Ultrazvuk-asistované lipoplasty se stal společný postup pro extrakci tuku, spolu s konvenční vakuové liposukce. Existuje trend srovnávat lipoplastiku asistovanou ultrazvukem s vakuovou liposukcí, přesto je důležité zdůraznit, že každý používá k extrakci tuku zcela odlišné fyzikální režimy a techniky. Výzkum porovnávající účinnost lipoplastiky asistované ultrazvukem s vakuovou liposukcí byl hlášen a nadále se hodnotí.
od jeho časného použití Zocchi1-3 a Maillard et al.,4 bylo získáno mnoho zkušeností a znalostí o vedlejších účincích a komplikacích. I krátkodobé nežádoucí účinky, jako jsou popáleniny, infekce, fibróza, serom, a koagulaci cév a nervů již byly zaznamenány a hlášeny, dlouhodobé komplikace jsou možné.
nedávné studie uváděly použití lipoplastiky asistované ultrazvukem na prsu4 a extrakce vysokých objemů tuku. Důraz by měl být kladen na dlouhodobé účinky ultrazvuku-asistované lipoplasty na mladé pacienty, když citlivých oblastech, jako je hlava, krk a prsa jsou ošetřené a když high-intenzity ultrazvukové energie je aplikována v těsné blízkosti velkých cév a nervů.
běžně přijímané chápání fyziky ultrazvukové energie ovlivňující okolní tkáň zahrnuje tepelné, kavitační a mechanické účinky. Důkladný přehled literatury týkající se chemie a fyzika ultrazvuku energie, nicméně, odhaluje podrobnější a komplexní mechanismus, který může přispívat k nepříznivé účinky ultrazvukové energie v biologických systémech. Tento mechanismus zahrnuje tři hlavní faktory, které mohou vytvářet dlouhodobé komplikace, pokud jsou spojeny s lipoplastikou asistovanou ultrazvukem:
-
Sonoluminescence, nebo konverzi zvuku do světla, které může vyvolat ultrafialové a možné, měkké X-ray záření,
-
Sonochemistry, které výsledky v různých volných radikálů, vedlejších produktů,
-
Tepelný účinek na hluboké měkké tkáně, což by mohlo mít pozdní následky jako Marjolin vřed-jako jev
názor, že použití ultrazvuku nemá žádné podstatné riziko je obecně uznáván. Tato studie zkoumá potenciální rizika spojená s transformací ultrazvukové energie s vysokou intenzitou a její možné dlouhodobé nebezpečné účinky na měkké tkáně.
Fyzika Sonoluminescence
Ultrazvukové energie je generována pomocí přeměny elektrické energie pomocí piezoelektrického krystalu, který se nachází v rukojeti kanyly. Ultrazvukové energie, vyzařované převodník může vytvářet kavitace—rozšíření a rychlý kolaps malé bubliny v roztoku—s energií dostatečnou k výrobě sonoluminescence jev. Bubliny, které jsou vytvořeny a trvale s zvukové vlny v kapalině, rychle v zvukové pole a vydávají záření černého tělesa, odhalující nestrukturované spektra, ve vodě, sahá od infračervené oblasti dosahuje asi 190 nm. Při této vlnové délce je detekována nejvyšší intenzita emisí. Tato vlnová délka odpovídá 25 000 K. to však v žádném případě není skutečná teplota dosažená při kolapsu bubliny, protože molekuly vody začnou absorbovat světlo při této vlnové délce. Na sonoluminescence pozorovat z organické kapaliny je spojeno s mnohem nižší teplotou, ale zavedení tumescentní roztok do tkáně ozářené ultrazvukem energie vytváří vodném prostředí o vyšší energii kavitace. V experimentálních prací in vitro, bombardování ze vzduchu bubble ultrazvukem energie ve vodném prostředí na rozmezí mezi 20 KHz a 1 MHz způsobuje ji rozšířit, protože pokles akustického tlaku, což vede k cca 25-násobné zvýšení v průměru do průměru 100 µm. Když zvuková vlna dosáhne poloviny svého cyklu, vnitřek bubliny je prakticky vakuum, protože plyn je velmi rozptýlen. Po dosažení maximálního průměru se akustický tlak začne zvyšovat a výsledný tlakový rozdíl mezi vnitřkem a vnějškem vede k rychlému zhroucení bubliny. Jako bublina obklady, jádro může teplota vzrůst na 72,000° K a dokonce až na 10 milionů stupňů Kelvina, a sonoluminescence—emise světla ve viditelné, ultrafialové, a dokonce i měkké X-ray spektra—mohou nastat. Průměr bubliny skáče nahoru a dolů na krátkou dobu, a pak nový výbuch zvuku může vytvořit efekt znovu. Záře světla se zdá být nepřetržitá, i když ve skutečnosti bliká ve velmi rychlých cyklech v délce asi 50 psec.5 existuje několik dalších vysvětlení mechanismu vyzařujícího světlo, ale výše uvedené je nejsnadněji přijato.
