Method Article

Забор подкожной жировой клетчатки человека с использованием техники мини-липосакции

DOI:

10.3791/62635

⸱

September 27th, 2021

 ,  ,  ,  ,  , 
1Physiology, Exercise and Nutrition Research Group, University of Stirling, 2Department of Diabetes and Endocrinology, Forth Valley Royal Hospital

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Рукопись и связанное с ней видео демонстрируют технику чрескожной биопсии для получения образцов подкожной жировой клетчатки из областей, окружающих пупок. Этот метод является низкорисковым и эффективным способом исследования ряда параметров (например, экспрессии генов или белка, активности ферментов, содержания липидов) в жировой ткани.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Исследования жировой ткани полезны для понимания метаболических и других состояний. Подкожная жировая клетчатка человека доступна. При соответствующей подготовке и строгом соблюдении асептической техники подкожные жировые образцы могут быть безопасно и эффективно получены исследователями в неклинических условиях. После введения местного анестетика латерально к пупку, игла 14 г, прикрепленная к шприцу объемом 5 или 10 мл, вводится через кожу в подкожную клетчатку. Под всасыванием шприц перемещается поршневым, режущим движением для выделения фрагментов жировой ткани. Снятия поршня достаточно для того, чтобы фрагменты жировой ткани аспирировались через иглу в шприц. Одна биопсия может собрать около 200 мг ткани. Этот метод биопсии очень безопасен как для участников, так и для исследовательского персонала. После биопсии участники могут возобновить большинство повседневных действий, хотя им следует избегать плавания и чрезмерно напряженной деятельности в течение 48 часов, чтобы избежать чрезмерного кровотечения. Участники могут безопасно пройти 2 биопсии в течение одного дня, что означает, что метод может быть применен в исследованиях до-после острого вмешательства.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Жировая ткань может предоставить полезную информацию о метаболической функции человека. Подкожная жировая клетчатка человека легко доступна. Методика экстракции подкожной жировойклетчатки была впервые описана в середине 80-х годов 1; с тех пор первоначальный протокол был улучшен для повышения урожайности и улучшения переносимости участников исследования. Подкожная жировая клетчатка может быть получена из многочисленных участков, чаще всего из ягодиц1 и брюшной области2. Образцы из последних могут быть более желательными, поскольку они предоставляют более ценную информацию в контекстах, связанных с метаболическими заболеваниями3.

Биопсия подкожной жировой клетчатки методом мини-липосакции может быть безопасно и эффективно выполнена в неклинических условиях. После соответствующей подготовки сертифицированного врача и использования строгой асептической техники исследователи могут регулярно выполнять эти биопсии с минимальным риском как для участников, так и для исследователей. Команда биопсии должна состоять как минимум из 2 человек: человека, который будет выполнять биопсию, и помощника.

Лицу, ответственному за биопсию, поручено подтвердить личность участника, проверить, может ли участник безопасно пройти процедуру (см. этапы протокола 2.1-2.4 ниже), обеспечить комфорт участника на протяжении всей процедуры, обеспечить стерильную технику на протяжении всей процедуры, провести процедуру и предоставить участнику устные и письменные процедуры последующего ухода. Роль помощника заключается в обработке и быстрой обработке полученной жировой ткани для последующего анализа и / или хранения. Помощник также помогает, будучи «нестерильными руками» и гарантируя, что участник чувствует себя непринужденно на протяжении всей процедуры. Целью данного видео и статьи является описание пошаговой процедуры биопсии для безопасного получения подкожной жировой клетчатки из области живота.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ПРИМЕЧАНИЕ: Комитет по инвазивным или клиническим исследованиям Университета Стирлинга одобрил процедуру биопсии, описанную ниже. Все исследования, использующие эту процедуру, должны быть одобрены соответствующим независимым комитетом по этике. Лицо, принимающее биопсию, должно пройти формальное обучение описанной методике в соответствии с требованиями своего учреждения. Как правило, это включает в себя наблюдение за демонстрацией описанного метода биопсии жировой ткани сертифицированным врачом с последующей контролируемой практикой. После того, как стажер выполнил 10 практических биопсий жировой ткани у добровольцев под наблюдением, они будут осмотрены сертифицированным врачом, чтобы обеспечить хорошее знание и практику процедуры. Сертифицированный врач затем предоставляет человеку подписанную форму обследования.

