Пересадка обогащенного аутологичного жира для лечения боли в местах ампутации (AMP-5)

Травматические ампутации распространены и создают много проблем для наших раненых воинов. В недавней публикации сообщалось, что во время текущих конфликтов более 950 военнослужащих перенесли связанные с боевыми действиями ампутации, причем 15% из них произошли более чем через 12 недель после первоначального ранения (1). Согласно обновленным статистическим данным, это число людей с ампутированными конечностями превышает 1050 человек (личное сообщение, полковник Пол Паскина, начальник Объединенного отделения ортопедии и реабилитации, Национальный военно-медицинский центр Уолтера Рида, WRNMMC). Способность раненого воина обрести оптимальную функцию после ампутации чаще всего зависит от его или ее способности успешно приспособиться к протезу. После выхода из острой фазы многие пациенты с ампутациями страдают от боли при ношении протеза либо из-за тонкого покрова мягких тканей над костными структурами, либо из-за того, что периферические нервы недостаточно покрыты мягкими тканями. Внешняя боль в остаточной конечности обычно имеет механическое происхождение и связана с гильзой протеза или другими компонентами протеза. Часто это результат несоответствия толерантности остаточной ткани конечности и протезной нагрузки на мягкие ткани. Эта чувствительность часто усиливается при поверхностных нервных стволах или невриномах при перерезанных нервах, подвергающихся чрезмерной внешней механической нагрузке (2). Плохой интерфейс гнезда, вторичное повреждение кожи и/или боль могут серьезно ограничить функцию.

Это представляет собой очень сложную клиническую проблему, и исторически, когда это было возможно, клиническая процедура должна была включать хирургическую ревизию места ампутации с сопутствующим укорочением кости, длинными рубцами и длительным заживлением. Если ампутация ниже колена должна быть преобразована в ампутацию выше колена, это имеет серьезные функциональные последствия. Для местных тканей в месте ампутации низкого качества (напр. рубцами или покрыты кожным трансплантатом), может потребоваться отдаленный мышечный лоскут (3,4). Эти лоскуты могут потребовать переноса на место ампутации с использованием микрососудистого анастомоза кровеносных сосудов. Процедура является высокоинвазивной и может добавить болезненность в виде снижения функции, деформации и риска проблем с заживлением ран на участке донорской мышцы. Частота неудач лоскутов нижних конечностей может достигать 18,5% (5, 6). Частота изъязвления лоскута, как правило, выше в этих несущих лоскутах, как кожные, так и свободные от мышц лоскуты часто нуждаются в вторичных процедурах уменьшения объема для улучшения функции, и болезненные невромы не являются редкостью (6,7).

Клиническое решение, которое позволяет минимально инвазивно создавать новые мягкие ткани в месте ампутации без необходимости дальнейшего укорочения конечности, длинных шрамов, длительного восстановления и значительной заболеваемости донорского участка, могло бы значительно помочь нашим раненым воинам и изменить клиническую практику.

Аутологичная пересадка жира как потенциальное решение. Пересадка аутологичной жировой ткани — это минимально инвазивная хирургическая техника, которая начинается с забора жировой ткани из области живота или бедер с помощью липосакции через разрезы длиной менее 5 мм. Затем липоаспират обрабатывается для концентрирования жировой фракции и повторно вводится в донорский участок. Эта хирургическая процедура включает немедленную трансплантацию собственной ткани пациента за одну операцию. Он имеет преимущества:

• Разрезы с минимальным доступом
• Возможность пересадки значительного количества ткани (сотни граммов ткани)
• Может использоваться в условиях предшествующих хирургических вмешательств и наличия металлоконструкций.
• Обычно проводится амбулаторно
• Минимальная болезненность донорского участка в месте забора трансплантата
• Низкий риск по сравнению с более инвазивными хирургическими процедурами
• При необходимости можно повторить несколько раз, даже используя одни и те же донорские сайты.

Пересадка аутологичных тканей не является новой концепцией, а просто еще одним методом, как мы видели со многими типами лоскутов с использованием различных комбинаций мышц, жира и кожи, которые были хорошо задокументированы. Тканевые лоскуты берутся из разных мест и используются разными способами для достижения желаемых результатов. Лоскуты имеют собственное кровоснабжение, они более эластичны, чем кожные трансплантаты, и обычно дают гораздо лучшие результаты с косметической точки зрения, поскольку они могут лучше соответствовать тону и текстуре кожи. Кожные лоскуты также являются лучшим выбором, когда требуется «объем» ткани для заполнения контурных дефектов. Очевидным преимуществом является использование аутологичной ткани по сравнению с ксенотрансплантатами и аллотрансплантатами; каждый из которых имеет известные риски отторжения и неблагоприятных событий.

