Гістологічний та ультраструктурний вплив кавітації, індукованої ультразвуком, на жирову шкіру людини

Даніеле Бані

З * кафедри експериментальної та клінічної медицини, секції анатомії та гістології (відділення гістології), Університет Флоренції, Флоренція, Італія; † Відділ пластичної хірургії та ‡ Відділ загальної хірургії, Відділення хірургії та трансляційної медицини, Флоренцкий університет, Флоренція, Італія.

Алессандро Кватріні Лі

Джанкарло Фрескі

Джулія Ло Руссо

З * кафедри експериментальної та клінічної медицини, секції анатомії та гістології (відділення гістології), Університет Флоренції, Флоренція, Італія; † Відділ пластичної хірургії та ‡ Відділення загальної хірургії, Кафедра хірургії та трансляційної медицини, Флоренцкий університет, Флоренція, Італія.

Анотація

Передумови:

В естетичній медицині найбільш перспективні методи неінвазивної скульптури тіла засновані на індукованій ультразвуком кавітації жиру. Ліпоредуктивні ультразвукові пристрої забезпечують клінічно значуще зменшення підшкірного жиру без значних побічних реакцій. Це дослідження має на меті оцінити гістологічні та ультраструктурні зміни, викликані ультразвуковою кавітацією на різних клітинних компонентах шкіри людини.

Методи:

Контрольні та оброблені ультразвуком зразки шкіри на повну товщину черевної порожнини та біоптати шкіри у пацієнтів, попередньо оброблених ультразвуковою кавітацією або без неї, вивчали гістологічно, морфометрично та ультраструктурно для оцінки можливих змін розміру і морфології адипоцитів. Також аналізували апоптоз адипоцитів та вивільнення тригліцеридів. Клінічну оцінку ефектів 4-тижневого ультразвукового дослідження проти фіктивних процедур проводили методом плікометрії.

Результати:

Порівняно з підробленими контрольними зразками, ультразвукова кавітація викликала статистично значуще зменшення розміру адипоцитів (Р 1) зростає попит на неінвазивні методи зменшення жиру, які є настільки ж ефективними, але при цьому комфортними та безпечними з мінімальним простоєм. Різні фізичні процедури, включаючи механічний масаж, електростимуляцію, радіочастотне випромінювання та "холодне" низькорівневе лазерне опромінення, були досліджені на предмет здатності викликати локалізоване зменшення жиру. 2–5 Однак при клінічному тестуванні більшість із них не виправдали очікувань, а деякі також порушили питання безпеки

Незважаючи на їх безсумнівну клінічну ефективність, біологічні механізми, що лежать в основі спостережуваних ліпоредуктивних ефектів, до кінця не вивчені. Було показано, що кавітація жирових клітин може спричинити вогнищеві зміни плазматичної мембрани та витік ліпідів, 15 але мало відомо про можливий шкідливий вплив ультразвуку на адипоцити, інші типи клітин жирової тканини (кровоносні судини та тучні клітини), та сусідні тканини, пересічені ультразвуковим пучком (епідерміс та дерма).

Поточне дослідження було розроблене для оцінки та кількісної оцінки гістологічних та ультраструктурних змін, викликаних ультразвуковою кавітацією на різних клітинних компонентах підшкірного жиру людини - тобто адипоцитах, клітинах судин та периваскулярних тучних клітинах - і верхніх тканинах шкіри, тобто шкірні фібробласти та епідермальні кератиноцити. З цією метою були використані зразки шкіри повної товщини ex vivo, взяті під час хірургічного втручання, та підшкірні біопсії підроблених та оброблених ультразвуком ділянок шкіри у окремих пацієнтів.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Це дослідження відповідало керівним принципам Гельсінської декларації із змінами, внесеними в Единбурзі, 2008 р. Його було схвалено Етичним комітетом медичного факультету Університету Флоренції, Італія. Усі випробувані дали письмову інформовану згоду на свою участь у дослідженні.