1. Подготовка лабораторного зала

  1. Убедитесь, что в лаборатории есть соответствующая отдельная комната с чистыми, протираемыми непористыми поверхностями и чистой, удобной (предпочтительно непористой) кроватью, на которой участник может лежать лежа на спине. Очистите все необходимые поверхности для процедуры биопсии, используя 70% этаноловый спрей и чистые бумажные полотенца. Предоставьте чистые подушки или подушки для поддержки участника, если это необходимо.
  2. Держите соответствующие контейнеры для удаления острых предметов и мешки для биологически опасных отходов в пределах легкой досягаемости от области, где проводится биопсия, и в пределах легкой досягаемости человека, принимающего биопсию.
  3. Подготовьте оборудование, необходимое для процедуры, и установите на свежеочищенную общемедицинскую тележку до прибытия участника в лабораторию (рисунок 1). Полный список необходимых расходных материалов см. в Таблице материалов.

2. Подготовка участников

  1. Обеспечить, чтобы все участники предоставили письменное информированное согласие до прохождения процедуры в соответствии с протоколами, требуемыми независимым комитетом по этике учреждения. Кроме того, попросите участников заполнить письменную анкету, чтобы убедиться, что у них нет аллергии на какие-либо материалы, используемые в процедуре (а именно, никель, хром, местный анестетик, йод, моллюски и пластыри).
  2. Подтвердите личность участника. Убедитесь, что участник понимает процедуру, которую необходимо провести, и потенциальные вторичные эффекты, включая синяки, боль и инфекцию (таблица 1). Соберите устное согласие в дополнение к ранее полученному письменному информированному согласию.
  3. Опишите участнику, как будет проводиться процедура, с акцентом на то, как будет ощущаться введение анестетика и сама биопсия. Убедитесь, что участник чувствует себя комфортно при продолжении.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Местный подкожный анестетик будет производить ощущение жжения, похожее на укус пчелы короткой продолжительности. Многие участники сообщают о введении анестетика как о самой неудобной части техники. После того, как анестетик вступил в силу, участник должен чувствовать не более чем легкое ощущение дергания во время биопсии.
  4. Убедитесь, что у участника нет аллергии на местный анестетик (в частности, из аминомидного типа, если используется лидокаин или аналогичный), определенные металлы (никель и хром) и моллюски (при использовании растворов на основе йода). Кроме того, убедитесь, что участники не принимают никаких антикоагулянтных препаратов.
  5. Предоставьте участнику возможность пойти и опорожнить мочевой пузырь, если это необходимо, чтобы гарантировать, что им не придется прерывать процедуру или испытывать чрезмерный дискомфорт на этапе 4.1.

