Расширение ткани - Tissue expansion

Расширение ткани
MeSH	D015626
[редактировать в Викиданных ]

Расширение ткани это техника, используемая пластик, челюстно-лицевой и реконструктивная хирурги заставить тело расти дополнительные кожа, кость, или другие ткани. Другие биологические явления, такие как воспаление тканей, также можно рассматривать как расширение (см. Воспаление тканей ниже).

Расширение кожи

Расширение кожи - это обычная хирургическая процедура для наращивания дополнительной кожи за счет контролируемого механического перенапряжения. Он создает кожу, которая соответствует цвету, текстуре и толщине окружающей ткани, сводя к минимуму шрамы и риск отторжения.^[1]

Когда кожа растягивается сверх физиологического предела, механотрансдукция пути активированы. Это ведет к клетка рост, а также к образованию новых клеток. В некоторых случаях это может быть достигнуто путем имплантации надувных баллонов под кожу. Безусловно, самый распространенный метод, когда хирург вводит надувной расширитель под кожу и периодически, в течение недель или месяцев, вводит физиологический раствор раствор, чтобы медленно растянуть покрывающую кожу. Рост ткани постоянный, но при удалении расширителя он в некоторой степени втягивается.^[2] Также существуют устройства для расширения тканей, применяемые местно. Они недороги и не требуют хирургической процедуры для имплантации под кожу.^[3]

Реконструкция груди хирургия, например, может использовать эту технику, когда молочная железа удаляется хирургическим путем (мастэктомия ). Позже под расширенный кожный карман вставляется более постоянный грудной имплант, заполненный физиологическим раствором или силиконовым гелем.^{[нужна цитата ]}

В других случаях лишняя кожа специально наращивается путем расширения на спине или ягодицах, чтобы позже ее можно было собрать для трансплантация на другое место, где кожа была потеряна из-за травма, обширный раны, хирургия, ожоги, так далее.

Механика расширения кожи

Растяжение кожи сверх нормального расширения вызывает несколько путей механотрансдукции, которые увеличивают митотическую активность и способствуют синтезу коллагена. В результате увеличивается площадь поверхности кожи. Подходы механики сплошной среды могут использоваться для моделирования роста кожи во время расширения ткани, а нелинейные методы конечных элементов могут использоваться для компьютерного моделирования различных сценариев роста ткани.^[4]

Рост ткани из-за расширения кожи можно смоделировать как анизотропный рост площади поверхности, как описано следующими уравнениями:

${\displaystyle F=F^{e}\cdot F^{g}\,}$

куда ${\displaystyle F^{e}}$ эластичная растяжка, обратимая и ${\displaystyle F^{g}}$ необратимый рост площади, описываемый:

${\displaystyle F^{g}={\sqrt {\theta ^{g}}}\mathbb {I} +[1-{\sqrt {\theta ^{g}}}]n_{0}\otimes n_{0}\,}$

куда ${\displaystyle n_{0}}$ - вектор в направлении толщины кожи. Мы предполагаем, что кожа не растет в направлении толщины, поскольку рост площади равен увеличению объема или ${\displaystyle \theta ^{g}=det(F^{g})=J^{g}}$.^[4]Мы также предполагаем, что вновь созданная кожа будет иметь ту же плотность, жесткость и микроструктуру, что и исходная нерасширенная кожа.^[5]

Свободные отвороты радиальных предплечий

Недавние исследования показали, что использование местного расширения тканей может снизить потребность в кожном трансплантате с разделенной толщиной после удаления лоскута, свободного от предплечья.^[6] Авторы отметили, что это приводит к уменьшению боли и сокращению времени заживления. Этот метод также оказался рентабельным.^[3] а также улучшить косметику.^{[нужна цитата ]}

