Probenahme von subkutanem Fettgewebe beim Menschen mit einer Mini-Fettabsaugungstechnik

Zusammenfassung

Das Manuskript und das zugehörige Video demonstrieren eine perkutane Biopsietechnik, um Proben von subkutanem Fettgewebe aus Bereichen um den Nabel zu gewinnen. Diese Methode ist eine risikoarme und effiziente Methode, um eine Reihe von Parametern (z. B. Gen- oder Proteinexpression, Enzymaktivität, Lipidgehalt) im Fettgewebe zu untersuchen.

Zusammenfassung

Studien über Fettgewebe sind nützlich, um metabolische und andere Bedingungen zu verstehen. Menschliches subkutanes Fettgewebe ist zugänglich. Mit entsprechender Schulung und strikter Einhaltung der aseptischen Technik können subkutane Fettproben sicher und effizient in einem nicht-klinischen Umfeld von Forschern gewonnen werden. Nach der Verabreichung eines Lokalanästhetikums lateral zum Nabel wird eine 14 G-Nadel, die an einer 5- oder 10-ml-Spritze befestigt ist, durch die Haut in das Unterhautgewebe eingeführt. Unter Absaugen wird die Spritze in einer hin- und hergehenden Schnittbewegung bewegt, um Fragmente von Fettgewebe zu isolieren. Das Zurückziehen des Kolbens reicht aus, um sicherzustellen, dass Fettgewebefragmente durch die Nadel in die Spritze abgesaugt werden. Eine einzige Biopsie kann etwa 200 mg Gewebe sammeln. Diese Biopsietechnik ist sowohl für die Teilnehmer als auch für das Forschungspersonal sehr sicher. Nach der Biopsie können die Teilnehmer die meisten alltäglichen Aktivitäten wieder aufnehmen, obwohl sie Schwimmen und übermäßig anstrengende Aktivitäten für 48 Stunden vermeiden sollten, um übermäßige Blutungen zu vermeiden. Die Teilnehmer können sich innerhalb eines Tages sicher 2 Biopsien unterziehen, was bedeutet, dass die Technik in Vorher-Nachher-Akutinterventionsstudien angewendet werden kann.

Einleitung

Fettgewebe kann nützliche Informationen über die Stoffwechselfunktion des Menschen liefern. Menschliches subkutanes Fettgewebe ist leicht zugänglich. Eine Technik zur subkutanen Fettgewebeextraktion wurde erstmals Mitte der 80er Jahre beschrieben¹; Seitdem wurde das ursprüngliche Protokoll verbessert, um die Ausbeute zu erhöhen und die Verträglichkeit der Studienteilnehmer zu verbessern. Subkutanes Fettgewebe kann von zahlreichen Stellen gewonnen werden, am häufigsten aus dem Glutei¹ und Bauchbereich². Proben aus letzteren können wünschenswerter sein, da sie wertvollere Informationen in metabolischen Krankheitskontexten liefern³.

Die subkutane Fettgewebebiopsie mit der Mini-Fettabsaugungsmethode kann sicher und effizient in einem nicht-klinischen Umfeld durchgeführt werden. Nach entsprechender Schulung durch einen zertifizierten Arzt und unter Verwendung strenger aseptischer Technik können Forscher diese Biopsien routinemäßig mit minimalem Risiko für Teilnehmer und Prüfärzte durchführen. Das Biopsieteam muss aus mindestens 2 Personen bestehen: der Person, die die Biopsie durchführt, und einem Assistenten.

Die für die Biopsie verantwortliche Person hat die Aufgabe, die Identität des Teilnehmers zu bestätigen, zu überprüfen, ob der Teilnehmer das Verfahren sicher durchlaufen kann (siehe Protokollschritte 2.1-2.4 unten), sicherzustellen, dass sich der Teilnehmer während des gesamten Verfahrens wohl fühlt, sicherzustellen, dass die sterile Technik während des gesamten Verfahrens beibehalten wird, das Verfahren durchzuführen und den Teilnehmer mit mündlichen und schriftlichen Nachsorgeverfahren zu versorgen. Die Aufgabe des Assistenten besteht darin, das gewonnene Fettgewebe für die spätere Analyse und/oder Lagerung zu handhaben und schnell zu verarbeiten. Der Assistent hilft auch, indem er die "nicht sterilen Hände" ist und sicherstellt, dass sich der Teilnehmer während des gesamten Verfahrens wohl fühlt. Der Zweck dieses Videos und Papiers ist es, das Schritt-für-Schritt-Biopsieverfahren zu beschreiben, um subkutanes Fettgewebe sicher aus dem Bauchbereich zu gewinnen.