3. Процедура биопсии - инструкция для взятого биопсии

  1. Как только участник окажется в положении лежа на спине, определите место биопсии примерно на 5-10 см сбоку от пупка.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если участник должен пройти несколько биопсий в один и тот же день, определите участки биопсии на противоположных сторонах пупка для каждой биопсии. Это обеспечит максимальное расстояние между каждым участком биопсии.
  2. Мойте руки с мылом и теплой водой в соответствии со стандартными медицинскими рекомендациями4.
  3. Поместите стерильный лист на очищенную тележку или рабочую зону, позаботившись о том, чтобы коснуться только внешних краев листа.
  4. Наденьте стерильные хирургические перчатки, используя правильную асептическую технику. Пусть помощник откроет остальное оборудование таким образом, чтобы оно упало на подготовленный стерильный лист, не касаясь и не загрязняя оборудование. Убедитесь, что помощник следит за тем, чтобы не прикасаться к предметам при извлечении инструментов из их стерильных оберток.
  5. Поручите помощнику выдать небольшое количество раствора на основе йода на какую-нибудь стерильную марлю (не перенасыщая марлю) на рабочей поверхности.
  6. Стерилизуют примерно 5-10см2 вокруг выбранного места биопсии с помощью стерильной марли и раствора на основе йода. Убедитесь, что кожа очищена спиральным движением, движущимся наружу от предполагаемого места биопсии. Повторите процедуру очистки кожи дважды. Удалите лишнюю жидкость (например, стекающую со стерильной области), протерев свежей стерильной марлей.
  7. Вместе с помощником устно подтвердить содержание местного анестетика флакон (2% лидокаина в этом протоколе) и то, что это в пределах срока его годности. Попросите помощника держать открытый флакон вверх ногами и втянуть 5 мл местного анестетика в шприц, используя иглу весом 21 г. Утилизируйте иглу в корзину для острых предметов и убедитесь, что шприц свободен от пузырьков воздуха.
  8. Нанесите иглу весом 26 г на шприц и изгоните пузырьки воздуха. Аккуратно защемите брюшную кожу и жировую ткань, отодвинув ее от брюшной стенки. Затем вводят иглу горизонтально в подкожную клетчатку под углом не более 10° относительно поверхности кожи.
    1. Выньте плунжер шприца еще на 0,5 мл (чтобы убедиться, что игла не находится в кровеносном сосуде). Если в шприце появляется кровь, выньте и снова вставьте иглу под другим углом.
    2. Поднимите блеб диаметром 2-4 мм, чтобы обезболить область введения.
    3. Продвиньте иглу в подкожную клетчатку и введите ~ 1 мл лидокаина в веерообразном рисунке (рисунок 2), заботясь о том, чтобы каждый раз вынимать поршень перед инъекцией анестетика.
    4. Удалите и утилизируйте иглу 26 G, приложите иглу 21 G к шприцу, избавьте любые пузырьки воздуха и введите оставшиеся ~ 4 мл лидокаина в веерообразном рисунке (рисунок 2), заботясь о том, чтобы вывести поршень каждый раз перед инъекцией анестетика.
  9. Подождите примерно 5 минут, пока местный анестетик вступит в силу. Используйте стерильный скальпель, чтобы мягко протолкнуть область биопсии, чтобы i) убедиться, что местный анестетик вступил в силу и ii) определить границы анестезируемой области. При необходимости подождите еще минуту или две и проведите повторную оценку.
  10. Убедившись, что местный анестетик работает, аккуратно зажмите кожу и жировую ткань (как на этапе 3.8) и используйте стерильный скальпель, чтобы сделать небольшой прокол в коже размером 1-2 мм.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Он должен быть достаточно большим, чтобы облегчить вход иглы весом 14 г, и должен быть достаточно маленьким, чтобы не требовалось шва для ее закрытия. Обычно с этого момента происходит некоторое кровотечение, которое можно контролировать с помощью куска стерильной марли.
  11. Сначала нанесите иглу 14 г на шприц объемом 5 или 10 мл. Затем, осторожно зажимая кожу и жировую ткань, постепенно вводят иглу через прокол в жировую ткань примерно по центру в анестезируемой области и под углом не более 10° относительно поверхности кожи.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Во всех случаях продвижения иглы на этапе 3.11 должен поддерживаться угол шприца, не превышающий 10°.
    1. Применяйте всасывание, отводя плунжер примерно до отметки 2,5 мл. Возьмите биопсию, переместив иглу быстрым движением назад и вперед, чтобы разрезать фрагменты жировой ткани. Примерно через 30 секунд скрутите иглу и шприц через 90° и повторите эту процедуру, чтобы разбить фрагменты жировой ткани, которые затем аспирируются в шприц путем отсасывания.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Можно использовать шприцы других размеров. Важно, чтобы исследователь выбрал размер шприца, который позволяет как хорошо сцепляться со шприцем, так и комфортно поддерживать втягивание плунжера для поддержания вакуума. Доступны запирающие шприцы, которые поддерживают вакуум, что может улучшить контроль иглы и уменьшить воспринимаемую сложность для взятия биопсии 5.
    2. Примерно через 45-60 с этапа 3.11.1 извлеките иглу и опорожните содержимое шприца на слой марли, покрывающий весовую лодку. Убедитесь, что просвет иглы обращен вниз, чтобы избежать потенциального разбрызгивания крови.
    3. Повторите шаги 3.11.1 и 3.11.2 не более 3 раз. Убедитесь, что участник доволен продолжением перед каждым повторением вышеуказанной процедуры.
    4. При выполнении шагов 3.11.1 и 3.11.2 поручите помощнику обработать и подготовить образцы к анализу/хранению (см. раздел 5).

