Wzbogacony autologiczny przeszczep tłuszczu do leczenia bólu w miejscach amputacji (AMP-5)

Urazowe amputacje są powszechne i stanowią wiele wyzwań dla naszych rannych wojowników. W niedawnej publikacji podano, że podczas obecnych konfliktów ponad 950 żołnierzy doznało amputacji związanych z walką, przy czym 15% z nich miało miejsce ponad 12 tygodni po początkowym urazie (1). Zaktualizowane statystyki podają tę liczbę osób po amputacji na ponad 1050 (komunikacja osobista, płk Paul Pasquina, szef Zintegrowanego Oddziału Ortopedii i Rehabilitacji, Walter Reed National Military Medical Center-WRNMMC). Zdolność rannego wojownika do uzyskania optymalnej funkcji po amputacji najczęściej zależy od jego zdolności do pomyślnego dopasowania i przystosowania się do protezy. Po wyjściu z ostrej fazy wielu pacjentów po amputacjach cierpi z powodu bólu podczas noszenia protezy, spowodowanego przez cienką warstwę tkanki miękkiej na strukturach kostnych lub nerwy obwodowe słabo wyściełane tkanką miękką. Zewnętrzny ból kikuta ma zwykle podłoże mechaniczne, związane z zębodołem protezy lub innymi elementami protezy. Jest to często wynikiem niedopasowania tolerancji tkanki kikuta i obciążeń protetycznych tkanek miękkich. Ta wrażliwość jest często uwydatniana przez powierzchowne pnie nerwowe lub nerwiaki przy przeciętych nerwach, które są narażone na nadmierne zewnętrzne obciążenie mechaniczne (2). Słaby interfejs gniazda, wtórne uszkodzenie skóry i/lub ból mogą poważnie ograniczyć funkcję.

Stanowi to bardzo trudny problem kliniczny i historycznie, jeśli to możliwe, procedura kliniczna obejmowałaby chirurgiczną rewizję miejsca amputacji z towarzyszącym skróceniem kości, długimi bliznami i przedłużonym gojeniem. Jeśli amputacja poniżej kolana musi zostać przekonwertowana na poziom powyżej kolana, ma to poważne implikacje funkcjonalne. W przypadku tkanek miejscowych w miejscu amputacji, które są złej jakości (np. zabliźniony lub pokryty przeszczepem skóry), może być wymagany płat mięśnia odległego (3,4). Płaty te mogą wymagać przeniesienia do miejsca amputacji za pomocą zespolenia mikronaczyniowego naczyń krwionośnych. Procedura jest wysoce inwazyjna i może zwiększyć chorobowość związaną z pogorszeniem funkcji, deformacją i ryzykiem problemów z gojeniem się ran w miejscu pobrania mięśnia. Wskaźniki niepowodzeń w płatach kończyn dolnych mogą sięgać nawet 18,5% (5, 6). Częstość występowania owrzodzeń płata jest zwykle wyższa w płatach obciążonych, zarówno płatki wolne od skóry, jak i mięśni często wymagają wtórnych zabiegów odciążających w celu poprawy funkcji, a bolesne nerwiaki nie są rzadkością (6,7).

Rozwiązanie kliniczne, które pozwala na minimalnie inwazyjne wytwarzanie nowej wyściółki z tkanek miękkich w miejscu amputacji bez potrzeby dalszego skracania kończyn, długich blizn, przedłużonego powrotu do zdrowia i znacznej zachorowalności w miejscu pobrania, mogłoby znacząco pomóc naszym rannym wojownikom i zmienić praktykę kliniczną.