Protokoll

HINWEIS: Das University of Stirling NHS, Invasive oder Clinical Research Committee genehmigte das unten beschriebene Biopsieverfahren. Alle Forschungsstudien, die dieses Verfahren anwenden, müssen von der entsprechenden unabhängigen Ethikkommission genehmigt werden. Der Biopsieteilnehmer muss eine formale Ausbildung in der beschriebenen Technik gemäß den Anforderungen seiner Einrichtung absolviert haben. Typischerweise beinhaltet dies die Beobachtung einer Demonstration der beschriebenen Fettgewebebiopsietechnik durch einen zertifizierten Arzt, gefolgt von einer überwachten Praxis. Sobald der Auszubildende 10 Praxis-Fettgewebebiopsien an freiwilligen Probanden unter Aufsicht durchgeführt hat, werden sie von einem zertifizierten Arzt untersucht, um eine gute Kenntnis und Praxis des Verfahrens sicherzustellen. Der zertifizierte Arzt stellt der Person dann ein unterschriebenes Untersuchungsformular zur Verfügung.

1. Vorbereitung des Laborraums

1. Stellen Sie sicher, dass das Labor über einen angemessen privaten Raum mit sauberen, abwischbaren, porenfreien Oberflächen und einem sauberen, bequemen (vorzugsweise porenfreien) Bett verfügt, auf dem der Teilnehmer Rückenlage liegen kann. Reinigen Sie alle erforderlichen Oberflächen für das Biopsieverfahren mit 70% Ethanolspray und sauberen Papiertüchern. Stellen Sie saubere Kissen oder Kissen zur Verfügung, um den Teilnehmer bei Bedarf zu unterstützen.
2. Halten Sie geeignete scharfe Entsorgungsbehälter und Biogefahren-Abfallbeutel in Reichweite des Bereichs, in dem die Biopsie durchgeführt wird, und in Reichweite der Person, die die Biopsie vornimmt.
3. Bereiten Sie die für den Eingriff erforderliche Ausrüstung vor und stellen Sie sie auf einem frisch gereinigten allgemeinen medizinischen Wagen auf, bevor der Teilnehmer im Labor eintrifft (Abbildung 1). Eine vollständige Liste der erforderlichen Verbrauchsmaterialien finden Sie in der Materialtabelle.

2. Vorbereitung der Teilnehmer

1. Stellen Sie sicher, dass alle Teilnehmer vor dem Verfahren eine schriftliche Einverständniserklärung gemäß den von der unabhängigen Ethikkommission der Institution geforderten Protokollen abgeben. Bitten Sie die Teilnehmer außerdem, einen schriftlichen Fragebogen auszufüllen, um sicherzustellen, dass sie nicht allergisch gegen die im Verfahren verwendeten Materialien sind (nämlich Nickel, Chrom, Lokalanästhetikum, Jod, Schalentiere und Pflaster).
2. Bestätigen Sie die Identität des Teilnehmers. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer das durchzuführende Verfahren und mögliche Nebenwirkungen wie Blutergüsse, Schmerzen und Infektionen versteht (Tabelle 1). Holen Sie zusätzlich zur zuvor eingeholten schriftlichen Einverständniserklärung eine mündliche Einwilligung ein.
3. Beschreiben Sie dem Teilnehmer, wie das Verfahren durchgeführt wird, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, wie sich die Verabreichung des Anästhetikums und die Biopsie selbst anfühlen. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer mit dem Fortfahren vertraut ist.
   HINWEIS: Die lokale subkutane Betäubung erzeugt ein stechendes Gefühl, ähnlich einem Bienenstich von kurzer Dauer. Viele Teilnehmer berichten von der Narkoseverabreichung als dem unangenehmsten Teil der Technik. Sobald das Anästhetikum wirksam ist, sollte der Teilnehmer während der Biopsie nicht mehr als ein leichtes Ziehen verspüren.
4. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer keine Allergien gegen das Lokalanästhetikum (insbesondere vom Aminoamid-Typ, wenn Lidocain oder ähnliches verwendet wird), bestimmte Metalle (Nickel und Chrom) und Schalentiere (bei Verwendung von Lösungen auf Jodbasis) hat. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Teilnehmer keine Form von gerinnungshemmenden Medikamenten einnehmen.
5. Geben Sie dem Teilnehmer die Möglichkeit, bei Bedarf seine Blase zu entleeren, um sicherzustellen, dass er den Eingriff nicht unterbrechen muss oder übermäßige Beschwerden in Schritt 4.1 verspürt.