4. Процедура постбиопсии

  1. Как только будет получен удовлетворительный образец (т.е. ~ 200 мг) жировой ткани, поместите 1-2 слоя стерильной марли поверх проколотой раны, затем поместите на них пакет со льдом и примените твердое давление в течение примерно 10 минут, чтобы вызвать гемостаз.
  2. Когда гемостаз произошел, протрите любой раствор на основе йода / высушенную кровь стерильной марлей и нанесите на место адгезивную раневую повязку с абсорбирующей прокладкой. Убедитесь, что участник чувствует себя хорошо, и предоставьте устные и письменные инструкции по последующему уходу в месте биопсии.
    1. Подчеркните, что участники, скорее всего, будут демонстрировать некоторые синяки в течение следующих нескольких дней. Сообщите им, что это может быть существенным, хотя оно сведено к минимуму пакетом льда на этапе 4.1 и будет решено без длительных последствий.
    2. Рекомендуется, чтобы если участники чувствовали какой-либо дискомфорт / боль после того, как анестетик износился, они должны принимать анальгетики, такие как парацетамол, следуя инструкциям на упаковке, но воздерживаться от приема анальгетиков, которые обладают антикоагулянтной активностью (например, ибупрофен или аспирин).
    3. Объясните, что отек, покраснение или выделения из места биопсии являются признаками инфекции. В маловероятном случае, если эти признаки или симптомы возникают, проинструктируйте участника срочно обратиться за медицинской консультацией к врачу или местному отделению неотложной помощи. Сообщите участнику, что если он обращается за медицинской консультацией, он также должен уведомить исследовательскую группу.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Как исследовательский персонал, ни специалист по биопсии, ни помощник не могут предоставлять медицинские консультации или лечение; однако важно, чтобы исследовательская группа знала и регистрировала все случаи осложнений, возникающих в результате процедуры биопсии.
    4. Рекомендуем участникам избегать плавания или чрезмерно напряженной деятельности в течение 48 ч, пока место разреза не закроется.
  3. Удалите все использованные острые предметы и загрязненные материалы в специальные острые и/или контейнеры для клинических отходов.
  4. Очистите все поверхности, используемые в процедуре биопсии, используя 70% этаноловый спрей и чистые бумажные полотенца. Поместите одноразовые и неразовые предметы постельного белья в соответствующие клинические пакеты для утилизации или очистки соответственно.

