Moris Topaz, MD, Posibile complicații pe termen lung în lipoplastia asistată de ultrasunete indusă de sonoluminiscență, sonochimie și efect termic, Jurnalul de chirurgie estetică, volumul 18, numărul 1, ianuarie 1998, paginile 19-24, https://doi.org /10.1016/S1090-820X(98)80019-8

lung

Lipoplastia cu ultrasunete a devenit o procedură obișnuită pentru extragerea grăsimilor, împreună cu liposucția convențională în vid. Există o tendință de a echivala lipoplastia asistată cu ultrasunete cu liposucția sub vid, totuși este important să subliniem că fiecare folosește moduri fizice și tehnici total diferite pentru a extrage grăsimea. Cercetări care compară eficacitatea lipoplastiei asistate cu ultrasunete cu liposucția sub vid au fost raportate și continuă să fie evaluate.

De la utilizarea sa timpurie de către Zocchi 1-3 și Maillard și colab., 4 s-au dobândit multă experiență și cunoștințe în ceea ce privește efectele secundare și complicațiile. Deși au fost deja observate și raportate efecte secundare pe termen scurt, cum ar fi arsuri, infecții, fibroză, serom și coagularea vaselor de sânge și a nervilor, sunt posibile complicații pe termen lung.

Studii recente au raportat utilizarea lipoplastiei cu ultrasunete pe sânul 4 și extragerea unor volume mari de grăsime. Trebuie pus accentul pe efectele pe termen lung ale lipoplastiei asistate cu ultrasunete asupra pacienților tineri atunci când sunt tratate zone sensibile precum capul, gâtul și sânul și când se aplică energie ultrasunete de înaltă intensitate în imediata apropiere a vaselor de sânge majore și a nervilor.

Înțelegerea general acceptată a fizicii energiei ultrasunete care afectează țesutul din jur implică efectele termice, cavitaționale și mecanice. O revizuire amănunțită a literaturii cu privire la chimia și fizica energiei ultrasunete, însă, relevă un mecanism mai detaliat și cuprinzător care poate contribui la efectele adverse ale energiei ultrasunete în sistemele biologice. Acest mecanism cuprinde trei factori majori care pot crea complicații pe termen lung atunci când sunt asociate cu lipoplastie cu ultrasunete:

Sonoluminiscența sau conversia sunetului în lumină, care poate produce radiații ultraviolete și posibile cu raze X moi

Sonochimie, care are ca rezultat o varietate de subproduse ale radicalilor liberi

Efect termic asupra țesuturilor moi profunde, care ar putea avea un efect ulterior tardiv, cum ar fi fenomenul asemănător ulcerului Marjolin

Opinia că utilizarea ultrasunetelor nu prezintă riscuri substanțiale este larg răspândită. Acest studiu examinează riscurile potențiale implicate în transformarea energiei ultrasunete de înaltă intensitate și posibilele sale efecte periculoase pe termen lung asupra țesuturilor moi.

Fizica Sonoluminescenței

În sonoluminiscență, așa cum se numește procesul de conversie a sunetului în lumină, bula concentrează energia vibrațiilor acustice cu un factor de 1 trilion. Adică lungimea de undă a sunetului care conduce bula are o lungime de centimetri, dar lumina este emisă dintr-o regiune de dimensiuni atomice. Cavitația cauzată de energia ultrasunete emisă de traductor în procesul lipoplastiei cu ultrasunete poate crea un fenomen similar generând sonoluminiscență.

Efectele biologice ale sonoluminescenței

Efectele biologice sunt de așteptat să fie complicate și multivariabile dependente. Deși condițiile fizice pentru crearea sonoluminescenței pot fi anticipate cu aparatele de lipoplastie asistate cu ultrasunete, sonoluminescența este de așteptat să fie abia detectabilă în emulsia creată de dezintegrarea țesuturilor și celulelor în timpul cavitației de intensitate ridicată creată de iradierea cu ultrasunete a țesuturilor moi.

Vona și colab. 6 au arătat sonoluminescență a emisiilor aproape ultraviolete de aproximativ 250 nm și suport marginal pentru producerea de fotoni cu energie mai mare, incluzând posibilă deteriorarea biologică a emisiilor de raze X ultraviolete și moi în litotriptorul cu undă de șoc extracorporeală, provocând cavitație în zona focală a unui undă de șoc extracorporală. Carstensen și colab. 7 au arătat că energia ultrasunetelor nu este specifică numai țesutului adipos. Autorii demonstrează liza eritrocitelor prin expunerea la unde continue de unde ultrasunete de 1 MHz. „Observațiile sonoluminiscenței sunt în concordanță cu ipoteza că celulele sunt lizate prin cavitație acustică inerțială (tranzitorie). ”7

Cea mai mare parte a literaturii referitoare la acest fenomen, deși observată într-un mediu de laborator distinct, poate indica cantitatea și nivelurile de energie din tipul de canulă utilizate în mașinile standard de lipoplastie asistată cu ultrasunete. Aceasta este de obicei în intervalul de 50 până la 150 W/cm2, la o frecvență de aproximativ 20 KHz.

