ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ И РЕИНЪЕЦИРОВАНИЯ ЖИРОВОЙ ТКАНИ
DEVICE FOR EXTRACTION AND RE-INJECTION OF ADIPOSE TISSUE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к набору частей и приспособлению экстракции жировой ткани из одного участка пациента и реинъецирования жировых клеток из указанной жировой ткани в другой участок указанного пациента (или другого пациента). В частности, приспособление содержит (А) экстракционное устройство, предназначенное для экстракции жировой ткани, (В) разделительное устройство, предназначенное для изолирования жировых клеток, которые будут повторно инъецированы, и (С) устройство реинъецирования, предназначенное для реинъецирования изолированных жировых клеток, обеспечивающие стерильные условия поверхностей, вступающих в контакт с экстрагированными клетками в любом месте приспособления. Устройство липосакции согласно настоящему изобретению особенно подходит для выделения здоровых жировых клеток, которыми богаты жизнеспособные регенеративные клетки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
https://en.wikipedia.org/wiki/Adipose_tissue
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17967785
[0002] «Жировая ткань» или (телесный) «жир» - это рыхлая соединительная ткань, состоящая, главным образом, из адипоцитов или «жировых клеток». В дополнение к адипоцитам жировая ткань содержит стромальную васкулярную фракцию (SVF) клеток, включающая преадипоциты, фибробласты, васкулярные эндотелиальные клетки и различные иммунокомпетентные клетки (см. ). Установлено, что жировая ткань, будучи далеко не инертной, может продуцировать гормоны и является богатым источником клеток CD34+ (см. Traktuev et al., Circ Res. 2008 Jan 4; 102(1): 77-85. Epub 2007 Oct 25, см. также ). Клетки CD34+ представляют собой смесь стволовых клеток, клеток-предшественников и лейкоцитов различных степеней зрелости.
[0003] Избыточные жировые ткани можно удалить из конкретного участка тела липосакцией. При липосакции пустотелая канюля, содержащая отверстие на своем свободном конце или возле него, вставляется в область тела, подлежащую лечению, через небольшой разрез кожи. Жировые клетки аспирируются через просвет канюли, подсоединенной к источнику вакуума, и, таким образом, втягиваются в контейнер. Липосакция может применяться по терапевтическим причинам для лечения ожирения, представляющего собой излишек жировой ткани, или может применяться по косметическим причинам для улучшения фигуры.
[0004] Поскольку улучшение фигуры не ограничивается удалением жировых клеток с участков, где они считаются присутствующими в избытке, но может включать и придание объема участкам тела, которые считаются испытывающими недостаток объема, было быстро предложено повторно инъецировать часть жировой ткани, экстрагированной из одного участка тела с избытком телесного жира, в другой участок с дефицитом жировой ткани, подобный, например, губам, щекам, груди. Это решение является привлекательным, поскольку отсутствует риск отторжение пациентом своих собственных клеток. Экстракция жировой ткани часто называется «липосакцией», реинъецирование - «липофилингом», и при косметических применениях липосакцию с последующим липофилингом часто художественно называют «липомоделированием». К сожалению, отмечено, что даже если «скульптурный» результат, полученный в конце операции липофилинга, мог быть полностью удовлетворительным, с увеличением объема тех частей тела, которые считались нуждающимися, указанный эффект со временем быстро снижается со значительной потерей объема порядка 50-60% спустя лишь несколько дней. Эффекты липофилинга были признаны лишь преходящими. Были предложены два решения. Во-первых, было предложено при операции увеличивать объем липофилинга с таким расчетом, чтобы зависящая от времени потеря объема в конечном итоге давала желаемый объем. Ясно, что такое решение имеет два значительных неудобства: «скульптурный» результат после операции, несомненно, находится не на уровне ожидания пациента, и, кроме того, трудно с уверенностью установить процент потери объема со временем. Второе решение, которое было предложено и которое по-прежнему широко используется сегодня, - хранить экстрагированную жировую ткань и повторно инъецировать ее в малых дозах с несколькими процедурами липофилинга, разнесенных во времени, подобно повторяющимся мазкам кистью, наносимым художником для придания глубины своей композиции. Но если сравнение с искусством в термине «липомоделирования» выглядит привлекательным, ясно, что для пациента очень неудобно проходить ряд процедур липофилинга, которые являются довольно инвазивными, продолжительными (0,5-1,5 ч), проводимыми под анестезией (по меньшей мере местной), и которые могут каждый раз на несколько дней вызвать гематому в месте (местах) реинъекции. Кроме того, чем дольше время хранения, тем выше риск деградации или инфекции жировых клеток.
[0005] Считается с достаточной уверенностью, что причина преходящего эффекта липофилинга обусловлена тем фактом, что жировая ткань экстрагируется липосакцией в виде комков или агломератов адипоцитов и других клеток, как проиллюстрировано на фиг. 3(а), левая сторона. После того так жировая ткань повторно инъецируется в тело, начинается новообразование кровеносных сосудов или васкуляризация. Если жировые клетки, присутствующие на периферии агломерата, васкуляризуются легко, этого нельзя сказать о клетках, присутствующих в сердцевине агломерата. Клетки сердцевины быстро погибают из-за некроза, и, таким образом, полый агломерат сминается и сплющивается, чем объясняется потеря объема, наблюдаемая со временем после операции липофилинга (см. фиг. 3(а), правая сторона, заштрихованными показаны омертвевшие клетки).
[0006] Реинъекция порции жировой ткани, экстрагированной липосакцией, привлекает все большее внимание при терапевтических применениях, в частности, для выделения и реинъекции регенеративных клеток, в большом количестве присутствующих в жировой ткани, таких как, например, стволовые клетки, в частности клетки CD34+, иногда именуемые стволовыми клетками жировой ткани (ADSC). Если некроз жировых клеток при липомоделировании для косметических применений является лишь неудобством, то для сбора и реинъекции специфических клеток, подобных стволовым клеткам, он представляет собой серьезный недостаток.
