nem figyeltek meg és nem mértek különbségeket. Rúd = 10 µm.

A színlelt módon kezelt ex vivo bőr explantánsok zsírszövetének ultraszerkezeti elemzése normális zsírsejteket mutatott, amelyek nagy, ozmiofil lipid vakuolumot mutattak, perifériás elektron-lucens peremmel, amely vékony citoplazmatikus réteggel szomszédos, amely gyenge organellákat, pinocitózis mikrovezikulákat és kicsi lipid cseppeket tartalmaz. (4A. Ábra). A sejteket folytonos alapmembrán vette körül. Az intersticiális kötőszövet egy laza, elektron-lucens mátrixból állt, amely vékony kollagénszálakat tartalmazott. A vér mikrovezetékei, főként a kapillárisok, szintén normális megjelenést mutattak (4B. Ábra): az endoteliális sejtek ép plazmamembránokat mutattak, számos transzcitózis mikrovezikulát tartalmaztak, és összeköttetésben junkciós komplexekkel folytonos endotheliumot képeztek; néhány pericitát rejtő bazális membrán vette körül őket. Az adipociták és a vérkapillárisok normális jellemzőit a vizsgálatba beiratkozott 3 beteg (nem ábrázolt) betege ál-kezelt területeiről vett zsírszöveti biopsziákban is megfigyelték.

Az ál-kezelt ex vivo bőr explantánsok zsírszövetének transzmissziós elektronmikroszkópos képei. A, Az adipociták normális tulajdonságokat mutatnak. B, A kontroll zsírszövet interstitium normális morfológiát mutat. BM, bazális membrán; E, vörösvértest; EC, endothel sejt; L, lipid vakuolok; PC, pericit; pm, plazma membrán; pv, pinocytosis vezikulum. Rúd = 1 µm.

Ezzel szemben az ultrahanggal kezelt ex vivo bőr explantánsok szubkután zsírszövete jól érzékelhető különbségeket mutatott az ál-kezelt mintákkal szemben. Különösen sok adipocita mutatott különös rendellenességeket, amelyek mikrovezikulák csoportosulásában és a perifériás citoplazmatikus perem fokális repedéseiben voltak (5. ábra). Az ilyen repedések általában a sejtfelület kis területeire korlátozódtak, körülbelül 0,5–1,5 µm átmérőjűek, de elég nagyok ahhoz, hogy lehetővé tegyék a triglicerid cseppek szivárgását a belső citoplazmatikus vakuolából az extracelluláris térbe. Megjegyzendő, hogy az adipocita pusztulásának jeleit vagy a sejtmaradványokat nem figyelték meg. Az intersticiális stroma egy laza, elektron-lucens mátrixból állt, amely vékony kollagén rostkötegeket tartalmazott. Gyakran előfordultak kis lipidcseppek (5. ábra). A vér mikrovérek, főként kapillárisok, normális megjelenést mutattak (6. ábra): az endothel sejtek ép plazmamembránokat mutattak, számos transzcitózis mikrovezikulát tartalmaztak, és csatlakozási pontokat kötöttek össze, így folytonos endotheliumot képeztek, és néhány pericitát tartalmazó, folytonos alapmembrán vette körül őket. . Az intravaszkuláris eritrociták szintén normális tulajdonságokat mutattak. A perivaszkuláris hízósejtek nem mutatták az aktiváció jeleit és a szemcsék kisülését (nem látható).

Ultrahanggal kezelt ex vivo bőr explantánsok zsírszövetének transzmissziós elektronmikroszkópos képei. Felső panelek: Két szomszédos adipocita látható. BM, bazális membránok; Cy, citoplazma; L, lipid vakuolok; pv, pinocytosis vezikulák. A betét (b) nyílhegyei 2 területre mutatnak, mikrovezikuláris klaszterekkel, amelyekben a citoplazma látszólag felszakad. Középső és alsó panelek: Rendellenes adipociták lipid felszabaduláson át. L, lipid vakuolok; LD, lipidcseppek az extracelluláris mátrixban. A csillagok fokális citoplazmatikus repedéseket jeleznek, amelyek lehetővé teszik a triglicerid cseppek szivárgását az interstitiumban. Rúd = 1 µm.

Ultrahanggal kezelt ex vivo bőr explantánsok zsírszövetének transzmissziós elektronmikroszkópos képei. A vér mikrovérsejtjeinek endothelsejtjei (EC) normális tulajdonságokat mutatnak. BM, bazális membrán; Cy, adipocita citoplazma; E, vörösvértestek; jc, csatlakozási komplex; L, lipid vakuolok; pv, pinocytosis vezikulák. Rúd = 1 µm.

Az ex vivo bőr explantánsok kondicionált közegében a triglicerid felszabadulás vizsgálata időbeli függőségi növekedést mutatott mind a színlelt, mind az ultrahanggal kezelt mintákban (7. ábra). Megjegyzendő, hogy a kavitáció szignifikánsan nagyobb triglicerid felszabadulást váltott ki a kontrollokhoz képest, csúcsuk 15 percnél volt (P 8. ábra). Ezeket a tulajdonságokat soha nem találták az ál-kezelt adipocitákban, és összhangban vannak a sejtek térfogatának jelentős csökkenésével, amely elképzelhető módon összefüggésben van a triglicerid kisüléssel. Ennek a megállapításnak megfelelően az erek közelében a zsírszövet stromában gyakran ritka lipidcseppekkel találkoztak (8. ábra).

