Obohacený autologní tukový štěp pro léčbu bolesti v místech amputace (AMP-5)

Traumatické amputace jsou převládající a představují mnoho problémů pro naše zraněné válečníky. Nedávná publikace uvedla, že během současných konfliktů utrpělo více než 950 vojenských pracovníků amputace související s bojem, přičemž k 15 % z nich došlo více než 12 týdnů po počátečním zranění (1). Aktualizované statistiky uvádí tento počet amputovaných na více než 1050 (osobní komunikace, COL Paul Pasquina, přednosta integrovaného oddělení ortopedie a rehabilitace, Walter Reed National Military Medical Center-WRNMMC). Schopnost zraněného válečníka získat optimální funkci po amputaci nejčastěji závisí na jeho schopnosti úspěšně se nasadit a adaptovat na protézu. Po opuštění akutní fáze trpí mnoho pacientů s amputací bolestí při nošení protézy, ať už z tenkého krytu měkkých tkání přes kostní struktury nebo periferních nervů, které nejsou dobře vycpané měkkou tkání. Extrinsická reziduální bolest končetiny je obvykle mechanického původu souvisejícího s protetickou objímkou ​​nebo jinými protetickými součástmi. Často je výsledkem nesouladu mezi tolerancí zbytkové tkáně končetiny a protetickým zatížením měkkých tkání. Tato citlivost je často zvýrazněna povrchovými nervovými kmeny nebo neuromy u přerušených nervů, které jsou vystaveny nadměrné vnější mechanické zátěži (2). Špatné rozhraní zásuvky, sekundární poškození kůže a/nebo bolest mohou vážně omezit funkci.

To představuje velmi obtížný klinický problém a historicky, pokud je to možné, by klinický postup zahrnoval chirurgickou revizi místa amputace s přidruženým zkrácením kosti, dlouhými jizvami a prodlouženým hojením. Pokud musí být amputace pod kolenem převedena na úroveň nad kolenem, pak to má vážné funkční důsledky. U lokálních tkání v místě amputace, které jsou nekvalitní (např. zjizvený nebo pokrytý kožním štěpem), může být vyžadován vzdálený svalový lalok [3,4]. Tyto chlopně mohou vyžadovat přenos na místo amputace pomocí mikrovaskulární anastomózy krevních cév. Postup je vysoce invazivní a může přidat morbiditu snížené funkce, deformity a riziko problémů s hojením ran v místě dárce svalu. Míra selhání laloků dolních končetin může být až 18,5 % (5, 6). Míra ulcerace laloku bývá vyšší u těchto váhonosných laloků, laloky bez kůže i svalů často vyžadují sekundární debulking procedury ke zlepšení funkce a bolestivé neuromy nejsou neobvyklé [6,7].

Klinické řešení, které umožňuje minimálně invazivní generování nové výplně měkkých tkání v místě amputace bez nutnosti dalšího zkracování končetiny, dlouhých jizev, prodloužené rekonvalescence a významné morbidity v místě dárce, by mělo potenciál významně pomoci našim zraněným válečníkům a změnit klinickou praxi.

Autologní štěpování tuku jako potenciální řešení. Štěpování autologní tukové tkáně je minimálně invazivní chirurgická technika, která začíná odběrem tukové tkáně z břicha nebo stehen pomocí liposukce přes řezy o délce menší než 5 mm. Lipoaspirát je poté zpracován tak, aby se koncentrovala adipózní frakce a znovu injikována do donorového místa. Tento chirurgický výkon zahrnuje okamžitou transplantaci pacientovy vlastní tkáně v jediném operačním výkonu. Má výhody:

• Minimální přístupové řezy
• Schopnost přenést značné množství tkáně (stovky gramů tkáně)
• Lze použít při nastavení předchozích chirurgických zákroků a přítomnosti hardwaru
• Obvykle se provádí ambulantně
• Minimální morbidita dárcovského místa v místě odběru štěpu
• Nízké riziko ve srovnání s invazivnějšími chirurgickými postupy
• V případě potřeby lze opakovat vícekrát, a to i za použití stejných dárcovských míst

Přenos autologních tkání není nový koncept, ale jen další metoda, jak jsme viděli u mnoha typů chlopní využívajících různé kombinace svalů, tuku a kůže, byly dobře zdokumentovány. Tkáňové laloky pocházejí z mnoha různých míst a používají se mnoha různými způsoby k dosažení požadovaných výsledků. Laloky mají vlastní prokrvení, jsou odolnější než kožní štěpy a obvykle poskytují mnohem lepší výsledky z kosmetického hlediska, protože mohou lépe odpovídat tónu a struktuře pokožky. Kožní laloky jsou také lepší volbou, když je k vyplnění konturových defektů potřeba „hromadná tkáň“. Zjevnou výhodou je použití autologní tkáně oproti xenoštěpům a aloštěpům; každý má známá rizika odmítnutí a nežádoucích účinků.