[0007] Устройство липосакции содержит длинную полую канюлю, соединенную с ручкой, с одним или несколькими отверстиями на ее кончике или возле него. Просвет находится в сообщении по текучей среде с экстракционной трубкой и вакуум-насосом для осуществления экстракции жировой ткани, когда кончик канюли вставлен в жировую ткань, подлежащую лечению. Устройства липосакции могут иметь или не иметь механизированную ручку, предназначенную для придания кончику канюли данного движения, обычно возвратно-поступательного движения.
[0008] В документе US4536180 раскрыто ручное (т.е. немеханизированное) устройство липосакции, в котором дополнительное движение канюле источником мощности не придается. В документе US6494876 раскрыто a устройство липосакции, в котором канюля прикреплена к механизированной ручке, приводящей канюлю в возвратно-поступательное движение вперед-назад вдоль продольной оси канюли с частотой 400-800 циклов в минуту (= 6,7-13,3 Гц). Подобным образом, в документе US5911700 раскрыто механизированное устройство липосакции, приводящее канюлю в возвратно-поступательное движение вдоль ее продольной оси с амплитудой 1-10 мм. В документе WО9844966 раскрыто механизированное устройство липосакции, придающее канюле комбинированное движение - возвратно-поступательное движение вперед-назад в продольном направлении с частотой 10-500 Гц и нутационное движение (сочетание вибрирующего и эпициклического движений кончика канюли относительно ее продольной оси в состоянии покоя). Ни в одном из этих раскрытий не рассматривается выживание экстрагированной жировой ткани, экстрагированной таким образом. Естественно, есть много раскрытий устройств липосакции, но выживанию экстрагированной жировой ткани внимание уделяется лишь в нескольких из них, поскольку экстрагированная жировая ткань после экстракции просто уничтожается или удаляется.
[0009] В документе WO2011146924 описывается механизированное устройство липосакции, предназначенное для экстракции жировых клеток, генерирующее ультразвуковую энергию, передаваемую канюле. Ультразвуковая частота f ограничивается 35-45 кГц, поскольку, как утверждают авторы, все ультразвуковые частоты не подходят для выживания клеток, как в случае устройства липосакции Lysonix, рассмотренного в указанном документе. В документе WO2011146924 отмечается, что жировую ткань, экстрагированную таким образом, можно фильтровать для удаления более крупного материала, и фильтрат содержит стволовые клетки жировой ткани (ADSC). Удаление более крупного материала со всей очевидностью позволяет предположить, что агломераты адипоцитных клеток экстрагируются липосакцией и удаляются операцией фильтрования, в результате чего происходит большая потеря потенциальных ADSC, присутствующих в выброшенных агломератах адипоцитов.
[0010] В документе US5911700 описывается механизированное устройство липосакции, предназначенное для экстракции жировых клеток с использованием механизированного устройства липосакции. В одном варианте осуществления между устройством липосакции и вакуум-насосом расположено фильтровальное средство, предназначенное для отделения выбранной порции жировой ткани от нежелательного материала. Насос затем можно реверсировать для повышения давления выбранной порции жировой ткани и закачки ее обратно в устройство липосакции, используемое на этот раз как устройство липофилинга. Ясно, что это описание так никогда и не было осуществлено на практике, поскольку нет смысла использовать механизированную ручку для инъекции тканей в часть тела, требующую крайней точности, ибо движение канюли предотвращает какую-либо прицельную инъекцию тканей. Кроме того, канюли, используемые при липофилинге, отличаются от используемых для липосакции: первые обычно тоньше и, в частности, содержат на кончике канюли одно выпускное отверстие, в то время как устройства липосакции обычно содержат на кончике канюли несколько впускных окошек; инъецирование тканей канюлей, содержащей несколько выпускных отверстий, не позволяет точно выполнять эту операцию.
[0011] Следовательно, в известном уровне технике остается необходимость в приспособлении, позволяющем повысить выживание инъецированных жировых клеток, полученных липосакцией. Настоящее изобретение предлагает приспособление, осуществляющее экстракцию жировой ткани, разделение части указанной ткани для удаления нежелательного материала и реинъекцию отделенной таким образом порции жировой ткани. Приспособление по настоящему изобретению обеспечивает более высокую выживаемость реинъецированных клеток по сравнению с достигаемой до настоящего времени и позволяет значительно сократить операцию (операции), необходимые (необходимые) для повторного заполнения участка тела. Это и другие преимущества настоящего изобретения ниже.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Настоящее изобретение определено в прилагаемых независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В частности, настоящее изобретение относится к набору деталей для приспособления для липосакции и липофилинга жировой ткани, причем указанный набор частей содержит:
(А)  экстракционное устройство, содержащее устройство липосакции, имеющее:
(а) по существу линейную, полую, удлиненную канюлю с внутренним просветом, проходящим вдоль продольной оси симметрии X от первого впускного конца, выполненного с одним или несколькими отверстиями для втягивания жировой ткани в указанный просвет, до второго, выпускного конца, расположенного на противоположном конце удлиненного тела, причем указанная канюля присоединена посредством крепежных средств к
(b) механизированной ручке, предназначенной для придания данного движения впускному концу канюли;
(В) разделительное устройство, содержащее сосуд, оснащенный разделительными средствами, для отделения выбранной порции жировой ткани от жидкостей и других нежелательных твердых тел,
(С) устройство реинъецирования, содержащее устройство липофилинга, содержащее канюлю, определенную в пункте (A)(a) выше, присоединенную к ручке;
(D) вакуум-насос, предназначенный для создания разрежения в просвете канюли устройства липосакции, достаточного для втягивания жировой ткани из участка тела,
(E)  реинъекционный насос (5b), предназначенный для закачки указанной выбранной порции жировой ткани из сосуда (4) в просвет канюли устройства липофилинга под достаточным давлением для инъецирования указанной выбранной порции жировой ткани в участок тела, и
(F)  трубки для соединения различных элементов набора частей для образования приспособления для липосакции и липофилинга жировой ткани,
отличающемуся тем, что механизированная ручка устройства липосакции предназначена для придания впускному концу канюли движения, содержащего первую, линейную, составляющую возвратно-поступательного движения вперед-назад вдоль продольной оси Х с частотой 10-500 Гц и вторую, эпициклическую, составляющую относительно продольной оси X. Указанное движение может именоваться нутационным движением.