В литературе недвусмысленно продемонстрировано, что клиническая пересадка жира в ягодицах (подобная анатомическая область, несущая нагрузку) может быть выполнена безопасно и эффективно с коэффициентом ретенции около 75% на срок до 2 лет и более (23-25). При поиске статей о трансплантации жира в базе данных OVID более 9000 статей ссылаются на использование трансплантатов жира в самых разных клинических ситуациях. Более 100 ссылок относятся конкретно к данному предложению и представлены ниже.(26-132)

Исследователи предлагают провести клиническое испытание для оценки эффективности минимально инвазивной аутологичной пересадки жира для устранения боли и плохого прилегания протезов в местах ампутации. Эта хирургическая процедура включает немедленную трансплантацию собственной ткани субъекта и не требует надзора FDA. Важно отметить, что мы будем использовать наши знания и опыт работы с жировыми стромальными клетками, чтобы сравнить модификацию клеточной терапии регенеративной медицины процедуры пересадки жира с более традиционными препаратами для пересадки жира.

Самой большой проблемой, связанной с пересадкой жира, является непредсказуемая скорость резорбции жирового трансплантата. Вероятно, это связано со способностью регенерирующей жировой ткани быстро формировать новое кровоснабжение. В этом исследовании мы протестируем подход регенеративной медицины к обогащению жирового трансплантата аутологичными жировыми стволовыми клетками (жировой трансплантат, обогащенный стромальными клетками). Это может способствовать улучшению удержания трансплантата с течением времени и потенциально улучшить функциональные результаты.

Модифицированная подготовка жирового трансплантата включает концентрацию эндогенных стромальных клеток в материале трансплантата с целью увеличения удерживания трансплантата с течением времени. Аспирированный жировой материал, используемый для трансплантации жира, состоит из зрелых адипоцитов, небольшого количества фиброзной ткани и незрелых жировых стромальных клеток (ASCs). Эти жировые стромальные клетки представляют собой смешанную популяцию ненагруженных липидами клеток, которые служат для замены зрелых адипоцитов и сосудистых элементов. Обнаружены «преадипоциты», а также эндотелиальные клетки-предшественники и многолинейные клетки-предшественники. Следует отметить, что было показано, что ASCs стимулируют ангиогенез при стрессе в условиях гипоксии, и эти клетки могут играть важную роль в заживлении и сохранении объема жировых трансплантатов. Йошимура и др. др. (133) обнаружили, что жир, аспирированный с помощью канюли для липосакции (т. е. методом сбора жира для трансплантации), содержит меньше ASC по сравнению с цельным жиром. Это связано с тем, что большая часть ИСК располагается вокруг более крупных кровеносных сосудов, которые остаются интактными в донорском участке после липосакции тупоконечной канюлей. Относительное отсутствие ASC в липоаспирате может объяснить проблемы с реабсорбцией жирового трансплантата с течением времени. Обогащение липоаспирата АСК должно усиливать ангиогенез и, следовательно, ретенцию жирового трансплантата. Этот подход к клеточной терапии использует врожденную способность ASC как секретировать ангиогенные факторы, так и дифференцироваться в зрелые адипоциты. Улучшенное врастание кровеносных сосудов может привести к сохранению объема трансплантата и превосходным реконструктивным результатам.

Наша группа в Университете Питтсбурга разработала клинически полезные и масштабируемые методы GMP для экстракции ASC в рамках программы, финансируемой NIH, под руководством доктора Рубина (содиректора Центра стволовых клеток жировой ткани) в сотрудничестве с доктором Альбертом Донненбергом, директором клинические лаборатории для обработки клеток. В настоящее время мы начинаем полностью финансируемый проект с Вооруженными силами регенеративной медицины (AFIRM). Мы используем наши методы извлечения для проведения трансплантации жира, обогащенного ASC, для реконструкции лицевых травм, и это получило одобрение IRB в нашем учреждении. Этот процесс регулируется рекомендациями по клеткам, тканям и продуктам на основе клеток и тканей человека (HCT/P) согласно разделу 361 CFR (21CFR1271.10). Терапия HCT/P освобождается от требования подачи заявки на получение нового исследовательского препарата (IND).

Для этого проектного предложения мы расширили команду, включив в нее опыт реконструктивной пересадки жира, реконструкции нижних конечностей, физической медицины и реабилитации, дизайна протезов, нутритивной поддержки и оценки психосоциальных результатов. Учитывая первоначальный успех аутологичной трансплантации жира для реконструкции лица после травмы (анализ продолжается), даже без обогащения трансплантата жировыми стромальными клетками, мы считаем, что эта терапия может быть эффективно применена для лечения боли в конечностях. Эта процедура может быть выполнена амбулаторно без значительных разрезов на конечности, только с небольшими портами размером менее 5 мм. Отмечается, что это совершенно новое, экспериментальное применение традиционного лечения.