3. Biopsieverfahren - Anweisungen für den Biopsienehmer

1. Sobald der Teilnehmer in Rückenlage liegt, identifizieren Sie die Biopsiestelle etwa 5-10 cm seitlich zum Nabel.
   HINWEIS: Wenn sich der Teilnehmer am selben Tag mehreren Biopsien unterziehen soll, identifizieren Sie für jede Biopsie Biopsiestellen auf gegenüberliegenden Seiten des Nabels. Dies gewährleistet einen maximalen Abstand zwischen den einzelnen Biopsiestellen.
2. Hände mit Seife und warmem Wasser nach medizinischen Standardrichtlinien waschen⁴.
3. Legen Sie die sterile Folie auf den gereinigten Wagen oder Arbeitsbereich und achten Sie darauf, nur die äußeren Kanten des Blattes zu berühren.
4. Ziehen Sie sterile OP-Handschuhe mit der richtigen aseptischen Technik an. Lassen Sie den Assistenten den Rest der Ausrüstung so öffnen, dass sie auf die vorbereitete sterile Folie fällt, ohne die Ausrüstung zu berühren / zu kontaminieren. Stellen Sie sicher, dass der Assistent darauf achtet, Gegenstände nicht zu berühren, wenn er Werkzeuge aus ihrer sterilen Verpackung entfernt.
5. Weisen Sie den Assistenten an, eine kleine Menge Lösung auf Jodbasis auf eine sterile Gaze (ohne die Gaze zu übersättigen) auf der Arbeitsfläche abzugeben.
6. Sterilisieren Sie ca. 5-10 cm² um die gewählte Biopsiestelle mit der sterilen Gaze und der Lösung auf Jodbasis. Stellen Sie sicher, dass die Haut in einer spiralförmigen Bewegung gereinigt wird, die sich von der vorgeschlagenen Biopsiestelle nach außen bewegt. Wiederholen Sie den Hautreinigungsvorgang zweimal. Entfernen Sie überschüssige Flüssigkeit (z. B. aus sterilem Bereich), indem Sie sie mit frischer steriler Gaze abwischen.
7. Bestätigen Sie zusammen mit dem Assistenten mündlich den Inhalt des Lokalanästhesiefläschchens (2% Lidocain in diesem Protokoll) und dass dies innerhalb seines Verfallsdatums liegt. Weisen Sie den Assistenten an, die geöffnete Durchstechflasche kopfüber zu halten und 5 ml Lokalanästhetikum mit einer 21-G-Nadel in eine Spritze zu ziehen. Entsorgen Sie die Nadel in den scharfen Behälter und stellen Sie sicher, dass die Spritze frei von Luftblasen ist.
8. Tragen Sie eine 26 G Nadel auf die Spritze auf und stoßen Sie Luftblasen aus. Drücken Sie sanft die Bauchhaut und das Fettgewebe ein und bewegen Sie es von der Bauchdecke weg. Führen Sie dann die Nadel horizontal in das Unterhautgewebe in einem Winkel von nicht mehr als 10° relativ zur Hautoberfläche ein.
   1. Ziehen Sie den Kolben der Spritze um weitere 0,5 ml heraus (um sicherzustellen, dass sich die Nadel nicht in einem Blutgefäß befindet). Wenn Blut in der Spritze erscheint, ziehen Sie die Nadel zurück und führen Sie sie in einem anderen Winkel wieder ein.
   2. Heben Sie einen Blasen von 2-4 mm Durchmesser an, um den Einführungsbereich zu betäuben.
   3. Führen Sie die Nadel in das Unterhautgewebe ein und verabreichen Sie ~ 1 ml Lidocain in einem fächerförmigen Muster (Abbildung 2), wobei Sie darauf achten, den Kolben jedes Mal zurückzuziehen, bevor Sie das Anästhetikum injizieren.