Autologiczne przeszczepy tłuszczu jako potencjalne rozwiązanie. Przeszczep autologicznej tkanki tłuszczowej jest minimalnie inwazyjną techniką chirurgiczną, która rozpoczyna się od pobrania tkanki tłuszczowej z brzucha lub ud za pomocą liposukcji przez nacięcia o długości mniejszej niż 5 mm. Lipoaspirat jest następnie przetwarzany w celu zagęszczenia frakcji tłuszczowej i ponownie wstrzykiwany do miejsca pobrania. Ta procedura chirurgiczna polega na natychmiastowym przeszczepieniu własnej tkanki pacjenta w ramach jednego zabiegu operacyjnego. Ma zalety:

• Minimalne nacięcia dostępowe
• Zdolność do przenoszenia znacznych ilości tkanki (setki gramów tkanki)
• Może być stosowany w przypadku ustawienia wcześniejszych zabiegów chirurgicznych i obecności sprzętu
• Zwykle wykonywany jako zabieg ambulatoryjny
• Minimalna chorobowość w miejscu pobrania przeszczepu
• Niskie ryzyko w porównaniu z bardziej inwazyjnymi zabiegami chirurgicznymi
• W razie potrzeby można powtórzyć wiele razy, nawet przy użyciu tych samych miejsc dawców

Przenoszenie autologicznych tkanek nie jest nową koncepcją, ale po prostu inną metodą, jak widzieliśmy w przypadku wielu typów płatów wykorzystujących różne kombinacje mięśni, tłuszczu i skóry, które zostały dobrze udokumentowane. Płaty tkankowe pochodzą z wielu różnych miejsc i są używane na wiele różnych sposobów, aby osiągnąć pożądane rezultaty. Płaty mają własne ukrwienie, są bardziej sprężyste niż przeszczepy skóry i zwykle dają znacznie lepsze wyniki z kosmetycznego punktu widzenia, ponieważ mogą lepiej dopasować się do odcienia i tekstury skóry. Płaty skórne są również lepszym wyborem, gdy potrzebna jest „masa” tkanki do wypełnienia ubytków konturu. Oczywistą zaletą jest użycie tkanki autologicznej w porównaniu z ksenoprzeszczepami i alloprzeszczepami; z których każdy ma znane ryzyko odrzucenia i zdarzeń niepożądanych.

Literatura jednoznacznie wykazała, że ​​kliniczny przeszczep tłuszczu w pośladkach (podobny obszar anatomiczny obciążony) można przeprowadzić bezpiecznie i skutecznie, przy wskaźniku retencji około 75% do 2 lat i dłużej (23-25). W bazie danych OVID przeszukiwanej artykułów do przeszczepów tłuszczu ponad 9000 artykułów odnosiło się do stosowania przeszczepów tłuszczu w wielu sytuacjach klinicznych. W szczególności dla tego wniosku ponad 100 odniesień było istotnych dla tej propozycji i zostało przedstawionych poniżej.(26-132)

Badacze proponują badanie kliniczne w celu oceny skuteczności małoinwazyjnego autologicznego transferu tłuszczu w leczeniu bólu i złego dopasowania protezy w miejscach amputacji. Ta procedura chirurgiczna obejmuje natychmiastowe przeszczepienie własnej tkanki pacjenta i nie wymaga nadzoru FDA. Co ważne, wykorzystamy naszą wiedzę i doświadczenie w pracy z komórkami zrębu tkanki tłuszczowej, aby porównać modyfikację zabiegu przeszczepu tłuszczu w terapii komórkowej medycyny regeneracyjnej z bardziej tradycyjnymi preparatami przeszczepu tłuszczu.

Największym problemem związanym z przeszczepem tłuszczu jest nieprzewidywalne tempo resorpcji przeszczepu tłuszczu. Jest to prawdopodobnie związane ze zdolnością regenerującej się tkanki tłuszczowej do szybkiego tworzenia nowego dopływu krwi. W tym badaniu przetestujemy podejście medycyny regeneracyjnej polegające na wzbogaceniu przeszczepu tkanki tłuszczowej autologicznymi komórkami macierzystymi tkanki tłuszczowej (przeszczep tkanki tłuszczowej wzbogacony w komórki zrębowe). Może to służyć poprawie retencji przeszczepu w czasie i potencjalnej poprawie wyników funkcjonalnych.