Sonochimie

Propagarea undelor cu ultrasunete printr-un mediu este compusă din cicluri de compresie și rarefacție. Bula se prăbușește în timpul părții de compresie și, din cauza temperaturii ridicate create în timpul acestui prăbușire, legăturile chimice ale moleculelor prinse în cavitatea se rup. Prin urmare, se sugerează ca cercetătorii interesați de reacția sonochimică să aleagă solvenți cu presiune scăzută de vapori și substanțe dizolvate cu presiune ridicată de vapori. Mecanismele sugerate pentru reacțiile sonochimice implică întotdeauna radicalii liberi. Acești radicali liberi sunt un produs secundar al scurtei temperaturi ridicate asociate cu compresia adiabatică a bulelor în procesul de cavitație. Cu toate acestea, alte interpretări ale reacției sonochimice implică ioni; aceste teorii se bazează pe uriași gradienți electrici care se dezvoltă odată cu prăbușirea bulei.

Produsele generate de efectele ultrasunetelor prin cavitație și sonoluminiscență și ale radiațiilor ionizante asupra unei varietăți de molecule ale lanțului de carbon sunt semnificativ similare. 8 Tehnica de rezonanță a spinului de electroni este utilizată pentru a determina caracteristicile varietății de radicali liberi formați în medii biologice prin analiza spectrului de rezonanță a spinului de electroni al aductului. 9

Undele acustice echivalente cu aproximativ 110 dB sunt necesare pentru a genera mișcarea caracteristică a bulei sonoluminescenței.

Energia din prăbușire este suficient de puternică pentru a rupe moleculele din bule. Moleculele disociate emit lumină pe măsură ce se recombină. Acest efect, denumit chemiluminescență, a fost raportat pentru prima dată de Virginia F. Griffing de la Universitatea Catolică în 1952. Însoțește cavitația tranzitorie și a fost folosit pentru a iniția procese chimice neobișnuite. 5

Efectele biologice ale sonochimiei

Terapia sonodinamica este o noua modalitate promitatoare pentru tratamentul cancerului bazat pe efectul sinergic asupra uciderii celulelor tumorale printr-o combinatie de medicament (de obicei un foto-sensibilizant) si ultrasunete. 16 Miyoshi și colab. 16 au arătat „mecanismul acțiunii sonodinamice care presupunea fotoexcitația sensibilizatorului prin lumina sonoluminiscentă, cu formarea ulterioară a oxigenului singlet”.

Riesz și colab. 17 au observat producerea de radicali metil prin sonoliza la 50 KHz a acetonei de apă saturată cu argon și a amestecurilor de apă acetonitril. Harrison și colab. 18 au investigat efectul undelor cu ultrasunete de tip ton-burst asupra medicamentelor citotoxice și au demonstrat potențarea citotoxicității clonogene a hidroclorului de doxorubicină (Adriamicină) și diaziconei și producerea de radicali hidroxil în medii apoase la intensități de până la 0,4 W/cm 2 .

Radicalii liberi sunt substanțe foarte reactive și se așteaptă să reacționeze instantaneu cu țesuturile din jur. Produsele de descompunere reziduală, inclusiv radicalii liberi produși prin utilizarea canulei solide în lipoplastia cu ultrasunete, sunt aspirate doar parțial din corp și pot fi mai îngrijorătoare, deoarece o cantitate mai mare de material reactiv este lăsată în spatele suprafeței piele pentru o perioadă mai lungă de timp.

Efectul termic

Expunerea mediului sau țesutului apos la iradiere cu ultrasunete generează grade diferite de căldură în funcție de cantitatea de energie ultrasunete absorbită în mediul afectat. Fasciculul cu ultrasunete care trece prin țesut este parțial absorbit, creând un gradient de creștere a temperaturii de-a lungul adâncimilor țesutului pe axa fasciculului. Temperatura ridicată creată ca urmare a prăbușirii bulei este limitată la locația bulei, a cărei dimensiune este estimată la 100 μm. Cea mai mare parte a lichidului iradiat este, de asemenea, încălzită, totuși, atunci când radiația cu ultrasunete de 100 W/cm2 trece prin 50 ml de soluție menținută la o temperatură acetonă de gheață uscată de -78 ° C. Temperatura măsurată la sfârșitul 3 orele de iradiere sunt de aproximativ -10 ° C. Creșterea temperaturii se corelează cu intensitatea ultrasunetelor, așa cum a fost demonstrat de ter Haar și Hopewell19, deși a fost măsurată la un interval de intensitate scăzută de 1,5 până la 3 W/cm2 numai. Creșterea temperaturii țesuturilor este o funcție de conducere și convecție, cu un grad diferit de semnificație a perfuziei sanguine a țesutului, ajungând la echilibru după o creștere liniară inițială a temperaturii sau scăderea temperaturii după o creștere a perfuziei tisulare.