v sonoluminiscenci, jak se nazývá proces přeměny zvuku na světlo, bublina koncentruje energii akustických vibrací faktorem 1 bilion. To znamená, že vlnová délka zvuku, která pohání bublinu, je dlouhá centimetry, ale světlo je vyzařováno z oblasti atomových rozměrů. Kavitaci způsobené ultrazvukové energie, vyzařované zářičem v procesu ultrazvukem asistované lipoplasty můžete vytvořit podobný jev generování sonoluminescence.
biologické účinky Sonoluminiscence
očekává se, že biologické účinky budou komplikované a vícerozměrné. Přestože fyzické podmínky pro vytvoření sonoluminescence lze předpokládat s ultrazvukem asistované lipoplasty stroje, sonoluminescence se očekává, že bude stěží detekovatelný v rámci emulze vytvořené tkáně a buňky rozpad během vysoce intenzivní kavitaci vytvořil ultrazvuk ozáření na měkké tkáně.
Vona et al.6 ukázaly, sonoluminescence z blízké ultrafialové emise přibližně 250 nm a marginální podporu pro výrobu vyšší energie fotonů, případně včetně biologicky škodlivé daleko ultrafialové a měkké rentgenové emise v extracorporeal shock wave lithotriptor, což způsobuje kavitaci v oblasti mimotělní rázové vlny. Carstensen et al.7 ukázaly, že ultrazvuková energie není specifická pouze pro tukovou tkáň. Autoři demonstrují lýzu erytrocytů vystavením kontinuálním vlnám 1 MHz ultrazvukových vln. „Pozorování sonoluminiscence jsou v souladu s hypotézou, že buňky jsou lyzovány inerciální (přechodnou) akustickou kavitací. „7
Většina literatury týkající se tohoto jevu, i když pozorované v různých laboratorním prostředí, může indikovat množství a úrovně energie v tip kanyly používané v standardní ultrazvuk-asistované lipoplasty stroje. To je obvykle v rozmezí 50 až 150 W / cm2, při frekvenci přibližně 20 KHz.
Sonochemie
šíření ultrazvukových vln médiem se skládá z kompresních a řídkých cyklů. Bublina se zhroutí během komprese část, a protože vysoké teploty vytvořené během tohoto rozpadu, chemické vazby molekuly uvězněné v dutině prasknutí. Proto se navrhuje, aby výzkumníci zajímali o sonochemical reakce zvolit low-tlak par rozpouštědla a high-tlak páry rozpuštěných látek. Mechanismy navržené pro sonochemické reakce vždy zahrnují volné radikály. Tyto volné radikály jsou vedlejším produktem stručný vysoké teploty spojené s adiabatické komprese bublin na kavitační proces. Jiné interpretace sonochemické reakce však zahrnují ionty; tyto teorie jsou založeny na obrovských elektrických gradientech, které se vyvíjejí s kolapsem bubliny.