Дослідження Ex Vivo

Для морфометричного аналізу розміру адипоцитів цифрові мікрофотографії напівтинових зрізів товщиною 2 мкм були зроблені під світловим мікроскопом (Microstar IV, Райхерт, Зеефельд, Німеччина), оснащеному відеокамерою з високою роздільною здатністю Eurekam-9 та програмним забезпеченням (BEL Engineering, Monza, Італія). З кожного зразка було зібрано 10 випадково обраних мікрофотографій, кожна відповідала тестовій площі 65 700 мкм 2. Площу поверхні поперечних розрізів вакуолей ліпідів адипоцитів вимірювали за допомогою програми аналізу зображень ImageJ 1.33 (http://rsb.info.nih.gov/ij), після встановлення відповідного порогу, щоб включати лише осміофільні ліпідні вакуолі адипоцитів. Вакуолярні профілі ≤ 1000 мкм 2, що відповідають полярним перерізам, були виключені. Дані були представлені як середні значення (± SEM) контрольної та обробленої груп.

Для просвічувальної електронної мікроскопії надтонкі зрізи фарбували водним уранілацетатом та лужним субнітратом вісмуту, переглядали та фотографували під просвічуючим електронним мікроскопом JEM 1010 (Jeol, Токіо, Японія), оснащеному цифровою камерою MegaView III із високою роздільною здатністю та програмним забезпеченням для зображень (Jeol ). Різні компоненти підшкірної жирової тканини, тобто адипоцити, мікросудини крові та інтерстиціальна стома, у контрольних та оброблених ультразвуком зразках були ретельно досліджені та порівняні.

Вимірювання вивільнення тригліцеридів проводили в невеликих обсягах кондиціонованого середовища, взятого через 1, 15, 30 та 60 хвилин після ультразвукової або фіктивної обробки шкірних експлантів (n = 3). З цією метою було використано аналіз TRIG (ADVIA Chemistry, Bayer, CH). Значення, в мг/дл, нормалізували до маси зразка шкіри і виражали як мкг/мг тканини (волога вага), вважаючи Р ≤ 0,05 як значущу.

Дослідження in vivo

Статистичний аналіз

Проаналізовані кількісні параметри статистично аналізували, приймаючи окремих пацієнтів як одиниці вибірки (n = 3). Для морфометрії адипоцитів та аналізу TUNEL статистичну значимість відмінностей між групами оцінювали за допомогою непарного t-критерію Стьюдента. Криві часових показників рівнів тригліцеридів у кондиціонованому середовищі контрольних та оброблених ультразвуком зразків та плікометричних вимірювань дослідження in vivo порівнювали за допомогою двостороннього дисперсійного аналізу. В обох випадках використовувалося статистичне програмне забезпечення Graph Pad Prism 4.03 (GraphPad, Сан-Дієго, Каліфорнія). Значення P ≤ 0,05 вважалося значущим.

РЕЗУЛЬТАТИ

Візуальне дослідження напівтинових зрізів та морфометричний аналіз підшкірної жирової тканини шкірних експлантатів ex vivo (рис. 1) показали, що ультразвукова кавітація викликала помітне, статистично значуще зменшення (-23%) розміру вакуолей ліпідів в адипоцитах (контроль: 15 654) ± 942 мкм 2; кавітація: 11 423 ± 558 мкм 2; P Рис. 2). У пацієнтів 1 і 2 (біопсії брали через 1 день після останнього застосування УЗД) лікування спричинило значне зменшення (-26%) розміру вакуолей ліпідних адипоцитів (контроль: 11 908 ± 373 мкм 2; кавітація: 8637 ± 530 µm 2; P 2; кавітація: 6323 ± 200 мкм 2; P Рис. 3), не показали суттєвих відмінностей у співвідношенні ядерного мічення/немаркування між контрольною та досліджуваною ділянками жирової тканини (контроль: 0,09 ± 0,01; кавітація: 0,11 ± 0,03; об'єднані значення від 3 пацієнтів).