[0013] В одном предпочтительном варианте осуществления амплитуда продольной составляющей колебательного движения впускного конца канюли устройства липосакции не более 10 мм, предпочтительно 2-9 мм. Эпициклическая составляющая колебательного движения впускного конца (1i) относительно продольной оси Х является эллиптической, определяемой большим диаметром D и малым диаметром d, причем большой диаметр D находится в пределах 1-20 мм, предпочтительно 2-10 мм.
[0014] Механизированная ручка устройства липосакции предпочтительно имеет пневматический привод. Предпочтительно механизированная ручка содержит внутренний канал, проходящий вдоль продольной оси от первого, входного конца до второго, противоположного, выходного конца ручки, и крепежное средство канюли устройства липосакции расположено на удлиненном теле между впускным и выпускным концами для разъемного и прочного крепления канюли к указанной ручке на уровне входного конца ее внутреннего канала, и при этом часть, содержащаяся между крепежным средством и выпускным отверстием канюли, проходит через указанный внутренний канал и выпускное отверстие канюли расположено снаружи внутреннего канала ручки.
[0015] Вакуум-насос предпочтительно отличается от реинъекционного насоса, последний предпочтительно является поршневым насосом.
[0016] В одном предпочтительном варианте осуществления разделительные средства разделительного устройства (B) содержат фильтр, определяющий объем фильтрата сосуда, предназначенный для приема фильтрата, образованного жидкостями и другими нежелательными твердыми телами, и объем для ретентата сосуда, предназначенный для удерживания выбранной порции жировой ткани. В указанном предпочтительном варианте осуществления сосуд разделительного устройства (B) содержит:
первое, впускное отверстие, предназначенное для приема экстрагированной жировой ткани из устройства липосакции,
второе, подающее отверстие, предназначенное для подачи порции жировой ткани, хранящейся в нем, причем как впускное отверстие, так и подающее отверстие находятся в объеме для ретентата сосуда,
третье, разгрузочное отверстие, находящееся в самой низкой точке объема для фильтрата сосуда при использовании, предназначенное для выпуска из него любого избыточного материала, и
четвертое отверстие, предназначенное для подключения внутренней части сосуда к вакуум-насосу (5a).
[0017] Кроме того, настоящее изобретение относится к приспособлению для липосакции и липофилинга жировой ткани, содержащему все элементы набора частей, описанные выше, в котором:
(а) выпускное отверстие канюли устройства липосакции находится в сообщении по текучей среде по липосакционной трубке с объемом для ретентата сосуда для удерживания выбранной порции жировой ткани после разделения разделительными средствами, причем указанный объем для ретентата расположен внутри сосуда предпочтительно выше по потоку от разделительных средств,
(b)  сосуд разделительного устройства (В) соединен вакуумной трубкой с вакуум-насосом, причем последний сообщается также по текучей среде с впускным отверстием канюли устройства липосакции по липосакционной трубке и просвету канюли;
(c) устройство липофилинга сообщается также по текучей среде с объемом сосуда для удерживания выбранной порции жировой ткани после разделения разделительными средствами по подающей трубке и с реинъекционным насосом.
[0018] Реинъекционный насос приспособления согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой поршневой насос. Приспособление предпочтительно дополнительно содержит трехходовой клапан, имеющий:
первое положение - положение аспирации, в котором объем для ретентата сосуда разделительного устройства (В) для удерживания выбранной порции жировой ткани находится в сообщении по текучей среде с указанным поршневым насосом, и
второе положение - положение инъекции, в котором поршневой насос находится в сообщении по текучей среде с устройством липофилинга.
[0019] Приспособление согласно настоящему изобретению может использоваться в способе, включающем следующие этапы:
(а) экстрагирование жировой ткани с участка тела устройством липосакции и подача жировой ткани в сосуд разделительного устройства (B);
(b)отделение выбранной порции жировых клеток от жидкостей, таких как кровь и другие жидкости;
(с) вытягивание выбранной порции жировой ткани из сосуда (4) и подача ее под давлением в устройство липофилинга,
(d) реинъецирование выбранной порции жировой ткани устройством липофилинга в другой участок тела.
