Experimental substantiation of medical device design for mechanical processing of adipose tissue

Eremin I.I.; Vasiliev V.S.; Tikhomirov A.N.; Chibizov P.E.; Briko A.N.; Kotenko K.V.

doi:https://doi.org/10.17116/hirurgia2024122101

Еремин И.И.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-7284-5649

Васильев В.С.

АО «Институт пластической хирургии и косметологии»

ORCID: 0000-0003-2752-8836

Тихомиров А.Н.

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (Национальный исследовательский университет)» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-5989-9044

Чибизов П.Е.

ORCID: 0009-0003-9379-0629

Брико А.Н.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-7284-5649

Котенко К.В.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-6147-5574

Экспериментальное обоснование конструкции медицинского изделия для механической обработки жировой ткани

Авторы:

Еремин И.И., Васильев В.С., Тихомиров А.Н., Чибизов П.Е., Брико А.Н., Котенко К.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2024;(12‑2): 101‑108

DOI: 10.17116/hirurgia2024122101

Прочитано: 803 раза

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Еремин И.И., Васильев В.С., Тихомиров А.Н., Чибизов П.Е., Брико А.Н., Котенко К.В. Экспериментальное обоснование конструкции медицинского изделия для механической обработки жировой ткани. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2024;(12‑2):101‑108.
Eremin II, Vasiliev VS, Tikhomirov AN, Chibizov PE, Briko AN, Kotenko KV. Experimental substantiation of medical device design for mechanical processing of adipose tissue. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2024;(12‑2):101‑108. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/hirurgia2024122101

Подписка 2026 Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова (Pirogov Russian Journal of Surgery)

Использование инфографики авторами научных работ

Рекомендуем статьи по данной теме:

Регенеративная активность обогащенной тромбоцитами плазмы крови в различных возрастных группах. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2025;(5):36-43

Применение аутологичной жировой ткани при лечении линейной формы очаговой склеродермии у детей (обзор литературы). Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2024;(4-2):91-94

Лечение остеоартрита коленного сустава аутологичной стромально-васкулярной фракцией жировой ткани: обзор зарубежной литературы. Восстановительные биотехнологии, профилактическая, цифровая и предиктивная медицина. 2024;(4):27-37

Использование стандартизированной и масштабируемой методики получения стромально-васкулярной фракции из жировой ткани. Восстановительные биотехнологии, профилактическая, цифровая и предиктивная медицина. 2024;(4):76-81

Стволовые клетки, полученные из аутологичной жировой ткани, как способ лечения сложных свищей заднего прохода (систематический обзор литературы и метаанализ). Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2025;(2):117-127

Резюме / Abstract:

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обосновать конструкцию медицинского изделия для механической обработки жировой ткани.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Выполнено сравнение ферментативного метода с использованием коллагеназы и механического метода получения стромально-васкулярной фракции (СВФ), при этом акцентируется внимание на недостатках ферментативного метода, таких как высокая стоимость и длительность процесса. Основными критериями при разработке конструкции являлись выживаемость клеток после обработки жировой ткани и возможность ее обработки за минимальное количество пассажей в ручном режиме, без использования автоматизированных механических стендов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Предложенная конструкция позволяет за два однонаправленных пассажа получить обработанный липоаспират, готовый для выделения СВФ. Результаты экспериментальных исследований демонстрируют, что использование сеток с минимальным размером ячеек 100 мкм позволяет достигать высокой жизнеспособности клеток, сопоставимой с ферментативным методом, а также что данная конструкция может быть использована для разработки одноразового медицинского изделия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты будут положены в основу разработки одноразового медицинского изделия для механической обработки жировой ткани.

Ключевые слова / Keywords:

стромально-васкулярная фракция

жировая ткань

регенеративная медицина

система выделения стромально-васкулярной фракции

СВФ

медицинское изделие

Авторы / Authors:

Еремин И.И.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-7284-5649

Васильев В.С.

АО «Институт пластической хирургии и косметологии»

ORCID: 0000-0003-2752-8836

Тихомиров А.Н.

ORCID: 0000-0002-5989-9044

Чибизов П.Е.