При реконструкции кожи головы

Расширение тканей на коже черепа используется для лечения рубцов и облысения вместо трансплантации волос, когда донорских волос недостаточно для трансплантации на рубец или рубцовая ткань не васкуляризирована для поддержки роста волос. ^{[7] [8]} Например, у пациента, у которого меланомы удаляется с кожи головы, что приводит к алопеция дефекты (выпадение волос), расширение тканей может использоваться для удаления шрамов и полного покрытия волос. Двумя основными показаниями для выбора расширения ткани вместо пересадки волос являются размер и форма дефекта относительно потенциального поступления донорских волос, а также качество и толщина рубцовой ткани. Области значительного рубцевания и / или атрофии тканей, которые могут сделать пересадку волос безуспешной, лучше всего иссечь и заменить нормальной расширенной кожей головы. Теоретически нет ограничений на количество ткани, которое может быть создано при расширении ткани, при условии, что процесс проводится постепенно.^[9]

Восстановление крайней плоти

Расширение тканей также использовалось для техники восстановление крайней плоти, который обычно не является хирургическим и прикладывает напряжение извне с помощью специальных устройств для замены обрезанных тканей новыми клетками.^[10]

Безоперационные методы расширения ткани могут расширить сохранившуюся кожу полового члена, сделав ее более длинной трубкой, чтобы она могла функционировать как крайняя плоть.^[11]

Мужчины, прошедшие обрезание, растягивают и прикладывают напряжение к своему стержню и остаткам крайней плоти, чтобы расширить и удлинить ткань, пытаясь создать функциональную крайнюю плоть. Эта форма расширения тканей может занять годы, так как объем необходимого роста кожи обычно составляет около 15 кв.^[12]

Расширение костей

Основная статья: Дистракционный остеогенез

Кость это еще одна ткань, которая может быть относительно легко расширена с помощью внешних устройств, которые медленно отделяются с помощью механических приспособлений, так что кость растет в ответ на удлинение (костный дистрактор ). Другие методы и внешние устройства были изучены и показали некоторый успех, например, в костная хирургия.^[13] Этот метод был впервые использован в 1951 г. русский врач Илизаров, и называется Аппарат Илизарова. Способен к удлинению конечностей при патологической потере костной массы, асимметрии конечностей, карликовость, низкий рост и т. д. В реконструктивной и косметической хирургии костные расширители используются для удлинения нижняя челюсть в случаях врожденные нарушения, травма, опухоли и т. д. Другие новые устройства, такие как ортофикс и интрамедуллярный скелетный кинетический дистрактор (ISKD) также используются для удлинения конечностей. Она может добавить более 6 дюймов на кость, но она дорогая, болезненная и требует много времени (каждая процедура длится около 8–12 месяцев).^{[нужна цитата ]}

Расширение мышц

Мышечная ткань также может расширяться и расти в процессе, известном как вызванный растяжением миофибриллогенез.^[14][15]

Воспаление тканей

Воспаление в биологическом смысле относится к клеточной реакции организма на нарушения, будь то внутренние или внешние. В случае астма или же хронический бронхит человеческий организм реагирует на аллергены или загрязнители, заполняя бронхиальное дерево и стенки дыхательных путей мононуклеарными клетками. Слои стенки дыхательных путей, включая внутреннюю эпителиальную ткань, утолщаются и расширяются от 10% до 300% здоровых людей и препятствуют потоку воздуха.^[16] Выдерживание болезни в течение длительного времени в сочетании с гиперреактивностью дыхательных путей (сокращение гладких мышц или Бронхиальная гиперреактивность ) приводит к хроническому непрерывному воспалению и утолщению, а также к заметному ремоделированию дыхательных путей, состоящему из более жестких дыхательных путей и потери эластичности.^[17] Воспаление в суженном цилиндре, как и в дыхательных путях, в конечном итоге складывается само по себе, что приводит к механически изученным моделям коробления и взаимосвязям роста внутри тканевых покрытий.^[18][19]