A zsírszövet transzmissziós elektronmikroszkópos képei ultrahanggal előkezelt (1 d) hasi bőrterületekről. A, A citoplazmatikus perembe csoportosuló, szabálytalan, tekercselő profilokat és több lipidcseppet mutató (néhányat csillaggal jelölt) zsírsejt. B, zsírszöveti interstitium, amely normális vérmikrovezetéket és szabad lipidcseppeket (nyilakat) mutat a közelükben. BM, bazális membrán; Cy, adipocita citoplazma; EC, endothel sejtek; L, lipid vakuolok. Rúd = 1 µm.

A szubkután zsírszövet tömegének plicometriával történő értékelése az ultrahanggal kezelt hasi bőrrégiókban mért értékek időbeli csökkenését mutatta a megfelelő kontroll területekhez képest (9. ábra).

A színlelt és ultrahanggal kezelt hasi bőrredők vastagságának százalékos változása plicometriával mérve 4 heti kezelés és 1 hét után az utolsó kezelés után (+1). Idővel függő, statisztikailag szignifikáns csökkenést figyeltünk meg az ultrahanggal kezelt bőrterületeken, mint az ál-kezelt kontrollok. Kétirányú varianciaanalízis és Bonferroni utótesztje: n = 3, * P 2 Contour ultrahang készülék jelentős csökkenést eredményezhet a szubkután zsír- és zsírsejt-méretben, megerősítve ennek a technikának a jelentős liporeduktív hatásával kapcsolatos korábbi klinikai megfigyeléseket. 8,14 Ez a tanulmány közvetett bizonyítékokkal szolgál az adipociták ultrahangjának hatásmechanizmusáról is. A hisztomorfometriai adatok azt mutatják, hogy a teljes vastagságú bőr explantátumainak 2 rövid (egyenként 6 másodperces) ultrahang-ciklusnak való kitettsége, hasonló energiatermeléssel, mint a klinikai célokra használt, a szubkután adipocyták statisztikailag szignifikáns zsugorodását eredményezte (−23%, P 15 Másrészt a zsírszövet vaszkuláris komponenseinek integritása elősegítheti az intersticiális zsírcseppek és az adipocitákból felszabadult feltételezett proinflammatorikus mediátorok eltávolítását, elképzelhető módon a nyirokelvezetéssel.

A fenti hisztomorfometrikus és ultrastrukturális megfigyelések jól illeszkednek az ex vivo bőr explantánsok inkubációs közegében a triglicerid vizsgálat eredményeihez, jelezve, hogy az ultrahang által kiváltott kavitáció statisztikailag szignifikáns triglicerid felszabadulást okoz a zsírszövetből az intersticiális folyadékba, amint arról korábban beszámoltunk. . 15.16

Jelen eredmények összhangban vannak a Contour I és a Med 2 Contour korábbi in vivo sertésvizsgálatainak eredményeivel, amelyekben az ultrahang által kiváltott kavitáció szelektív zsírsejt-csökkenést okoz a bőr, az erek, az idegek vagy a kötőszövet sérülése nélkül. . 7,15 A jelen megállapításokhoz hasonlóan az ultrahangos kezelésről beszámoltak arról, hogy több kis pórus kialakulását idézi elő az adipocitákban, lehetővé téve a trigliceridek diszperzióját intersticiális térbe és nyirokerekbe. 7.15 Elképzelhető, hogy a triglicerideket ezután az endogén lipázok felszívhatják és metabolizálhatják glicerinné és szabad zsírsavakká, és beépülhetnek a teljes lipoprotein készletbe. Megjegyzendő, hogy a szérum lipidek változatlanul 8,12,15 vagy enyhén emelkedtek, de még mindig a normális tartományon belül voltak 14 kísérleti állatokban és liporeduktív ultrahang kezelésnek alávetett betegeknél, ami anyagcsere szempontból ennek az eljárásnak a jelentős biztonságát jelentette. Egy korábbi jelentéssel ellentétben, 16 nem tapasztaltunk semmilyen jelet a zsírszövet kollagén hálózatának rendezetlenségéről vagy az adipocita apoptózis indukciójáról, de ez az eltérés ésszerűen annak tudható be, hogy a bőrmintákat sokkal hosszabb ideig (10 percig) tesszük ki ultrahanggal. a megjegyzett tanulmány. 16.

KÖVETKEZTETÉSEK

Összefoglalva, ez a tanulmány tovább erősíti a jelenlegi nézetet, miszerint a nem invazív transzkután ultrahang kavitáció, az egyik legkeresettebb plasztikai és esztétikai sebészeti eljárás, ígéretes technológia a zsír lokalizált csökkentésére. Vizsgálatunk jelentésének általánosítását akadályozza, hogy korlátozott számú beteget vettünk fel; a megfigyelt eredmények konzisztenciája azonban alátámasztja azt az elképzelést, hogy a Med 2 Contour egyedülálló kialakításának köszönhetően gyengén fókuszált ultrahangmezőt eredményez a szubkután zsírpárnában, hatékony és biztonságos eszköz lehet liporeduktív célokra.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

Tudomásul vesszük Dr. Moreno Naldoni, az MSEE, a Med 2 Contour készülék kedves biztosításáért és Dr. Cellai Anna Paola, DSc, ügyes segítségért a triglicerid meghatározásban.

Lábjegyzetek

Közzététel: A szerzőknek nincs anyagi érdekük nyilatkozni a cikk tartalmával kapcsolatban. A cikkfeldolgozási díjat az General Project Ltd. fizette, Montespertoli, Olaszország.