ORCID: 0009-0003-9379-0629

Брико А.Н.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-7284-5649

Котенко К.В.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России

ORCID: 0000-0002-6147-5574

Дата поступления:

13.08.2024

Дата принятия в печать:

21.09.2024

Закрыть метаданные

Литература / References:

Gimble JM, Katz AJ, Bunnell BA. Adipose-derived stem cells for regenerative medicine. Annual Review of Biomedical Engineering. 2011;13:27-47. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000265074.83288.09
Kilinc MO, Santidrian A, Minev I, Toth R, Draganov D, Nguyen D, Lander E, Berman M, Minev B, Szalay AA. The ratio of ADSCs to HSC‐progenitors in adipose tissue derived SVF may provide the key to predict the outcome of stem‐cell therapy. Clinical and Translational Medicine. 2018;7(1):5. https://doi.org/10.1186/s40169-018-0183-8
Павлов В.Н., Измайлов А.А., Курбангулов И.Р., Данилко К.В., Слесаренко Я.С., Максимова С.Ю., Фарганов А.Р., Виланд В.Ф., Прантль Л., Фельтхаус О. Использование стромально-васкулярной фракции из аутологичной жировой ткани при стрессовом недержании мочи у мужчин. Уральский медицинский журнал. 2018;(9):32-37. https://doi.org/10.25694/URMJ.2018.09.16
Guo J, Nguyen A, Banyard DA, Fadavi D, Toranto JD, Wirth GA, Paydar KZ, Evans GR, Widgerow AD.Stromal vascular fraction: A regenerative reality? Part 2: Mechanisms of regenerative action. Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery. 2016;69(2):180-188. https://doi.org/10.1016/j.bjps.2015.10.014
Zuk PA, Zhu M, Mizuno H, Huang J, Futrell JW, Katz AJ, Benhaim P, Lorenz HP, Hedrick MH. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Engineering. 2001;7(2):211-228. https://doi.org/10.1089/107632701300062859
Cai J, He Y, Liao Y, Yao Y, Feng J, Dong Z, Lu F. Adipose component transplantation — an advanced fat grafting strategy based on adipose tissue component selection for facial rejuvenation. Plastic and Reconstructive Surgery. 2024;153(3):549e-554e. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000010483
Cohen SR, Womack H, Ghanem A. Fat Grafting for Facial Rejuvenation through Injectable Tissue Replacement and Regeneration. Clinics in Plastic Surgery. 2020;47(1):31-41. https://doi.org/10.1016/j.cps.2019.08.005
Oberbauer E, Steffenhagen C, Wurzer C, Gabriel C, Redl H, Wolbank S. Enzymatic and non-enzymatic isolation systems for adipose tissue-derived cells: current state of the art. Cell Regeneration. 2015;4:7.
SundarRaj S, Deshmukh A, Priya N, Krishnan VS, Cherat M, Majumdar AS. Development of a System and Method for Automated Isolation of Stromal Vascular Fraction from Adipose Tissue Lipoaspirate. Stem Cells International. 2015;2015:109353. https://doi.org/10.1155/2015/109353
Васильев В.С., Васильев С.А., Карпов И.А., Димов Г.П., Терюшкова Ж.И., Громов И.А., Еремин И.И. Возможности клинического применения стромально-васкулярной фракции жировой ткани в пластической хирургии. Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. 2019;(2):82-92.
Смышляев И.А., Гильфанов С.И., Копылов В.А., Гильмутдинов Р.Г., Пулин А.А., Корсаков И.Н., Гильмутдинова И.Р., Петрикина А.П., Еремин П.С., Крючкова О.В., Абельцев В.П., Загородний Н.В., Зорин В.Л., Васильев В.С., Пупынин Д.Ю., Еремин И.И. Оценка безопасности и эффективности внутрисуставного введения стромальноваскулярной фракции жировой ткани для лечения гонартроза: промежуточные результаты клинического исследования. Травматология и ортопедия России. 2017;23(3):17-31. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2017-23-3-17-31
Гатиатулина Е.Р., Мантурова Н.Е., Димов Г.П., Васильев В.С., Терюшкова Ж.И. Стромально-васкулярная фракция жировой ткани: механизм действия, перспективы и риски местного применения. Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2019;2:43-48.
Васильев В.С., Корчажкина Н.Б., Михайлова А.А., Наделяева И.И., Васильев С.А., Васильев И.С., Васильев Ю.С., Терюшкова Ж.И., Казанцев И.Б., Васильева Е.С., Котенко К.В. Современные технологии регенеративной реабилитации в лечении пациентов с патологическими рубцовыми изменениями. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2021;(6-2):7-14. https://doi.org/10.17116/hirurgia20210627
Котенко К.В., Еремин И.И., Мороз Б.Б., Бушманов А.Ю., Надежина Н.М., Галстян И.А., Гринаковская О.С., Аксененко А.В., Дешевой Ю.Б., Лебедев В.Г., Слободина Т.С., Жгутов Ю.А., Лаук-Дубицкий С.Е., Еремин П.С. Клеточные технологии в лечении радиационных ожогов: опыт ФМБЦ им. А.И. Бурназяна. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2012;7(2):97-102.