Расширение ткани груди

Расширение тканей - распространенный метод, используемый для реконструкция груди.^[20] По сути, это связано с расширением кожи и мышц груди с использованием временного расширитель тканей.^[21] Через три-четыре недели после мастэктомия, в расширитель будет введен физиологический раствор для постепенного его заполнения. Этот процесс поддерживается крошечным клапанным механизмом, расположенным внутри расширителя, и он будет продолжаться до тех пор, пока его размер не станет немного больше, чем другая грудь. Обычно для завершения процесса может потребоваться от нескольких недель до месяцев. Этот расширитель ткани удаляется через несколько месяцев, и одновременно выполняется реконструкция микрососудистого лоскута или установка постоянного имплантата груди. После мастэктомии врач-радиолог иногда рекомендует химиотерапию или лучевую терапию. Эти процедуры задерживают процесс расширения тканей примерно на четыре-восемь недель. Тканевые расширители имеют силиконовую внешнюю оболочку и либо внутренний клапан, либо внешний порт, позволяющий вводить физиологический раствор.

Альтернативы расширению кожи

Исследования, посвященные альтернативным кожным трансплантатам, в настоящее время относятся к сфере тканевой инженерии. Многочисленные искусственно созданные тканевые и тканеподобные вещества прошли через FDA и попали на рынок, хотя финансовый успех был умеренным.^[22] Ограничения этой стратегии включают длительное время инкубации, а также сложность имитации точных механических и биологических свойств функциональной кожи.^[23] Тем не менее, преимущества варьируются от снижения заболеваемости донорским участком (в результате того, что больше не нужно собирать урожай из-за расширения кожи), а также готового источника материалов для неотложной медицины в случае травматического ожога или травмы. Сегодня остается большой клинический интерес к разработке недорогих искусственных кожных трансплантатов, которые обладают механическими и биологическими свойствами кожи.

Смотрите также

• Восстановление крайней плоти
• Митоз
• Растяжка (пирсинг)
• Гипертрофия
• Гиперплазия