5. Обработка образцов - инструкция для помощника

  1. Используйте стерильный пинцет и 0,9% физиологического раствора для промывки образца жировой ткани для удаления видимых загрязнений (т.е. крови, сосудистой системы). Затем взвесьте образцы жировой ткани с помощью цифровых весов. Разделите ткань на кусочки соответствующего размера для последующего анализа и поместите их в соответствующие пробирки для хранения с помощью стерильного пинцета. Погружайте пробирки, содержащие биопсию жировой ткани, в жидкий азот при -190 °C для мгновенного замораживания до тех пор, пока образцы не будут сохранены при -80 °C.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Помощник должен завершить обработку образца как можно быстрее, обычно в течение 3 минут после аспирации образца, чтобы свести к минимуму потенциальную деградацию образца.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описанная процедура биопсии жировой ткани является эффективным и низкорисковым методом для исследователей для получения образцов подкожной жировой клетчатки от добровольцев. Мы провели 39 биопсий подкожной жировой клетчатки с использованием описанной процедуры у 11 здоровых женщин с нормальным весом (возраст 27,4 ± 3,3 года; индекс массы тела (ИМТ), 22,6 ± 1,5кг.м2). Все участники посещали лабораторию с 07:00 до 10:00 после 8-12-часового периода голодания. Выход образца с использованием этой процедуры биопсии ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описанный протокол и связанное с ним видео предоставляют пошаговый обзор метода мини-липосакции для получения образцов подкожной жировой клетчатки из брюшной области. Эта исследовательская группа выполнила в общей сложности 124 биопсии в течение 19 месяцев без каких-либо побочных эффектов у участников. Процедура безопасна и связана с минимальным риском для участников или команды биопсии при условии соблюдения описанных мер безопасности. Асептическая техника (включая вскрытие и дозирование стерильного оборудования без заг...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет конфликта интересов, о которых можно было бы заявить.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет финансирования для декларирования.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Товар: 14 G игла
14 G x 3 1/8" 210 мм x 80 мм		B Braun4665473За биопсию: 1
Товар: 21 G игла
21 G x 1 1/2" 0,8 мм x 38 мм		TerumoAN*2138R1За биопсию: 2
Товар: 26 G  игла
26 G x 1/2" микрокопья игла 0,45 мм x 13 мм		BD303800За биопсию: 2
Товар: 5 мл шприц
5 мл luer		DB пластипак302187За биопсию: 2
Товар: Адгезивная повязка на рану
Opsite Post-Op Dressing 9,5 x 8,5		Smith & Племянник6600709За биопсию: 1
Шт.: Одноразовый стерильный скальпель
Одноразовый скальпель Стерильное лезвие No 10		Swann Morton/0501За биопсию: 1
Шт.: Icepack
BlueDot Многоразовый горячий/холодный пакет 26,5 см x 13,0 см		NuCareF711За биопсию: 1
Шт.: Антисептик на основе йода
Антисептический раствор Videne		Ecolab Videne3030440Per биопсия: q.s
Товар: Лидокаин 2% без эпинефрина
Лидокаин 2% для инъекций 5 мл		B Braun3558553За биопсию: 5 мл
Товар: Нестерильные перчатки
Чувствительные нитриловые перчатки Starguard без опухи Starguard		SG-N-SЗа биопсию: пара
Товар: Хлорид натрия 0,9%
Хлрид натрия 0,9% с внутривенной инфузией BP		BBraunS8004-5384За биопсию: С.
Товар: Стабилизирующий раствор*
RNAlater Стабилизационный раствор		ThermoFisher ScientificAM7020За биопсию: q.s
Товар: Стерильные щипцы
Стерильные щипцы		RocialleRML109-006За биопсию: 1
Товар: Стерильные марлевые тампоны
Нетканые тампоны стерильные 7,5 x 7,5 см		Prestige1860За биопсию: 5
Товар: Стерильные перчатки
Prestige мягкие виниловые стерильные медицинские перчатки без опухи		PrestigeS: P4301
M:P3302
L:P3301		На биопсию: пара
Товар: Стерильные микроцентрифужные пробирки
1,5 мл Стерильные микроцентрифужные пробирки		StarLabI1415-5510На биопсию: q.s
Товар: Стерильный лист
Бумага обычная белая 90 x 90 см		RocialleRML 126-216На биопсию: 1
элемент: Взвешивание лодки<бр/> Ромбовидная форма веса лодкиHeathrow ScientificHS1427CЗа биопсию: 1
* обозначает дополнительные материалы