Zmodyfikowane przygotowanie przeszczepu tłuszczu obejmuje skoncentrowanie endogennych komórek zrębowych w materiale przeszczepu w celu zwiększenia retencji przeszczepu w czasie. Odessany materiał tłuszczowy używany do przeszczepu tłuszczu składa się z dojrzałych adipocytów, niewielkiej ilości tkanki włóknistej i niedojrzałych komórek zrębu tkanki tłuszczowej (ASC). Te tłuszczowe komórki zrębowe są mieszaną populacją komórek nieobciążonych lipidami, które służą do obracania dojrzałych adipocytów i elementów naczyniowych. Znaleziono „preadipocyty”, jak również śródbłonkowe komórki prekursorowe i wieloliniowe komórki progenitorowe. Warto zauważyć, że wykazano, że ASC stymulują angiogenezę, gdy są zestresowane w warunkach niedotlenienia, a komórki te mogą odgrywać kluczową rolę w gojeniu i zatrzymywaniu objętości przeszczepów tłuszczu. Yoshimury i innych. glin. (133) stwierdzili, że tłuszcz pobrany za pomocą kaniuli do liposukcji (tj. metoda pobierania tłuszczu do przeszczepu tłuszczu) ma niedobór ASC w porównaniu z tłuszczem pełnym. Wynika to z faktu, że znaczna część ASC znajduje się wokół większych naczyń krwionośnych, które pozostają nienaruszone w miejscu dawczym po liposukcji tępą kaniulą. Względny brak ASC w lipoaspiracie może wyjaśniać problemy z reabsorpcją przeszczepu tłuszczu w czasie. Wzbogacenie lipoaspiratu w ASC powinno zwiększyć angiogenezę, a tym samym retencję przeszczepu tłuszczu. To podejście do terapii komórkowej wykorzystuje wrodzoną zdolność ASC zarówno do wydzielania czynników angiogennych, jak i różnicowania się w dojrzałe adipocyty. Lepszy wzrost naczyń krwionośnych może skutkować lepszą retencją objętości przeszczepu i lepszymi wynikami rekonstrukcji.

Nasza grupa z University of Pittsburgh opracowała klinicznie użyteczne i skalowalne metody GMP do ekstrakcji ASC w ramach programu finansowanego przez NIH, kierowanego przez dr Rubina (współdyrektora Centrum Komórek Macierzystych Adipose) we współpracy z dr Albertem Donnenbergiem, dyrektorem ds. laboratoria kliniczne do przetwarzania komórek. Obecnie rozpoczynamy w pełni finansowany projekt z Siłami Zbrojnymi Medycyny Regeneracyjnej (AFIRM). Wykorzystujemy nasze techniki ekstrakcji do wykonywania przeszczepów tłuszczu wzbogaconego ASC w celu rekonstrukcji urazów twarzy i uzyskało to aprobatę IRB w naszej instytucji. Proces ten jest regulowany wytycznymi dotyczącymi ludzkich komórek, tkanek oraz produktów komórkowych i tkankowych (HCT/P) w sekcji 361 CFR (21CFR1271.10). Terapie HCT/P są zwolnione z wymogu złożenia wniosku o rejestrację nowego leku (Investigational New Drug – IND).

Na potrzeby tej propozycji projektu rozszerzyliśmy zespół o wiedzę specjalistyczną w zakresie rekonstrukcji przeszczepów tłuszczu, rekonstrukcji kończyn dolnych, medycyny fizykalnej i rehabilitacji, projektowania protez, wsparcia żywieniowego i oceny wyników psychospołecznych. Biorąc pod uwagę początkowy sukces przeszczepu autologicznego tłuszczu do rekonstrukcji twarzy po urazie (analiza w toku), nawet bez wzbogacenia przeszczepu komórkami zrębu tkanki tłuszczowej, uważamy, że terapia ta może być skutecznie stosowana w leczeniu bólu kończyn. Zabieg ten można wykonać ambulatoryjnie bez znacznych nacięć na kończynie, jedynie z niewielkimi miejscami wkłuć o średnicy mniejszej niż 5 mm. Zaznacza się, że jest to zupełnie nowe, eksperymentalne zastosowanie konwencjonalnego leczenia.