Évaluation de la viabilité de la graisse humaine injection dans des souris nude avec Micro-tomodensitométrie

Summary

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.

Abstract

Lipotransfer est un outil essentiel dans l'arsenal du chirurgien pour le traitement des déficits de tissu mou dans le corps. La graisse est la charge idéale des tissus mous car il est facilement disponible, facile à obtenir, peu coûteux, et intrinsèquement biocompatible. ¹ Toutefois, malgré sa popularité en plein essor, la greffe de graisse est entravée par des résultats imprévisibles et la survie du greffon variable, taux de rétention publiés variant entre 10 -80%. ^3/1

Pour faciliter les enquêtes sur la greffe de graisse, nous avons donc mis au point un modèle animal qui permet une analyse en temps réel de la rétention de volume graisse injectée. En bref, une petite incision est faite dans le cuir chevelu d'une souris CD-1 nu et 200 à 400 ul de lipoaspirat traité est placé sur le crâne. Le cuir chevelu est choisi comme site receveur en raison de son absence de graisse sous-cutanée d'origine, et en raison de l'excellent contraste de fond fourni par le calvarium, qui aide àle processus d'analyse. Tomographie micro-ordinateur (micro-CT) est utilisé pour balayer la greffe au départ et toutes les deux semaines par la suite. Les images TDM sont reconstruits, et un logiciel d'imagerie est utilisé pour quantifier les volumes greffés.

Traditionnellement, les techniques pour évaluer le volume de greffe de graisse ont nécessité euthanasier l'animal d'étude pour fournir simplement une évaluation unique de poids de greffe et le volume par mesure physique ex vivo. Comparaisons biochimiques et histologiques ont également requis l'animal d'étude pour être euthanasié. Cette technique d'imagerie décrit offre l'avantage de visualiser et de quantifier objectivement volume à de multiples points de temps après la greffe initiale sans avoir à sacrifier l'animal de l'étude. Cette technique est limitée par la taille de la greffe pouvant être injecté comme les greffes de peau plus grands risques et nécrose de graisse. Cette méthode a une utilité pour toutes les études évaluant la viabilité de la greffe de graisse et la rétention de volume. Il est particulièrement bien adapté à providing une représentation visuelle de greffe de graisse et à la suite des changements de volume au fil du temps.

Introduction

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.

Protocol

REMARQUE: Les protocoles expérimentaux et les formulaires de consentement des patients pour obtenir la graisse ont été examinés et approuvés par le Conseil de l'Université Stanford examen institutionnel (Protocole N ° 2188). Toutes les procédures d'animaux ont été approuvés par la commission administrative sur Stanford Laboratoire de protection des animaux (APLAC) en vertu du protocole # 9999. Toutes les expériences ont été menées dans le strict respect de la sécurité des animaux et des lignes d…

Representative Results

Greffe de graisse progressivement diminué en volume sur le cours de l'étude, résultant de la survie moyenne de 62,2% par semaine 8. (figure 4A) 24 À la fin de l'analyse Semaine 8, chaque greffe de graisse a été extrait en une seule pièce. Un test rang Wilcoxan somme a été utilisée pour comparer la différence entre les mesures de volume de greffe de graisse obtenus soit par micro-CT ou calculées de la masse physique. Aucune différence significative n'a été observée …

Discussion

Jusqu'à ce point, la plupart des chercheurs se sont appuyés sur les modalités non-imagerie pour quantifier la survie à long terme de la greffe de graisse, mais ces méthodes nécessitent le sacrifice de l'animal de l'étude et produire une seule mesure. ^3,10-12 Notre étude représente une méthode d'analyse qui permet une meilleure objectif, la quantification en temps réel de la survie du greffon de graisse dans un modèle de souris.

Critique dans ce processu…

Materials

Reagents and Materials	Manufacturer
SAL lipoaspirate	N/A
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