produkty generované účinky ultrazvuku pomocí kavitace a sonoluminescence a ionizujícího záření na různých uhlíkový řetězec molekuly jsou výrazně podobné.8 technika elektronové spinové rezonance se používá ke stanovení charakteristik rozmanitosti volných radikálů vytvořených v biologických médiích analýzou elektronového spinového rezonančního spektra aduktu.9
Akustické vlny, což odpovídá asi 110 dB jsou povinni vytvářet charakteristické bubliny pohybu sonoluminescence.
energie z kolapsu je dostatečně silná, aby rozpadla molekuly uvnitř bublin. Disociované molekuly emitují světlo při rekombinaci. Tento efekt, označovaný jako chemiluminiscence, byla poprvé hlášena Virginií F. Griffing Katolické univerzity v roce 1952. Doprovází přechodnou kavitaci a používá se k zahájení neobvyklých chemických procesů.5
biologické účinky Sonochemie
selektivní účinky sonochemie nebyly stanoveny. Sonochemická aktivita byla hlášena jako příčina nežádoucích biologických účinků in vitro a in vivo ultrazvukové expozice. Hydroxylové a vodíkové radikály vytvořené v procesu chemické reakce ve vodném prostředí mohou reagovat s RNA a DNA a vést ke změně nukleové sekvence.10 Liebeskind et al.11 ukázaly, že ultrazvukové vlny diagnostických intenzit mohou ovlivnit DNA živočišných buněk. Volné radikály mohou zničit buňky tím, že reaguje s DNA přímo, nebo tím, že způsobí peroxidace buněčných a organely, membrány, narušení intracelulární matrix, a změna důležitá bílkovina enzymatické procesy.Bylo prokázáno, že 12 nízkých ultrazvukových intenzit vytváří sonoreakce nukleové kyseliny vodíkem a hydroxylovými radikály ve vodných roztocích v hladinách až 1,7 W / cm2.13 Thymin a uracil bylo zjištěno, že nejvíce reaktivní nukleových kyselin volnými radikály v sonoreactions s prahovou intenzitu přibližně 0,5 W/cm2.14 kinetika sonoreaction thyminu je první a zero-order závislé na teplotě. Degradace thyminu s ultrazvukových vln, je přidání hydroxylové radikální 5-6 dvojnou vazbu thyminu, s následnou degradaci cis-glykol a trans-glykol. Chemická rychlost reakce thyminu může být dostatečně velká, aby vytvořila “ podstatnou chemickou změnu během prodloužené sonikace živých systémů.“13 Sonoluminescent a sonochemical účinky byly zjištěny ve spojení s fakoemulzifikace zařízení, případně způsobuje kyslík tvorbě volných radikálů vede k poškození endotelu rohovky na operaci.15
„Sonodynamic terapie je slibnou novou modalitou pro léčbu rakoviny na základě synergického účinku na nádorové buňky zabíjí tím, že kombinace drog (typicky fotografie-senzibilizátor) a ultrazvuk.“16 Miyoshi et al.16 ukázaly “ mechanismus sonodynamického působení, který zahrnoval fotoexcitaci senzibilizátoru sonoluminiscenčním světlem, s následnou tvorbou singletového kyslíku.“
Riesz et al.17 pozorovali produkci methylových radikálů pomocí 50 KHz sonolýzy acetonu nasyceného vodou a směsí acetonitrilu ve vodě. Harrison et al.18 zkoumali vliv tón-praskla ultrazvukové vlny na cytotoxické léky a prokázal zesílení clonogenic cytotoxicity z doxorubicin hydrochlorid (Adriamycin) a diaziquone a produkci hydroxylových radikálů ve vodném prostředí na míry tak nízké, jak je 0,4 W/cm2.
volné radikály jsou vysoce reaktivní látky a očekává se, že okamžitě reagují s okolními tkáněmi. Zbytkové produkty rozkladu, včetně volných radikálů produkovaných pomocí pevné kanyla v ultrazvuku-asistované lipoplasty, jsou jen částečně odsaje z těla a může být větší problém, protože větší množství reaktivního materiálu je zanechal v podpovrchových vrstev kůže pro delší časové období.