Смирнов С.В., Киселев И.В., Васильев А.В., Терских В.В. Современные методы клеточной терапии при лечении ожогов. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2003;12:58.
Yang J, Wang X, Zeng X, Wang R, Ma Y, Fu Z, Wan Z, Wang Z, Yang L, Chen G, Gong X. One-step stromal vascular fraction therapy in osteoarthritis with tropoelastin-enhanced autologous stromal vascular fraction gel. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2024;12:1359212. https://doi.org/10.3389/fbioe.2024.1359212
Senesi L, De Francesco F, Farinelli L, Manzotti S, Gagliardi G, Papalia GF, Riccio M, Gigante A. Mechanical and Enzymatic Procedures to Isolate the Stromal Vascular Fraction From Adipose Tissue: Preliminary Results. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2019;7:88. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00088
Aronowitz JA, Lockhart RA, Hakakian CS. Mechanical versus enzymatic isolation of stromal vascular fraction cells from adipose tissue. SpringerPlus. 2015;4(1):713. https://doi.org/10.1186/s40064-015-1509-2
Tremolada C, Colombo V, Ventura C. Adipose tissue and mesenchymal stem cells: State of the art and Lipogems® technology development. Current Stem Cell Reports. 2016;2(3):304-312. https://doi.org/10.1007/s40778-016-0053-5
Copcu HE, Oztan S. Not Stromal Vascular Fraction (SVF) or Nanofat, but Total Stromal-Cells (TOST): A New Definition. Systemic Review of Mechanical Stromal-Cell Extraction Techniques. Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 2021;18(1):25-36. https://doi.org/10.1007/s13770-020-00313-0
Osinga R, Menzi NR, Tchang LAH, Caviezel D, Kalbermatten DF, Martin I, Schaefer DJ, Scherberich A, Largo RD. Effects of Intersyringe Processing on Adipose Tissue and Its Cellular Components: Implications in Autologous Fat Grafting. Plastic and Reconstructive Surgery. 2015;135(6):1618. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000001288
Tonnard P, Verpaele A, Peeters G, Hamdi M, Cornelissen M, Declercq H. Nanofat Grafting: Basic Research and Clinical Applications. Plastic and Reconstructive Surgery. 2013;132(4):1017. https://doi.org/10.1097/PRS.0b013e31829fe1b0
Trivisonno A, Alexander RW, Baldari S, Cohen SR, Di Rocco G, Gentile P, Magalon G, Magalon J, Miller RB, Womack H, Toietta G. Intraoperative Strategies for Minimal Manipulation of Autologous Adipose Tissue for Cell- and Tissue-Based Therapies: Concise Review. Stem Cells Translational Medicine. 2019;8(12):1265-1271. https://doi.org/10.1002/sctm.19-0166
Ye Y, Zou J, Tan M, Hu K, Jiang J. Phenotypic and Cellular Characteristics of a Stromal Vascular Fraction/Extracellular Matrix Gel Prepared Using Mechanical Shear Force on Human Fat. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021;9:638415. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.638415
Banyard DA, Sarantopoulos CN, Borovikova AA, Qiu X, Wirth GA, Paydar KZ, Haun JB, Evans GRD, Widgerow AD. Phenotypic Analysis of Stromal Vascular Fraction after Mechanical Shear Reveals Stress-Induced Progenitor Populations. Plastic and Reconstructive Surgery. 2016;138(2):237e-247e. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000002356
Cohen SR, Tiryaki T, Womack HA, Canikyan S, Schlaudraff KU, Scheflan M. Cellular optimization of nanofat: Comparison of two nanofat processing devices in terms of cell count and viability. Aesthetic Surgery Journal. Open Forum. 2019;1(4):ojz028. https://doi.org/10.1093/asjof/ojz028
Tiryaki KT, Cohen S, Kocak P, Canikyan Turkay S, Hewett S. In-Vitro Comparative Examination of the Effect of Stromal Vascular Fraction Isolated by Mechanical and Enzymatic Methods on Wound Healing. Aesthetic Surgery Journal. 2020;40(11):1232-1240. https://doi.org/10.1093/asj/sjaa154
Copcu HE, Oztan S. New Mechanical Fat Separation Technique: Adjustable Regenerative Adipose-tissue Transfer (ARAT) and Mechanical Stromal Cell Transfer (MEST). Aesthetic Surgery Journal. Open Forum. 2020;2(4):ojaa035. https://doi.org/10.1093/asjof/ojaa035
Briko AN, Tikhomirov AN, Hammoud AM, Dmitriev AN, Kapravchuk VV, Kobelev AV, Shchukin SI, Kotenko KV, Eremin II. Kapravchuk VV. Biomechanical aspects of the design of a device for mechanical extraction of the stromal vascular fraction of adipose tissue. Biomedical Engineering. 2024;57(5):362-366. https://doi.org/10.1007/s10527-023-10335-2