[0020] Способ, применяемый с использованием приспособления согласно настоящему изобретению, может представлять собой косметический способ - способ липомоделирования. Альтернативно или дополнительно, это может быть терапевтический способ, в котором выбранная порция жировой ткани содержит определенную концентрацию стволовых клеток жировой ткани (ADSC) для стимуляции регенерации органа или мышцы тела. При использовании приспособления согласно настоящему изобретению жизнеспособность регенеративных клеток жировой ткани (ADRC) выбранной порции жировой ткани, определенная методом проточной цитометрии с сортировкой флюоресцентно-активированных клеток (FACS), может достигать среднего значения по меньшей мере 78%, предпочтительно по меньшей мере 82%, предпочтительнее по меньшей мере 85%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 88%. При использовании приспособления согласно настоящему изобретению экстракция жировой ткани и реинъекция выбранной порции жировой ткани могут преимущественно выполняться за один операционный сеанс.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0021] Для лучшего понимания сущности настоящего изобретения следует обратиться к последующему подробному описанию со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показано приспособление согласно настоящему изобретению для липосакции и реинъекции;
на фиг. 2 показаны устройство липосакции и колебательное движение кончика канюли, содержащее продольную, возвратно-поступательную составляющую и эпициклическую составляющую;
на фиг. 3 показана структура экстрагированной жировой ткани сразу же после экстракции и спустя несколько дней, экстрагированной (a) немеханизированным устройством липосакции и (b) устройством липосакции согласно настоящему изобретению (омертвевшие клетки показаны заштрихованными);
на фиг. 4 показаны два варианта осуществления устройств липосакции с канюлями в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 5 показаны два варианта осуществления устройства липосакции с канюлей.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] Настоящее изобретение относится к набору частей и приспособлению для липосакции и липофилинга жировой ткани. Приспособление согласно настоящему изобретению содержит все элементы набора частей, собранных так, чтобы соответствующим образом привести различные элементы в сообщение друг с другом по текучей среде. Во избежание ненужных повторений рассмотрение в настоящем разделе сосредоточено на приспособлении в собранном виде, а не на наборе частей, содержащем те же элементы в разобранном виде. Однако ясно, что все признаки, рассмотренные со ссылками на отдельные элементы приспособления, применимы mutatis mutandis к элементам набора частей.
[0023] Как проиллюстрировано на фиг. 1, приспособление согласно настоящему изобретению содержит три основных элемента: (А) экстракционное устройство, (В) разделительное устройство и (С) устройство реинъецирования. Из-за преходящего характера эффекта липофилинга, получаемого до настоящего времени вследствие некроза большой доли жировой ткани, экстрагированной обычными устройствами липосакции, и реинъекции части ее в другой участок тела, требующего, чтобы операция липофилинга проводилась в несколько операций, разнесенных по времени, от приспособления, содержащего одновременно устройство (10) липосакции и устройство (100) липофилинга, мало толку. Действительно, в настоящее время не практикуется проводить операцию липофилинга одновременно с операцией липосакции. Жировая ткань, экстрагированная устройством липосакции, обычно хранилась в контейнере (4) при низкой температуре до дальнейшего использования в другой или несколько других дней. Хранимый таким образом материал обычно дополнительно обрабатывался путем седиментации, фильтрации, центрифугирования и т. п. для отделения выбранной порции жировой ткани от нежелательного остатка, подобного крови или любого раствора, инъецированного в тело перед операцией липосакции для облегчения экстракции жировых клеток.
[0024] При использовании приспособления согласно настоящему изобретению можно обеспечить значительно более высокую жизнеспособность жировых клеток благодаря особому колебательному движению канюли, о чем более подробно будет сказано ниже. Эффект липофилинга теперь по существу перманентен и теперь можно инъецировать весь требуемый объем выбранной жировой ткани в участок тела за один-единственный сеанс, который может проводиться сразу же после липосакции. Таким образом, две операции - операция липосакции и операция липофилинга - могут разделяться лишь временем, необходимым для отделения выбранной порции жировой ткани от нежелательного остатка. Это дает в результате огромный прогресс в области липомоделирования, как косметического, так и терапевтического, при котором выбранная порция жировой ткани содержит стволовые клетки жировой ткани (ADSC) для регенеративных применений.
(A) ЭКСТРАКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
[0025] Экстракционное устройство (А) содержит устройство (10) липосакции, соединенное с вакуум-насосом (5a). Как проиллюстрировано на фиг. 4 и 5, устройство липосакции содержит по существу линейную, полую, удлиненную канюлю (1) с внутренним просветом, проходящим вдоль продольной оси Х от первого впускного конца (1i), выполненного с одним или несколькими отверстиями (11) для втягивания жировой ткани в указанный просвет, до второго, выпускного конца (1o), расположенного на противоположном конце удлиненного тела, причем указанная канюля присоединена посредством крепежных средств (1c) к механизированной ручке (2). Механизированная ручка (2) предназначена для придания впускному концу (1i) канюли колебательного движения, содержащего первую, линейную составляющую возвратно-поступательного движения вперед-назад вдоль продольной оси Х с частотой f 1-500 Гц, предпочтительно 10-50 Гц, предпочтительнее 15-20 Гц, и вторую, эпициклическую составляющую относительно продольной оси X (см. фиг. 2). Эпициклическая составляющая колебательного движения обычно по существу эллиптическая. Частота и размеры эллиптической орбиты, определяемые ее большим диаметром D и малым диаметром d, зависит от давления, прикладываемого на канюлю, и от того, в каком месте канюли оно прикладывается. Впускной конец канюли имеет данную эпициклическую составляющую, если канюля не имеет каких-либо ограничений кроме ограничения, создаваемого прикреплением к ручке. Когда канюля вставлена в часть тела через разрез, канюля сдавливается тканями, окружающими ее, и эпициклическая составляющая изменяется как в размерах, так в частоте подобно тому, как струна гитары, прижатая пальцами гитариста, изменить частоту колебания струны. Специальная визуализация показала, что эпициклическая составляющая канюли поддерживается и зачастую даже усиливается, когда канюля вставлена в часть тела. Если частота продольной составляющей движения выше частоты орбитального вращения, кончик канюли будет следовать траектории, показанной на фиг. 2(a). Если она ниже, кончик канюли будет следовать траектории, показанной на фиг. 2(b).