Tepelný Efekt
Expozice ve vodném prostředí nebo tkáně se ultrazvuk ozáření generuje různé stupně tepla v závislosti na množství ultrazvukové energie vstřebává v postižené médium. Ultrazvukový paprsek procházející tkání je částečně absorbován a vytváří gradient nárůstu teploty podél hloubky tkáně na ose paprsku. Vysoká teplota vytvořená v důsledku kolapsu bubliny je omezena na umístění bubliny, jejíž velikost se odhaduje na 100 µm. Většina ozářených kapalina je také zahřeje, nicméně, když ultrazvuk záření 100 W/cm2 prochází 50 ml roztoku uchovávány na suchém ledu aceton teplotě -78° C. naměřená teplota na konci 3 hodiny ozáření je přibližně -10° C. Nárůst teploty koreluje s intenzitou ultrazvuku,jak prokázali ter Haar a Hopewell, 19, i když byl měřen pouze v rozsahu nízké intenzity 1,5 až 3 W/cm2. Tkáně, zvýšení teploty je funkce vedením a prouděním, s různým stupněm významu prokrvení tkáně, dosažení rovnováhy po počáteční lineární nárůst teploty nebo poklesu teploty po zvýšení prokrvení tkání.
Ultrazvuk-asistované lipoplasty je postup, který odhaluje podkoží vysoké intenzity ultrazvukové energie, generování vysoké teploty, zvlášť, když vysoce energetické stroje se používají. Aplikace ultrazvukové energie indukované hypertermie způsobila poškození endotelu krevních cév v modelu prasete.20 neočekává se, že tepelný účinek sondy bude omezen na její průměr, ale překročí její okraje.21 vnější aplikace ultrazvukové energie v rozmezí 1,5 až 3 W / cm2 při 0.75 MHz na kůži vede k maximální vzestup teploty v různých vzdálenostech pod kůži, s vzduchové bubliny mezi sondou a kůží, nebo bubliny v podkoží, což může vést k nadměrné lokalizované topení. Čím nižší je Ultrazvuková frekvence, tím nižší je intenzita potřebná k vytvoření spontánní tvorby bublin.
tepelný efekt nevytváří žádné detekovatelné morfologické změny v mozkové tkáni savců při teplotách nižších než 43° C as nízkou intenzitou ultrazvukové energie, pokud je udržována po dobu kratší než 10 minut.22 za nízkou nabídku energie, když je teplota nízká, kavitace je hlavní příčinou poškození tkáně, a proto větší význam, než tepelný účinek (což způsobuje poškození tkáně při vyšších teplotách). Oteplení se očekává, že bude mnohem vyšší, když jsou vystaveny high-energie ultrazvuku-asistované lipoplasty, ukazujících významné škodlivé účinky na ozářených tkáních. Počáteční obrázky endoskopie ukazující, co se zdá být neporušené nervy a krevní cévy, mohou představovat tepelně degenerovaná nervová vlákna a koagulované krevní cévy.
tepelný účinek ultrazvuku-asistované lipoplasty stroj odpovídá množství energie použita úroveň hydratace o tumescentní tekutiny, a čas expozice. Ačkoli tepelný účinek může vést k fibróze a utažení kůže, dlouhodobý účinek na hluboké měkké tkáně dosud nebyl studován. Takzvaný
„marjolinový vředový efekt“ se může vyvinout v hluboké tkáni jizvy po spálení.
Zvyšuje Rizikové Faktory Ultrazvukem asistované Lipoplasty
-
doba Trvání operace—delší zákrok, tím vyšší je potenciální expozice škodlivými účinky ultrafialového a měkké x-ray záření, volné radikály, a tepelný účinek.
-
intenzita energie-i když jsou stroje s vyšší energií účinnější, odpovídají vyššímu riziku poškození.
-
typ tkáně-Nedávná klinická práce byla hlášena u lipoplastiky asistované ultrazvukem na prsní tkáni, což by mělo vyvolat obavy ohledně pozdějšího vývoje karcinogenních změn. Ultrazvuk-asistované lipoplasty hlavy, krku a tkání v těsné blízkosti velkých cév a nervů by měly být vyhodnoceny z důvodu aplikace vysokých energií v blízkosti citlivých struktur.