Lipoplastia asistată cu ultrasunete este o procedură care expune țesutul subcutanat la energie ultrasunete de intensitate ridicată, generând temperaturi ridicate, mai ales atunci când sunt utilizate mașini cu energie ridicată. Aplicarea hipertermiei cu ultrasunete indusă de energie a cauzat deteriorarea endoteliului vaselor de sânge la un model de porc. 20 Efectul termic al sondei nu este de așteptat să fie limitat la diametrul său, ci depășește dincolo de marginile sale. 21 Aplicarea externă a energiei ultrasunete în intervalul de 1,5 până la 3 W/cm 2 la 0,75 MHz pe piele duce la o creștere maximă a temperaturii la diferite distanțe sub piele, cu bule de aer între traductor și piele sau bule în strat subcutanat, care poate duce la încălzirea localizată excesivă. Cu cât frecvența ultrasunetelor este mai mică, cu atât este mai mică intensitatea necesară pentru a genera formarea spontană de bule.

Efectul termic nu creează modificări morfologice detectabile în țesutul cerebral al mamiferelor la temperaturi mai mici de 43 ° C și cu intensități scăzute ale energiei ultrasunete atunci când este menținut mai puțin de 10 minute. 22 La un nivel scăzut de energie, când temperatura este scăzută, cavitația este principala cauză a deteriorării țesuturilor și, prin urmare, are o semnificație mai mare decât efectul termic (care provoacă leziuni tisulare la temperaturi mai ridicate). Creșterea temperaturii este de așteptat să fie mult mai mare atunci când este expusă lipoplastiei cu ultrasunete asistată de ultrasunete, implicând efecte dăunătoare semnificative asupra țesuturilor iradiate. Imaginile inițiale de endoscopie care arată ceea ce pare a fi nervul și vasele de sânge intacte pot reprezenta fibre nervoase degenerate de căldură și vase de sânge coagulate.

Efectul termic al aparatului de lipoplastie asistat de ultrasunete se corelează cu cantitatea de energie aplicată, nivelul de hidratare de către lichidul tumescent și timpul de expunere. Deși efectul termic poate duce la fibroză și strângerea pielii, efectul pe termen lung asupra țesuturilor moi profunde nu a fost încă studiat. Asa numitul

„Efectul asemănător ulcerului Marjolin” poate evolua în țesutul cicatricial profund post-arsură.

Factori de risc crescători ai lipoplastiei cu ultrasunete

Durata operației - Cu cât operația este mai lungă, cu atât expunerea potențială la efectele dăunătoare ale iradierii cu raze X ultraviolete și moi, a radicalilor liberi și a efectului termic este mai mare.

Intensitatea energiei - Deși mașinile cu energie mai mare sunt mai eficiente, acestea corespund unui risc mai mare de deteriorare.

Tipul de țesut - S-au raportat lucrări clinice recente cu lipoplastie asistată cu ultrasunete pe țesutul mamar, care ar trebui să provoace îngrijorare cu privire la dezvoltarea ulterioară a modificărilor cancerigene. Lipoplastia cu ultrasunete a capului, gâtului și țesuturilor în imediata apropiere a vaselor de sânge și a nervilor majori ar trebui evaluată datorită aplicării unei energii ridicate în vecinătatea structurilor sensibile.

Vârsta pacientului - Aplicarea tehnicii de lipoplastie asistată de ultrasunete la pacienții tineri poate crește șansele lor de complicații ulterioare, cum ar fi radiațiile ultraviolete și cu raze X și efectul termic.

Discuţie

Înainte de ultimul deceniu, aplicațiile tehnologiei ultrasunetelor în medicină rămăseseră în limitele scopurilor diagnostice și terapeutice, prin utilizarea unui interval de energie de până la 1 până la 3 W/cm2. În lipoplastia asistată cu ultrasunete, nivelul de energie cu ultrasunete utilizat este de 30 până la 50 de ori mai mare, cu aplicații de până la 150 W/cm2 direcționate către țesuturile centrale și cu o doză mult mai mare de energie absorbită în spațiul subcutanat.

Concluzie

O mașină cu energie ridicată poate fi eficientă pentru extragerea grăsimilor, dar crește riscul de produse sonochimice și efecte sonoluminescente și la temperaturi ridicate. Toxicitatea energetică cu ultrasunete și deteriorarea ADN-ului au fost prezentate la nivel molecular. Deși cantitatea de radiații și radicali liberi la tipul de traductor nu a fost încă determinată, expunerea îndelungată, ca și în cazul lipoplastiei cu volum mare, se poate acumula la niveluri periculoase. Țesuturile sensibile din punct de vedere biologic, cum ar fi sânul atât la femei, cât și la bărbați, nu ar trebui deloc expuse la aceste niveluri de energie ultrasunete. Posibile modificări biologice pe termen lung care rezultă din lipoplastia asistată de ultrasunete la pacienții tineri pot evoca modificări ale ADN-ului și efecte cancerigene pe termen lung.

Aplicarea de noi tehnologii la sistemele biologice prezintă riscul de a provoca efecte secundare neprevăzute. Tehnica cu ultrasunete poate părea un instrument perfect pentru extragerea selectivă a grăsimii din spațiile subcutanate, dar posibilele consecințe ar trebui să limiteze utilizarea acesteia în chirurgia plastică estetică până când lucrările experimentale ulterioare stabilesc și asigură siguranța pe termen lung.