   4. Entfernen und entsorgen Sie die 26-G-Nadel, führen Sie eine 21-G-Nadel auf die Spritze auf, stoßen Sie Luftblasen aus und verabreichen Sie die restlichen ~ 4 ml Lidocain in einem fächerförmigen Muster (Abbildung 2), wobei Sie darauf achten, den Kolben jedes Mal zurückzuziehen, bevor Sie das Anästhetikum injizieren.
9. Warten Sie ca. 5 Minuten, bis das Lokalanästhetikum wirkt. Verwenden Sie ein steriles Skalpell, um den Biopsiebereich vorsichtig anzustoßen, um i) sicherzustellen, dass das Lokalanästhetikum wirksam geworden ist, und ii) die Grenzen des anästhesierten Bereichs zu identifizieren. Falls erforderlich, warten Sie ein oder zwei weitere Minuten und bewerten Sie es erneut.
10. Sobald Sie überzeugt sind, dass das Lokalanästhetikum wirkt, kneifen Sie sanft die Haut und das Fettgewebe (wie in Schritt 3.8) und verwenden Sie ein steriles Skalpell, um eine kleine 1-2 mm Punktion in der Haut vorzunehmen.
    HINWEIS: Dies muss nur groß genug sein, um den Eintritt der 14-G-Nadel zu erleichtern, und muss klein genug sein, dass keine Naht erforderlich ist, um sie zu schließen. Es ist üblich, dass ab diesem Zeitpunkt Blutungen auftreten, die mit einem Stück steriler Gaze kontrolliert werden können.
11. Tragen Sie zuerst eine 14-G-Nadel auf eine 5- oder 10-ml-Spritze auf. Führen Sie dann, während Sie die Haut und das Fettgewebe sanft kneifen, allmählich die Nadel durch die Punktion in das Fettgewebe etwa mittig im betäubten Bereich und in einem Winkel von nicht mehr als 10 ° relativ zur Hautoberfläche ein.
    HINWEIS: Für alle Fälle des Nadelvorschubs in Schritt 3.11 muss ein Spritzenwinkel von nicht mehr als 10° eingehalten werden.
    1. Saugen Sie an, indem Sie den Kolben bis etwa zur 2,5-ml-Marke zurückziehen. Nehmen Sie die Biopsie, indem Sie die Nadel in einer schnellen Hin- und Rückwärtsbewegung bewegen, um Fragmente des Fettgewebes zu schneiden. Drehen Sie Nadel und Spritze nach ca. 30 s um 90° und wiederholen Sie diesen Vorgang, um die Fettgewebefragmente aufzubrechen, die dann durch das Absaugen in die Spritze abgesaugt werden.
       HINWEIS: Andere Spritzengrößen können verwendet werden. Es ist wichtig, dass der Forscher eine Spritzengröße wählt, die sowohl einen guten Griff auf der Spritze als auch eine bequeme Aufrechterhaltung des Kolbeneinzugs zur Aufrechterhaltung des Vakuums ermöglicht. Es stehen Verriegelungsspritzen zur Verfügung, die das Vakuum aufrechterhalten, was die Nadelkontrolle verbessern und die wahrgenommenen Schwierigkeiten für den Biopsienehmer verringern kann ⁵.
    2. Entfernen Sie nach etwa 45-60 s Schritt 3.11.1 die Nadel und entleeren Sie den Spritzeninhalt auf eine Gazeschicht, die ein Wiegeboot bedeckt. Stellen Sie sicher, dass das Lumen der Nadel nach unten zeigt, um mögliche Blutspritzer zu vermeiden.
    3. Wiederholen Sie die Schritte 3.11.1 und 3.11.2 maximal 3 Mal. Überprüfen Sie, ob der Teilnehmer zufrieden ist, vor jeder Wiederholung des obigen Verfahrens fortzufahren.
    4. Weisen Sie bei der Durchführung der Schritte 3.11.1 und 3.11.2 den Assistenten an, die Proben für die Analyse/Lagerung zu verarbeiten und vorzubereiten (siehe Abschnitt 5).