[0026] Пример устройства (10) липосакции, подходящего для настоящего изобретения, описан в документах WО9844966 и US6336925, содержание каждого из которых ссылкой включается в настоящее описание. Движение канюли в таком устройстве липосакции представляет собой нутационное движение, содержащее эпициклическую составляющую относительно продольной оси X и поступательную составляющую вдоль продольной оси канюли. Поступательная составляющая предпочтительно имеет амплитуду (т.е. расстояние из конца в конец, проходимое впускным отверстием канюли за один ход в одном направлении вдоль продольной оси Х) предпочтительно менее 10 мм и предпочтительно более 1 мм. Предпочтительнее амплитуда поступательной составляющей находится в пределах 2-9 мм, предпочтительнее 5-8 мм. Большой диаметр D эллиптической эпициклической составляющей, которой следует кончик канюли при движении по орбите относительно продольной оси X, предпочтительно находится в пределах 1-20 мм, предпочтительнее 2-10 мм. Характеристики колебательного движения кончика канюли могут регулироваться комбинацией по меньшей мере следующих параметров:
• крутящий момент канюли, зависящий от длины, диаметра, геометрии поперечного сечения, толщины стенки и материала канюли,
• плавность, амплитуда и частота возвратно-поступательного движения вдоль продольной оси канюли, которое должно избегать толчков в конце каждого хода, которые нарушат условия для эпициклической составляющей колебательного движения кончика канюли (следовательно, предпочтительной является система пневматического привода, описанная в документе WО9844966, поскольку она смягчает возвратно-поступательное движение канюли в его концах),
• зазор канюли на впускном конце ручки, который может регулировать степень, какую может развить колебательная составляющая движения канюли в радиальном направлении,
• механическое давление на часть канюли, например, окружающими тканями при введении в часть тела (следует отметить, что колебательное движение канюли, определенное в прилагаемой формуле изобретения, относится к канюле без ограничений, не считая ее точки крепления к ручке).
[0027] Предпочтительно привод механизированной ручки является пневматическим, поскольку он обеспечивает плавное возвратно-поступательное и эпициклическое движение кончика канюли без какого-либо удара или толчка. Один предпочтительный пневматический привод для придания возвратно-поступательного и эпициклического движения кончику канюли описан в документе WO2013107898 со ссылками на фиг. 3 в указанном документе (см. стр. 11ff документа WO2013107898) и в документе EP0971754 со ссылками на фиг. 6-8. Описание пневматического привода в документах WO2013107898 и EP0971754 ссылкой включено в настоящее описание.
[0028] Было отмечено, что если жировая ткань, экстрагированная ручным или другими механизированными устройствами липосакции, собиралась в виде комков из довольно большого числа жировых клеток, как схематически проиллюстрировано на фиг. 3(a), левая сторона, жировая ткань, экстрагированная устройством липосакции, описанным выше, была в виде значительно меньших комков и из отдельных клеток, как проиллюстрировано на фиг. 3(b), левая сторона. Не желая быть связанным какой-либо теорией, авторы считают, что возвратно-поступательное и эпициклическое движение кончика канюли с относительно низкой частотой способствует дислокации крупных комков жировой ткани без разделения клеток и кровеносных сосудов и образованию вместо этого эмульсии жировых клеток (следует отметить, что перед липосакцией обычно инъецируется раствор (например, раствор Кляйна), в том числе анестезирующее средство и средство для облегчения экстракции жировой ткани). Как описано выше и проиллюстрировано на фиг. 3(a), правая сторона, жировые клетки, присутствующие в сердцевине крупных комков после реинъекции в тело, не могут надлежащим образом реваскулизироваться, что быстро приводит к их гибели (см. заштрихованные клетки на фиг. 3(a)), быстро (в течение нескольких жней) приводящей к образованию пустотелых комков жировых клеток, которые затем сминаются. Это предполагаемый механизм преходящего эффекта липофилинга, описанного в известном уровне техники. Напротив, поскольку все крупные комки дислоцируются, будучи экстрагированными устройством липосакции, как определено в настоящем изобретении, реваскулиризация жировых клеток происходит намного полнее, и некрозу подвергается лишь малое число клеток. Именно этим, по нашему мнению, объясняется перманентный эффект липофилинга, наблюдаемый при использовании приспособления согласно настоящему изобретению. Испытания, которые будут представлены ниже, показали, что стволовые клетки жировой ткани (ADSC), экстрагированные устройством липосакции, как определено в настоящем изобретении, имеют среднюю жизнеспособность 90% против лишь 72% у ADSC, экстрагированных ручным устройством липосакции.
(B) РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
[0029] Поскольку задержка времени между операциями липосакции и липофилинга технически зависит лишь от времени на отделение выбранной порции жировой ткани, экстрагированной таким образом, от нежелательного остатка, преимущественно насколько возможно сократить этот этап разделения. Другая проблема, не столь критическая в случае операций просто липосакции, при которых экстрагированная жировая ткань затем выбрасывается, заключается в поддерживании стерильных условий во всех частях приспособления, вступающих в контакт с жировыми клетками, на протяжении всего времени между экстракцией жировой ткани и реинъекцией выбранной порции жировой ткани. Ясно, что в известных системах, в которых экстракция и реинъекция были разделены во времени несколькими днями или неделями, риски контаминации выбранной порции жировой ткани возрастают со временем хранения и манипуляциями, требуемыми для этого хранения и повторных операций липофилинга. В настоящем изобретении все элементы приспособления можно поддерживать герметично уплотненными в стерильных условиях на всем протяжении операций экстракции и реинъекции. В этом смысле один предпочтительный вариант осуществления разделительного устройства (B) содержит сосуд (4) и встроенное в него разделительное средство (4f). Сосуд может представлять собой лабораторный стакан с крышкой, уплотненной на нем сваркой или приклеиванием. Разделительные средства предпочтительно представляют собой фильтр с нужным размером отверстий, как проиллюстрировано на фиг. 1, определяющий первый объем - объем для ретентата - перед фильтром (4f) для удерживания выбранной порции жировой ткани, и второй объем - объем для фильтрата - для приема фильтрата, состоящего из нежелательного остатка, в частности, в жидкой форме, такого как кровь или любой раствор, инъецированный в участок экстракции перед липосакцией для облегчения экстракции жировой ткани.