-
Věk pacienta—Použití ultrazvuku-asistované lipoplasty techniku mladých pacientů může zvýšit své šance pro pozdější komplikace, jako je například zpoždění ultrafialové a rentgenové záření a tepelný účinek.
diskuse
ultrazvuková energie byla použita v různých lékařských, diagnostických a terapeutických aplikacích. V posledních letech došlo ke zvýšení zájmu o jeho využití v estetické plastické chirurgie, konkrétně v jeho aplikaci ve vnitřním ultrazvukem asistované lipoplasty a v poslední době, v externí ultrazvuk-asistované lipoplasty. Komplexní a nepříznivé fyzikální, chemické a biologické jevy mohou vzniknout z ultrazvukové energie aplikované na měkké tkáně. Vnější použití ultrazvukových energií v terapeutických nástrojích bylo považováno za bezpečné, bez významných účinků při intenzitách menších než 100 mW/cm2 prostorový vrchol, časová průměrná intenzita ve volném poli ve vodě.23 byly pozorovány škodlivé biologické účinky ultrazvukového ozařování s nízkou intenzitou na prenatální vývoj myší.24 Poruchou kosterního růstu spojené s užíváním terapeutické ultrazvukové expozice mezi 3 až 4 W/cm2 a změny ve struktuře kostí s expozicí úrovni tak nízké, jak 0,5-1 W/cm2 byly zaznamenány, a proto ultrazvuková terapie zahrnující jiných určitých cílových orgánů a za dalších stanovených podmínek bylo kontraindikováno.25 v experimentální práci bylo prokázáno, že ultrazvuková energie má sonoluminiscenční, sonochemické a tepelné účinky. Kvůli složitosti proces kavitace a mnoho proměnných, které ovlivňují jeho výsledky in vivo, ultrazvuk expozice, která produkuje biologické poškození v jedné situaci, nemusí produkovat žádné kavitace činnost nebo vliv v jiné situaci.26 Nicméně, high-intenzity ultrazvukové energie na těchto úrovních by měl být používán s extrémní opatrností u high-objem extrakci tuku, v citlivé tkáně oblastech, jako je prsu, hlavy a krku, v tkáních v těsné blízkosti velkých cév a nervů, a když se aplikuje u mladých pacientů.
V jeho studiích, Zocchi13 tvrdí, že v ultrazvuku-asistované lipoplasty, tukové tkáně jsou selektivně zaměřeny na ultrazvuk, chirurgické akce. Můžeme správně udržovat ultrazvukem asistované lipoplasty ovlivňuje tukové tkáně, ale pokud vezmeme v úvahu fyzikální, chemické, a biologické účinky ultrazvukové energie při vysoké intenzity, můžeme očekávat, že bude mít vliv na mnohem širší škálu tkání. Volné radikály, sonoluminescence, a vysoké teploty se očekává, že budou neselektivní v ovlivnění měkkých tkání a může být hlavní příčinou dlouhodobé nežádoucí účinky s vysokou intenzitou ultrazvuku ozařování na hlubokých tkání. Selektivita lipoplastiky asistované ultrazvukem může být určena silou různých typů tkání a projevila by se rychlostí aspirace tkáně. Síla tkáně by také vysvětlila minimální množství krvácení s aspirací pomocí lipoplastiky s ultrazvukem ve srovnání s konvenčními metodami.27 různé publikace svědčí o neselektivitě ultrazvukové energie na biologické tkáni. V několika experimentech prováděných in vivo na laboratorních myších, závažné poškození jater a střevní tkáně byl vyroben s ozáření 800 KHz při intenzity od 1 do 25 W/cm2. Poškození tkáně došlo v hloubce z oblasti cílené, s přeskočit oblastech a někdy se dva paralelní pruhy poškození korelace 0,4 s vlnovou délkou. V normální tkáni byly rozptýleny uzliny hemor-rhagické nekrózy. Poškození bylo poprvé pozorováno na Prahu 1.8 W / cm2, se zvyšujícím se poškozením korelujícím se zvyšující se intenzitou energie a délkou expozice.21.