Рекомендации

1. Zöllner, Александр М .; Буганза Теполе, Адриан; Госаин, Арун К .; Куль, Эллен (2011). «Растущая кожа: расширение тканей при реконструкции лба у детей». Биомеханика и моделирование в механобиологии. 11 (6): 855–867. Дои:10.1007 / s10237-011-0357-4. ЧВК  3425448. PMID  22052000.
2. Нойман, CG (1957). «Расширение участка кожи за счет прогрессирующего расширения подкожного баллона; использование метода фиксации кожи для субтотальной реконструкции уха». Пластическая и реконструктивная хирургия. 19 (2): 124–30. Дои:10.1097/00006534-195702000-00004. PMID  13419574.
3. Bonaparte, J.P .; Corsten, M .; Аллен, М. (2011). «Экономическая эффективность местного предоперационного устройства для расширения тканей для радиальных свободных лоскутов предплечья: когортное исследование1». Клиническая отоларингология. 36 (4): 345–51. Дои:10.1111 / j.1749-4486.2011.02354.x. PMID  21651729.
4. Zöllner, Александр М .; Буганза Теполе, Адриан; Куль, Эллен (2012). «О биомеханике и механобиологии растущей кожи». Теоретическая биология. 297: 166–175. Дои:10.1016 / j.jtbi.2011.12.022. ЧВК  3278515. PMID  22227432.
5. Буганза Теполе, Адриан; Плох, Кристофер Джозеф; Вонг, Джонатан; Госаин, Арун К .; Куль, Эллен (2011). «Растущая кожа: расширение тканей при реконструкции лба у детей». Биомеханика и моделирование в механобиологии. 11 (6): 855–867. Дои:10.1007 / s10237-011-0357-4. ЧВК  3425448. PMID  22052000.
6. Бонапарт, JP; Корстен, MJ; Аллен, М. (2011). «Время заживления донорских участков свободного лоскута лучевой кости предплечья после предоперационного расширения ткани: рандомизированное контролируемое исследование». Журнал отоларингологии. 40 Дополнение 1: S20–7. PMID  21453657.
7. Ван Атта, Берр: «Это было немного сложно, но это полностью изменило его облысение». The Philadelphia Inquirer, Март 1989 г.
8. Киршнер, Джойс: «Волосы сегодня, завтра пропадут: вот новейшие методы избавления от облысения». Журнал Inside, Осень 1989 г.
9. Международный форум по трансплантации волос, сентябрь / октябрь 2006 г., Реконструкция кожи головы: роль в расширении тканей^{[ненадежный медицинский источник? ]}
10. Радован, С (1984). «Расширение тканей при реконструкции мягких тканей». Пластическая и реконструктивная хирургия. 74 (4): 482–92. Дои:10.1097/00006534-198410000-00005. PMID  6484035.
11. Кольер. Снова целиком: практика восстановления крайней плоти. CMAJ. 2011;183(18):2092–3. Дои:10.1503 / cmaj.109-4009. PMID  22083672.
12. "Не" фрагмент ", а" 15 квадратных дюймов ". NOHARMM. Получено 4 июня, 2019.
13. Лашин, Ахмед Э .; Салим, Айман; Hefny, Mohamad R .; Аль-Баклы, Эсам (2004). «Расширение внешней ткани успешно достигнуто с помощью отрицательного давления». Хирургия сегодня. 34 (2): 193–6. Дои:10.1007 / s00595-003-2667-3. PMID  14745629.
14. Де Дайн, Патрик Дж. (2001). «Применение пассивного растяжения и его последствия для мышечных волокон». Журнал Американской ассоциации физиотерапии. 81 (2): 819–827.
15. Камикава, Юрие; Икеда, Сатоши; Харада, Кацухиро; Охваташи, Акихико; Ёсида, Акира (2013). «Пассивное повторяющееся растяжение на короткое время в течение недели увеличивает миогенные регуляторные факторы и мРНК тяжелой цепи миозина в скелетных мышцах крыс». Научный мировой журнал. 2013: 1–6. Дои:10.1155/2013/493656. ЧВК  3676914. PMID  23766692.
16. Кон, Лорен; Элиас, Джек А .; Чупп, Джеффри Л. (1 апреля 2004 г.). «Астма: механизмы сохранения и прогрессирования заболевания». Ежегодный обзор иммунологии. 22 (1): 789–815. Дои:10.1146 / annurev.immunol.22.012703.104716. PMID  15032597.
17. Brackel, HJ; Педерсен, О.Ф .; Малдер, PG; Overbeek, SE; Kerrebijn, KF; Богард, JM (сентябрь 2000 г.). «Центральные дыхательные пути ведут себя более жестко во время форсированного выдоха у больных астмой». Американский журнал респираторной медицины и реанимации. 162 (3, часть 1): 896–904. Дои:10.1164 / ajrccm.162.3.9905034. PMID  10988102.
18. Виггс, Барри Р .; Хрусис, Константин А .; Drazen, Джеффри М .; Камм, Роджер Д. (декабрь 1997 г.). "О механизме складывания слизистой оболочки нормальных и астматических дыхательных путей". Журнал прикладной физиологии. 83 (6): 1814–1821. Дои:10.1152 / jappl.1997.83.6.1814. PMID  9390950.
19. Moulton, D.E .; Гориели, А. (апрель 2011 г.). «Возможная роль дифференциального роста в ремоделировании стенки дыхательных путей при астме» (PDF). Журнал прикладной физиологии. 110 (4): 1003–1012. Дои:10.1152 / japplphysiol.00991.2010. PMID  21252217.
20. Аргента, LC. (1984). «Реконструкция груди путем расширения тканей». Клиники хирургии. 11 (2): 257–64. PMID  6723196.
21. Родован, К. (1982). «Реконструкция груди после мастэктомии с помощью временного расширителя». Пластическая и реконструктивная хирургия. 69 (2): 195–208. Дои:10.1097/00006534-198202000-00001. PMID  7054790.
22. Advanced Tissue Sciences Inc: уроки прошлого, тематическое исследование регенеративной медицины.
23. Тканевая инженерия замещающей кожи: перекресток биоматериалов, заживления ран, эмбрионального развития, стволовых клеток и регенерации

внешняя ссылка

• Аппарат Илизарова.
• О лицах: кожа. Онлайн-выставка Национального института здоровья NICDR. Источник используемых изображений.