[0030] Сосуд (4) разделительного устройства (B) указанного варианта осуществления содержит:
первое, впускное отверстие, предназначенное для приема экстрагированной жировой ткани из устройства липосакции, причем указанное впускное отверстие расположено в объеме для ретентата сосуда и сообщается по текучей среде с выпускным отверстием канюли липосакции по липосакционной трубке (3a);
второе, подающее отверстие, предназначенное для подачи порции жировой ткани, хранящейся в объеме для ретентата сосуда, причем указанное подающее отверстие сообщается по текучей среде с реинъекционным насосом (5b) и устройством липофилинга по подающей трубке (3b, 3c) предпочтительно через трехходовой клапан (3v), причем как впускное отверстие, так и подающее отверстие находятся в объеме для ретентата сосуда, например на крышке, герметично присоединенной к лабораторному стакану;
третье, разгрузочное отверстие (4o), находящееся в самой низкой точке объема для фильтрата сосуда (4) при использовании, предназначенное для выпуска из него любого избыточного материала; причем выпуск может происходить лишь самотеком просто при открытии клапана (4v) или может осуществляться принудительно путем подключения указанного отверстия к вакуум-насосу, преимущественно к вакуум-насосу (5a), используемому для проведения операции липосакции; в своем простейшем виде разделительные средства состоят из разгрузочного отверстия (4o), позволяющего после декантации или седиментации удалить более тяжелые фракции экстрагированных жировых клеток; однако предпочтительным является использование фильтра, поскольку он позволяет ускорить процесс разделения благодаря использованию вакуум-насоса (5a); и
четвертое отверстие, предназначенное для соединения внутренней части сосуда с вакуум-насосом (5a); как уже отмечалось, указанный вакуум-насос может быть подключен к разгрузочному отверстию; альтернативно, он может находиться в любом месте в сосуде (4), предпочтительно в объеме для фильтрата для осуществления процесса фильтрования через фильтр (4f), где он может служить приводом аспирации жировой ткани из участка тела через устройство липосакции и в объем для ретентата сосуда.
(C) УСТРОЙСТВО РЕИНЪЕЦИРОВАНИЯ
[0031] Устройство реинъецирования содержит устройство липофилинга и реинъекционный насос, оба в сообщении по текучей среде с объемом для ретентата сосуда (4) по трубкам (3b, 3c). Устройство липофилинга может быть механизированным, но это не обязательно и, фактически, не предпочтительно. Канюля устройства липофилинга обычно значительно тоньше канюли устройства липосакции и зачастую имеет одно отверстие для точного инъецирования выбранной порции жировых клеток. Поэтому устройство (10) липосакции в приспособлении согласно настоящему изобретению не такое же, как устройство (100) липофилинга.
[0032] Предпочтительно реинъекционный насос (5b) представляет собой поршневой насос. Поршневой насос подобен большому шприцу. Он точен, надежен, дешев и поэтому может быть одноразового использования, что является предпочтительным для гарантии стерильной среды во всем приспособлении. В этом отношении поршневой насос (5b) обычно отличается от вакуум-насоса (5a), используемого для проведения липоаспирации. Поршневой насос (5b) сообщается по текучей среде с объемом для ретентата сосуда (4) разделительного устройства (B) по трубке (3b). Трубка (3b) глубоко проникает в объем для ретентата сосуда (4) для аспирации большой части выбранной порции жировой ткани, удерживаемой в указанном объеме для ретентата. Трехходовой клапан (3v) позволяет в первом положении - положении вытягивания - вытягивать выбранную порцию жировой ткани в резервуар поршневого насоса (5b) и во втором положении - положении подачи - передавать выбранную порцию жировой ткани из резервуара поршневого насоса (5b) в просвет канюли устройства липофилинга и оттуда в участок тела.
[0033] Приспособление согласно настоящему изобретению особенно подходит для использования в способе, включающем следующие этапы:
(a) экстрагирование жировой ткани с участка тела устройством (10) липосакции и вакуум-насосом (5a) и подача жировой ткани в сосуд (4) разделительного устройства (B);
(b) отделение выбранной порции жировых клеток от жидкостей, таких как кровь; выбранную порцию жировых клеток удерживают в объеме для ретентата сосуда,
(с) вытягивание выбранной порции жировой ткани из объема для ретентата сосуда (4), повышение давления указанной выбранной порции жировой ткани и подача указанной выбранной порции жировой ткани под давлением в устройство липофилинга,
(d) реинъецирование выбранной порции жировой ткани устройством липофилинга в другой участок тела.
[0034] Вышеупомянутый способ может представлять собой косметический способ - способ липомоделирования. Альтернативно или дополнительно, способ может быть терапевтическим и регенеративным. Например, выбранная порция жировой ткани может содержать определенную концентрацию стволовых клеток жировой ткани (ADSC) для стимуляции регенерации органа или мышцы тела.