běžně uznávaných mechanismu pro tkáně fragmentace v ultrazvuku-asistované lipoplasty je buď kavitace bublin plynu, které selektivně rozpad tukových buněk nebo mechanickými účinky ultrazvukové energie na tkáň.27 procesy, které mohou probíhat v živý organismus vystaven kavitace účinek ultrazvuku energie a přesné účinky těchto složitých chemických, fyzikálních a biologických reakcí, může být obtížné určit, protože k tomu, že podmínky, za nichž sonoluminenscence a sonochemisty dojít, stejně jako stoupá teplota, se liší drasticky s různou ultrazvukové energie, frekvence, amplituda zdvihu, a špička oblasti. Okolní podmínky, jako je množství tumescentní roztok do mezibuněčného prostoru, bazální tělesné teploty, hustoty, nasycení plynu, stojaté vlny, mobilní přílohu, krevní perfuze, za stálého míchání roztoku a tlaku jsou také vzaty v úvahu, když účinky ultrazvukové energie na živý organismus jsou považovány za.28 Zavlažování tkáně s tumescentní roztok a ozařování ultrazvukem energie může být predisponující faktory pro vyvolání kavitace v těsné blízkosti postižené tkáně, s následným zesílením sonochemical a sonoluminescent účinky. Omezení tvorbě volných radikálů v těchto podmínkách může být dosaženo přidáním metaři tumescentní roztok. Při nízké expozici ultrazvukové energie je důležitý účinek kavitace (sonoluminenscence a sonochemisty; při vyšší energii se však nárůst teploty stává dominujícím faktorem, který diktuje účinek na biologický systém.29 je třeba prozkoumat příslušné hodnoty každého mechanismu.
před posledním desetiletím zůstaly aplikace ultrazvukové technologie v medicíně v mezích diagnostických a terapeutických účelů pomocí energetického rozsahu až 1 až 3 W / cm2. V ultrazvuku-asistované lipoplasty úroveň ultrazvukové energie je 30 až 50 krát vyšší, s aplikací až 150 W/cm2 zaměřena na základní tkání a s mnohem vyšší dávku energie vstřebává do podkožních prostor.
závěr
vysokoenergetický stroj může být účinný pro extrakci tuku, ale zvyšuje riziko sonochemických produktů a sonoluminiscenčních a vysokoteplotních účinků. Ultrazvuková energetická toxicita a poškození DNA byly prokázány na molekulární úrovni. I když množství záření a volných radikálů na špičce snímače, nebyla dosud stanovena, dlouhé expozice, jako v high-objem lipoplasty, mohou hromadit nebezpečné úrovně. Biologicky citlivá tkáň, jako je prsa u žen i mužů, by neměla být vůbec vystavena těmto hladinám ultrazvukové energie. Možné dlouhodobé biologické změny vyplývající z ultrazvuku-asistované lipoplasty u mladých pacientů může vyvolat změny DNA a karcinogenních účinků v dlouhodobém horizontu.
použití nových technologií na biologické systémy s sebou nese riziko vyvolání nepředvídaných vedlejších účinků. Ultrazvukové techniky se může zdát ideální nástroj pro selektivní extrakci tuku z podkožní prostory, ale možné důsledky, by měla omezit její použití v estetické plastické chirurgii, dokud další experimentální práce zřizuje a zajišťuje jeho dlouhodobou bezpečnost.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
(
):
–
.
.
.
;
:
–
.
et al. .
.
;
:
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
.
.
.
:
,
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
.
.
.
;
:
–
.
Jr
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
(
):
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
(
):
–
.
.
.
;
:
.
.
.
;
:
.
.
. V:
, ed.
.
:
,
;
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
:
.
.
.
;
:
.
.
.
;
:
–
.
.
.
;
(
):
–
.