Literatura jednoznačně prokázala, že klinické tukové štěpy na hýždě (podobná anatomická oblast nesoucí váhu) lze provést bezpečně a efektivně s mírou retence přibližně 75 % do 2 let a déle [23-25]. V databázi OVID prohledávání výrobků pro transplantaci tuku více než 9 000 článků odkazovalo na použití tukových štěpů v široké oblasti klinických situací. Konkrétně pro tuto aplikaci bylo pro tento návrh relevantních více než 100 odkazů, které jsou uvedeny níže. (26-132).

Výzkumníci navrhují klinickou studii k posouzení účinnosti minimálně invazivního autologního přenosu tuku pro řešení bolesti a špatného usazení protézy v místech amputace. Tento chirurgický postup zahrnuje okamžitou transplantaci vlastní tkáně subjektu a nevyžaduje dohled FDA. Důležité je, že využijeme našich znalostí a odborných znalostí z práce s buňkami tukového stromatu k porovnání modifikace procedury tukového štěpu regenerativní medicínou s tradičnějšími preparáty tukových štěpů.

Největším problémem spojeným s tukovým štěpem je nepředvídatelná rychlost resorpce tukového štěpu. To pravděpodobně souvisí se schopností regenerující se tukové tkáně rychle vyvinout nové krevní zásobení. V této studii budeme testovat přístup regenerativní medicíny obohacení tukového štěpu autologními kmenovými buňkami z tukových buněk (stromal cell obohacený adipózní štěp). To může sloužit ke zlepšení retence štěpu v průběhu času a potenciálně zlepšit funkční výsledky.

Modifikovaná příprava tukového štěpu zahrnuje koncentraci endogenních stromálních buněk v materiálu štěpu ve snaze zvýšit retenci štěpu v průběhu času. Odsátý tukový materiál používaný pro štěpování tuku se skládá ze zralých adipocytů, malého množství vláknité tkáně a nezralých tukových stromálních buněk (ASC). Tyto adipózní stromální buňky jsou smíšenou populací buněk nezatížených lipidy, které slouží k přeměně zralých adipocytů a vaskulárních elementů. Byly nalezeny "preadipocyty", stejně jako endoteliální prekurzorové buňky a víceřadé progenitorové buňky. Je třeba poznamenat, že bylo prokázáno, že ASC stimulují angiogenezi při stresu za hypoxických podmínek a tyto buňky mohou být nápomocny při hojení a retenci objemu tukových štěpů. Yoshimura, et. al. (133) zjistili, že tuk odsátý pomocí liposukční kanyly (tj. metoda sběru tuku pro štěpování tuku) je deficitní v ASC ve srovnání s celým tukem. To je způsobeno skutečností, že hlavní část ASC se nachází kolem větších krevních cév, které jsou po liposukci tupou kanylou ponechány nedotčené v místě dárce. Relativní nedostatek ASC v lipoaspirátu může vysvětlit problémy s reabsorpcí tukového štěpu v průběhu času. Obohacení lipoaspirátu o ASC by mělo zvýšit angiogenezi a tím i retenci tukového štěpu. Tento přístup buněčné terapie využívá vrozené schopnosti ASC jak vylučovat angiogenní faktory, tak se také diferencovat na zralé adipocyty. Zlepšené prorůstání krevních cév může vést ke zlepšení retence objemu štěpu a lepších rekonstrukčních výsledků.

Naše skupina na University of Pittsburgh vyvinula klinicky užitečné a škálovatelné metody GMP pro extrakci ASC v rámci programu financovaného NIH, vedeném Dr. Rubinem (spoluředitelem Centra pro adipózní kmenové buňky) ve spolupráci s Dr. Albertem Donnenbergem, ředitelem klinické laboratoře pro zpracování buněk. V současné době rozjíždíme plně financovaný projekt s Ozbrojenými silami regenerativní medicíny (AFIRM). Využíváme naše extrakční techniky k provádění transplantace tuku obohaceného ASC pro rekonstrukci obličejového traumatu a toto bylo v naší instituci schváleno IRB. Tento proces je regulován směrnicemi pro lidské buňky, tkáně a buněčné a tkáňové produkty (HCT/P) podle oddílu 361 CFR (21CFR1271.10). Terapie HCT/P jsou vyňaty z požadavku na předložení žádosti o investigativní nový lék (IND).

Pro tento návrh projektu jsme rozšířili tým tak, aby zahrnoval odborné znalosti v oblasti rekonstrukčních tukových štěpů, rekonstrukce dolních končetin, fyzikální medicíny a rehabilitace, protetického designu, nutriční podpory a hodnocení psychosociálních výsledků. Vzhledem k počátečnímu úspěchu autologního tukového štěpu pro rekonstrukci obličeje po traumatu (analýza probíhá), a to i bez obohacení štěpu buňkami tukového stromatu, věříme, že tato terapie může být účinně aplikována na léčbu bolesti končetin. Tento výkon lze provést ambulantně bez významných řezů na končetině, pouze s malými porty o velikosti menší než 5 mm. Je třeba poznamenat, že se jedná o zcela novou, experimentální aplikaci konvenční léčby.