[0035] В операции липосакции-липофилинга стерильность экстрагированных и реинъецированных жировых тканей имеет первостепенное значение. Учитывая, что приспособление для такой операции содержит многочисленные удлиненные каналы и просветы, которые довольно трудно стерилизовать до высокой степени установками стерилизации, имеющимися в медицинской практике и используемыми при такой операции (обычно термические установки), безопаснее, если каждый элемент набора частей и приспособления, вступающий в контакт с жировой тканью, стерилизован на заводе в оптимизированных условиях и поставляется в медицинские учреждения в герметичной упаковке, распаковывается перед использованием, используется и после завершения операции удаляется или утилизируется. По этим соображениям предпочтительно, что канюля (1) устройства липосакции содержит:
• по существу линейное, полое, удлиненное тело (1b) с внутренним просветом, проходящим вдоль продольной оси симметрии X от части канюли, указанной следующей;
• первый, впускной конец (1i), предусмотренный с одним или несколькими отверстиями (11) для втягивания жировых клеток в указанный просвет, до части канюли, указанной следующей;
• второй, выпускной конец (1o), расположенный на противоположном конце удлиненного тела, который может быть непосредственно соединен с вакуумной трубкой (3a), таким образом образуя полный стерильный путь потока для жировых клеток из впускного конца (1i) канюли к выпуску вакуумной трубки и далее в сосуд (4).
[0036] Средства для герметичного соединения выпускного конца (1o) канюли устройства липосакции непосредственно с вакуумной трубкой (3a) могут представлять собой любые средства, известные в уровне техники, для соединения гибкой трубки с жесткой трубкой. В частности, в одном простейшем варианте осуществления достаточно, чтобы часть (1bo) канюли после крепежных средств была достаточно длинной для вхождения в нее гибкой вакуумной трубки для образования газонепроницаемого контакта. Можно использовать гибкую муфту для соединения, с одной стороны, выпускного конца (1o) канюли с впускным концом трубки (3a) и, с другой стороны, входным концом вакуумной трубки (3a). Это особенно предпочтительно в случае вакуумной трубки, которая не должна сплющиваться под действием разрежения, недостаточно гибка для образования газонепроницаемого контакта с выпускным концом (1o) канюли. Часть выпускного конца канюли может содержать кольцевую канавку или кольцевой выступ для дополнительного крепления вакуумной трубки или муфты на концевой части канюли. Вакуумная трубка или муфта могут дополнительно крепиться тугой стяжкой, подобной используемой электриками. В настоящем контексте выражения «до» и «после» означают выше и ниже соответственно по потоку жировых клеток при использовании, т.е. протекающему от впускного конца (1i) канюли к выпускному концу (1o) канюли.
[0037] Вакуумная трубка и канюля могут предоставляться хирургу как отдельные части, подлежащие соединению, как объяснено выше. В одном альтернативном варианте осуществления вакуумная трубка и канюля могут быть соединены на заводе, например: склеиванием или сваркой (3w), что избавляет хирурга от хлопот по их соединению. Преимуществом этого варианта осуществления является то, что хирург может быть уверен, что вакуумная трубка надежно прикреплена к канюле без риска утечки. Еще одно преимущество заключается в том, что после использования вся система канюля+вакуумная трубка выбрасывается, и хирург не подвергается искушению повторно использовать канюлю для второй операции с риском инфекции в случае неполной стерилизации канюли. Недостатком является то, что соединение канюли+вакуумная трубка может быть чуть более обременительным, поскольку может потребоваться вставить выходной конец вакуумной трубки в впускной конец (2i) ручки полностью, пока крепежные средства (1c) канюли не дойдут до соединительных средств (2c) ручки. Это может быть обременительным в случае, если вакуумная трубка является длинной. Альтернативное решение - предусмотреть соединительное средство (2c) на выходном конце (2o) ручки, как проиллюстрировано на фиг. 5(b). При этой геометрии впускной конец (1i) канюли может вставляться во внутренний канал (2t) ручки ее выпускным концом (2o), пока крепежные средства (1c) не дойдут до дополнительных соединительных средств (2c), находящихся на заднем конце ручки. Если вакуумная трубка (3a) приварена или приклеена к канюле, процедура остается неизменной, поскольку часть трубки (1bo) до крепежных средств (1c) проходить в канал не должна. Эта геометрия может быть преимущественной и в том, что можно регулировать силу, с которой канюля удерживается внутри канала (2t) ручки. Канюля могла бы удерживаться очень туго, что увеличило бы жесткость части канюли снаружи канала и уменьшило бы амплитуду эпициклической составляющей, или наоборот, она могла бы удерживаться слабо внутри канала (2t) для обеспечения большей гибкости в канюле и расширения амплитуды орбиты.
[0038] Как проиллюстрировано на фиг. 4 и 5, ручка представляет собой удлиненное тело, проходящее вдоль продольной оси X, и содержит внутренний канал (2t) или просвет, проходящий от первого, входного конца (2i) до второго, выходного конца (2o). В зависимости от предпочтений хирурга, ручка может дополнительно содержать поперечную ручку, подобную рукоятке пистолета (не показанную на фигурах). Она дополнительно содержит соединительные средства (2c) для приема крепежных средств (1c) канюли, причем указанные соединительные средства (2c) расположены на входном конце (2i) или выходном конце (2o) внутреннего канала, как проиллюстрировано на фиг. 5(a) и (b) соответственно. Традиционно, соединительные средства (2c) расположены на входном конце (2i) ручки, но, как отмечено выше, их расположение на задней части ручки может иметь преимущества, такие как более легкая вставка объединенной системы канюля+вакуумная трубка, модуляция поперечной свободы движений канюли на входном конце (2i) ручки и т. д. Крепежные средства (1c) канюли и дополнительные соединительные средства (2c) ручки являются такими, что канюля (1) соосна с внутренним каналом ручки. В данном случае под «внутренним каналом» подразумевается просвет, пересекающий ручку от входного конца (2i) до выходного конца (2o), не включая канавку, проходящую по наружной стенке ручки, которая фактически является «открытым каналом». В настоящем изобретении путь потока жировых клеток от впускного отверстия (1i) канюли до выходного конца вакуумной трубки (3a) проходит через внутренний канал ручки без даже касания указанной ручки. Это является особенно преимущественным, поскольку механизированная ручка стоит дорого и выбрасывать ее после каждой операции неразумно. Поэтому требования в части стерилизации ручки не такие жесткие, как в случае, если бы жировая ткань касалась внутреннего канала ручки.