4. Verfahren nach der Biopsie

1. Sobald eine zufriedenstellende Probe (dh ~ 200 mg) Fettgewebe erhalten wurde, legen Sie 1-2 Schichten sterile Gaze über die Stichwunde, legen Sie dann einen Eisbeutel darüber und üben Sie etwa 10 Minuten lang festen Druck aus, um eine Hämostase zu induzieren.
2. Wenn eine Hämostase aufgetreten ist, wischen Sie eine Lösung auf Jodbasis / getrocknetes Blut mit steriler Gaze ab und tragen Sie eine selbstklebende Wundauflage mit saugfähigem Pad auf die Stelle auf. Überprüfen Sie, ob sich der Teilnehmer wohl fühlt und geben Sie mündliche und schriftliche Anweisungen zur Nachsorge an der Biopsiestelle.
   1. Betonen Sie, dass die Teilnehmer in den nächsten Tagen wahrscheinlich einige Blutergüsse zeigen werden. Informieren Sie sie, dass dies erheblich sein kann, obwohl es durch den Eisbeutel in Schritt 4.1 minimiert wird und sich ohne dauerhafte Auswirkungen auflöst.
   2. Empfehlen Sie, dass die Teilnehmer, wenn sie nach Abklingen des Anästhetikums Beschwerden / Schmerzen verspüren, Analgetika wie Paracetamol gemäß den Anweisungen auf der Packung einnehmen, aber keine Analgetika einnehmen sollten, die gerinnungshemmende Aktivitäten haben (z. B. Ibuprofen oder Aspirin).
   3. Erklären Sie, dass Schwellungen, Rötungen oder Ausfluss von der Biopsiestelle Anzeichen einer Infektion sind. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass diese Anzeichen oder Symptome auftreten, weisen Sie den Teilnehmer an, dringend ärztlichen Rat von einem Arzt oder einer örtlichen Unfall- und Notfallstation einzuholen. Informieren Sie den Teilnehmer, dass er, wenn er ärztlichen Rat einholt, auch das Forschungsteam benachrichtigen muss.
      HINWEIS: Als Forschungspersonal können weder der Biopsienehmer noch der Assistent medizinische Beratung oder Behandlung anbieten; Es ist jedoch wichtig, dass das Forschungsteam alle Fälle von Komplikationen, die sich aus dem Biopsieverfahren ergeben, kennt und aufzeichnet.
   4. Empfehlen Sie den Teilnehmern, Schwimmen oder übermäßig anstrengende Aktivitäten für 48 Stunden zu vermeiden, bis die Inzisionsstelle geschlossen ist.
3. Entsorgen Sie alle gebrauchten scharfen und kontaminierten Materialien in dafür vorgesehene scharfe und / oder klinische Abfallbehälter.
4. Reinigen Sie alle Oberflächen, die im Biopsieverfahren verwendet werden, mit 70% Ethanolspray und sauberen Papiertüchern. Legen Sie Einweg- und Nicht-Einweg-Einstreu in geeignete klinische Beutel zur Entsorgung bzw. Reinigung.

5. Probenbearbeitung - Anleitung für den Assistenten

1. Verwenden Sie eine sterile Pinzette und 0,9% Kochsalzlösung, um die Fettgewebeprobe zu spülen, um sichtbare Verunreinigungen (z. B. Blut, Gefäß) zu entfernen. Dann wiegen Sie die Fettgewebeproben mit digitalen Waagen. Teilen Sie das Gewebe für die nachgeschaltete Analyse in entsprechend große Stücke und legen Sie es mit einer sterilen Pinzette in geeignete Aufbewahrungsröhrchen. Tauchen Sie die Röhrchen mit den Fettgewebebiopsien in flüssigen Stickstoff bei -190 °C, um sie einzufrieren, bis die Proben bei -80 °C gelagert sind.
   HINWEIS: Der Assistent muss die Probenverarbeitung so schnell wie möglich abschließen, in der Regel innerhalb von 3 Minuten nach der Probenaspiration, um eine mögliche Probenverschlechterung zu minimieren.