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Beynen, A. C., Katan, M. B. Rapid sampling and long-term storage of subcutaneous adipose-tissue biopsies for determination of fatty acid composition. American Journal of Clinical Nutrition. 42 (2), 317-322 (1985).
  2. Moran, C. N., et al. Effects of diabetes family history and exercise training on the expression of adiponectin and leptin and their receptors. Metabolism. 60 (2), 206-214 (2011).
  3. Jialal, I., Devaraj, S. Subcutaneous adipose tissue biology in metabolic syndrome. Hormone Molecular Biology and Clinical Investigation. 33 (1), (2018).
  4. WHO Guidelines on hand hygiene in health care: a summary. World Health Organization. , Available from: https://www.who.int/gpsc/5may/tools/who_guidelines-handhygiene_summary.pdf (2009).
  5. Kettwich, L. G., et al. New device technologies for subcutaneous fat biopsy. Amyloid. 19 (2), 66-73 (2012).
  6. Preston, R. M. Aseptic technique: evidence-based approach for patient safety. British Journal of Nursing. 14 (10), 540-546 (2005).
  7. Handiyani, H., Meily Kurniawidjaja, L., Irawaty, D., Damayanti, R. The effective needle stick injury prevention strategies for nursing students in the clinical settings: a literature review. Enfermeria Clinica. 28, Suppl 1 167-171 (2018).
  8. Raggio, B. S., Barton, B. M., Kandil, E., Friedlander, P. L. Association of continued preoperative aspirin use and bleeding complications in patients undergoing thyroid surgery. JAMA Otolaryngology-Head & Neck Surgery. 144, 335(2018).
  9. Cartwright, I. J., Pockley, A. G., Galloway, J. H., Greaves, M., Preston, F. E. The effects of dietary omega-3 polyunsaturated fatty acids on erythrocyte membrane phospholipids, erythrocyte deformability and blood viscosity in healthy volunteers. Atherosclerosis. 55 (3), 267-281 (1985).
  10. Hemmrich, K., Denecke, B., Paul, N. E., Hoffmeister, D., Pallua, N. RNA isolation from adipose tissue: an optimized procedure for high RNA yield and integrity. Laboratory Medicine. 41 (2), 104-106 (2010).
  11. Chachopoulos, V., et al. A technique for subcutaneous abdominal adipose tissue biopsy via a non-diathermy method. Journal of Visual Experiments: JoVE. (127), e55593(2017).
  12. Civelek, M., et al. Genetic regulation of human adipose microRNA expression and its consequences for metabolic traits. Human Molecular Genetics. 22 (15), 3023-3037 (2013).
  13. Chen, Y. C., et al. Feeding influences adipose tissue responses to exercise in overweight men. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism. 313 (1), 84-93 (2017).
  14. Mendham, A. E., et al. Exercise training results in depot-specific adaptations to adipose tissue mitochondrial function. Scientific Reports. 10 (1), 3785(2020).
  15. Carswell, K. A., Lee, M. J., Fried, S. K. Culture of isolated human adipocytes and isolated adipose tissue. Methods in Molecular Biology. 806, 203-214 (2012).
  16. Arner, P., Andersson, D. P., Backdahl, J., Dahlman, I., Ryden, M. Weight gain and impaired glucose metabolism in women are predicted by inefficient subcutaneous fat cell lipolysis. Cell Metabolism. 28 (1), 45-54 (2018).
  17. Mutter, G., et al. Comparison of frozen and RNALater solid tissue storage methods for use in RNA expression microarrays. BMC genomics. 5, 88(2004).
  18. Coleman, S. Structural fat grafting: more than a permanent filler. Plastic and Reconstructive Surgery. 118, Suppl 3 108-120 (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Subcutaneous Adipose TissueMini Liposuction TechniqueAdipose Tissue BiopsyHuman Adipose SamplingLocal Anesthetic AdministrationAseptic TechniqueTissue Fragment IsolationSyringe AspirationBiopsy Site CareMetabolic Research

Related Articles