[0039] Как проиллюстрировано на фиг. 4(a) и 5(a), часть (1bo) канюли, находящаяся между вторым, выпускным концом (1o) и крепежными средствами (1c), предпочтительно длиннее внутреннего канала (2t) ручки, так что второй, выпускной конец (1o) канюли торчит из ручки. Например, указанная часть может иметь длину по меньшей мере 10 см, предпочтительно по меньшей мере 15 см, предпочтительнее по меньшей мере 20 см.
[0040] Наиболее дорогостоящей частью приспособления, проиллюстрированного на фиг. 1 и 6, является механизированная ручка (или ЦП, управляющий ею). Остальное - это лишь недорогие элементы, включая трубки, сосуды, поршневой насос и канюли. Ввиду трудности стерилизации всех этих недорогих элементов собственными силами и ввиду их относительно низкой стоимости предпочтительно, чтобы все эти элементы, вступающие в контакт с жировыми клетками на любой стадии операции, были одноразовыми. При этом хирург, готовящийся к операции:
• распакует различные одноразовые компоненты: канюли, трубки, сборный сосуд, поршневой насос из стерилизованной упаковки,
• соединит различные элементы и ручку,
• включит вакуум для вытягивания жировых клеток из одного участка тела устройством липосакции согласно настоящему изобретению и соберет их в контейнер (4),
• отделит жировые клетки от нежелательных жидкостей тела декантацией или фильтрованием,
• реинъецирует изолированные жировые клетки в другую часть тела некоторым устройством предпочтительно согласно настоящему изобретению,
• отделит ручку устройства липосакции и предпочтительно устройство реинъецирования от канюль и трубок;
• адекватно удалит трубку (3a), поршневой насос (5b), канюлю (1), сосуд (4), реинъекционную канюлю и нежелательные жидкости тела;
• начнет весь процесс снова с новым пациентом и новыми одноразовыми компонентами.
[0041] Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает также решение повышенной безопасности против бактериальной контаминации, большего удобства для хирурга и легкости использования.
ПРИМЕР
[0042] Было проведено исследование стволовых клеток на жировой ткани, экстрагированной двумя устройствами липосакции: ручным устройством липосакции (= ручное устройство) и механизированным устройством липосакции, раскрытым в настоящем изобретении (= планетарное устройство). В параллельном исследовании участвовали 12 пациентов; исследовались концентрации регенеративных клеток и проводился анализ жизнеспособности выбранной порции экстрагированной жировой ткани, состоящей из клеток стромальной васкулярной фракции (SVF), собранной ручным устройством липосакции, обычно используемым на практике сегодня, и устройством липосакции, описанным в настоящем изобретении (Lipomatic 3, выпускаемым компанией Euromi (Бельгия)). Концентрации и жизнеспособность SVF после обработки в центрифуге определялись методом ручной гемоцитометрии и методом проточной цитометрии с сортировкой флюоресцентно-активированных клеток (FACS) в части клеток CD34+. Клетки CD34+ представляют собой смесь стволовых клеток, клеток-предшественников и лейкоцитов различных степеней зрелости. Переменные были определены путем экстракции жировой ткани у одного и того же пациента ручным и планетарным устройствами.
3
[0043] Клетки стромальной васкулярной фракции, отделенные от жировой ткани, экстрагированной планетарным устройством, описанным в настоящем изобретении, продемонстрировали среднюю жизнеспособность клеток 90% и состояли в среднем из 82 мас.% клеток CD34+. С другой стороны, клетки стромальной васкулярной фракции, отделенные от жировой ткани, экстрагированной ручным устройством, дали жизнеспособность лишь 72% и состояли из 50 мас.% клеток CD34+. Исходя из результатов гемоцитометрии можно вывести, что 50 см жировой ткани, экстрагированной планетарным устройством, содержат примерно 276 миллионов клеток CD34+, а тот же объем жировой ткани, экстрагированной ручным устройством, будет содержать 86 миллионов клеток CD34+.
[0044] Дополнительно, анализ состава клеток CD34+ выявил, что дифференцировочный антиген CD45+ составлял 44% общей популяции клеток CD34+, экстрагированных планетарным устройством, в то время как CD45+ составлял 60% общей популяции клеток CD34+, экстрагированных ручным устройством. CD45+ является маркером для лейкоцитов (белых кровяных телец), и для большинства регенеративных терапевтических применений желательно низкое количество CD45+.
[0045] Эти результаты показывают, что использование планетарного устройства, описанного в настоящем изобретении, может преимущественно использоваться в приспособлении для экстракции жировой ткани и реинъецирования выбранной порции указанной жировой ткани с намного более высоким выходом жизнеспособных клеток, таким образом, обеспечивая перманентное увеличение объема для косметических применений. Кроме того, эти результаты показывают, что для регенеративных терапевтических воздействий из данного объема жировой ткани, экстрагированной планетарным устройством, можно отделить значительно более высокий выход жизнеспособных ADSC. Благодаря высокой жизнеспособности всех типов клеток, экстрагированных планетарным устройством, процесс отделения выбранной порции жировой ткани, которая будет реинъецирована, может проводиться быстрее и операция липофилинга может проводиться в один сеанс с операцией липосакции, что до настоящего времени является неслыханным.