Ergebnisse

Das beschriebene Fettgewebebiopsieverfahren ist eine effiziente und risikoarme Technik für Forscher, um subkutane Fettgewebeproben von menschlichen Freiwilligen zu erhalten. Wir führten 39 subkutane Fettgewebebiopsien mit dem beschriebenen Verfahren bei 11 gesunden, normalgewichtigen Frauen durch (Alter, 27,4 ± 3,3 Jahre; Body-Mass-Index (BMI), 22,6 ± 1,5 kg.m²). Alle Teilnehmer besuchten das Labor zwischen 07:00 und 10:00 Uhr nach einer 8-12-stündigen Fastenperiode. Die Probenausbeute mit diesem Fettgewe...

Diskussion

Das beschriebene Protokoll und das zugehörige Video bieten einen Schritt-für-Schritt-Überblick über eine Mini-Fettabsaugungstechnik, um subkutane Fettgewebeproben aus dem Bauchbereich zu erhalten. Diese Forschungsgruppe hat im Laufe von 19 Monaten insgesamt 124 Biopsien ohne Nebenwirkungen bei den Teilnehmern durchgeführt. Das Verfahren ist sicher und mit einem minimalen Risiko für die Teilnehmer oder das Biopsieteam verbunden, sofern die beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen befolgt werden. Die aseptische Technik (e...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Item: 14 G needle 14 G x 3 1/8" 210 mm x 80 mm	B Braun	4665473	Per biopsy: 1
Item: 21 G needle 21 G x 1 1/2" 0.8 mm x 38 mm	Terumo	AN*2138R1	Per biopsy: 2
Item: 26 G  needle 26 G x 1/2" microlance needle 0.45 mm x 13 mm	BD	303800	Per biopsy: 2
Item: 5 mL syringe 5 mL luer	DB plastipak	302187	Per biopsy: 2
Item: Adhesive wound dressing Opsite Post-Op Dressing 9.5 x 8.5	Smith & Nephew	6600709	Per biopsy: 1
Item: Disposable sterile scalpel Disposable Scalpel Sterile Blade no. 10	Swann Morton	/0501	Per biopsy: 1
Item: Icepack BlueDot Reusable Hot/Cold Pack 26.5 cm x 13.0 cm	NuCare	F711	Per biopsy: 1
Item: Iodine based antiseptic Videne antiseptic solution	Ecolab Videne	3030440	Per biopsy: q.s
Item: Lidocaine 2% w/o epinephrine Lidocaine 2% injection 5 mL	B Braun	3558553	Per biopsy: 5 mL
Item: Non-sterile gloves Starguard sensitive powder free nitrile gloves	Starguard	SG-N-S	Per biopsy: pair
Item: Sodium chloride 0.9% Sodium chlride 0.9% w/v intravenous infusion BP	BBraun	S8004-5384	Per biopsy: q.s.
Item: Stabilization solution* RNAlater Stabilization Solution	ThermoFisher Scientific	AM7020	Per biopsy: q.s
Item: Sterile forceps Sterile forceps	Rocialle	RML109-006	Per biopsy: 1
Item: Sterile gauze swabs Non woven swabs sterile 7.5 x 7.5 cm	Prestige	1860	Per biopsy: 5
Item: Sterile gloves Prestige soft vinyl sterile powder free medical gloves	Prestige	S: P4301 M:P3302 L:P3301	Per biopsy: pair
Item: Sterile Microcentrifuge tubes 1.5 mL Sterile Microcentrifuge Tubes	StarLab	I1415-5510	Per biopsy: q.s
Item: Sterile sheet Paper plain white 90 x 90 cm	Rocialle	RML 126-216	Per biopsy: 1
Item: Weighing boat Diamond shape weigh boats	Heathrow Scientific	HS1427C	Per biopsy: 1
* denotes optional materials