|
|
|
Moris Topaz, M.D., Ph.D.
Application of Regulated Oxygen-Enriched Negative Pressure-Assisted Wound Therapy (RO-NPT) in Combating Anaerobic Infections
Abstract
Background
Regulated Negative Pressure-Assisted Wound Therapy (RNPT) is an established method of wound treatment utilizing sub-atmospheric pressure to promote wound healing. It applies a non-pharmaceutical technology for enhanced healing of hard to cure, acute and chronic wounds. It is a relatively simple, safe tool that can be utilized in a wide range of conditions in general, orthopedic, and plastic surgery, without the need for sophisticated technology or elaborate surgery.
Although used for over two decades, wound pO 2 levels, an essential physical parameter inherent in RNPT that follow Henry’s Law of gases, have not been reported. Necrotizing fasciitis (NF), a severe and at times lethal soft tissue infection, necessitates prompt intensive therapeutic response using pharmaceutical, surgical, and hyperbaric oxygen (HBO) treatment when anaerobes are involved.
Objectives
-
To demonstrate the effect of RNPT on pO2 level in a wound's micro-atmosphere.
-
To establish means to regulate wound pO2.
-
To hypothesize the synergistic effect of RNPT and supplemental oxygen in Regulated Oxygen-enriched Negative Pressure-Assisted Wound Therapy (RO-NPT) for the prevention and treatment of anaerobic infections.
Methods
We designed an in vitro system that combines RNPT with a regulated oxygen-enriched atmosphere (RO-NPT). Negative pressure was regulated to the desired pressure level range applied in clinical cases. Oxygen flow was controlled and delivered to the simulated wound by an oxygen regulator. pO 2 was measured in the system outlet at various negative pressures in clinical application range.
Subjects: A phantom leg simulated-wound model and human sample case report.
Interventions: Surgical debridement, skin graft, Mechanical ventilation support, and RO-NPT.
Measurements and Main Results
We evaluated concurrent changes in wound atmospheric pO 2 by alteration of sub-atmospheric pressure in a wound model treated with RNPT. pO 2 values in the RNPT investigated system revealed a linear decrease of pO 2 values in direct correlation with sub-atmospheric pressure. Simultaneous administration of oxygen by RO-NPT increased measured pO 2. We report a case of clinical treatment of NF with RO-NPT, where the NF was successfully treated with supplemental RO-NPT.
Conclusions
RNPT follows Henry's law of gases and leads to a decrease in wound atmospheric pO 2. The application of RNPT in anaerobic wound infections should be contraindicated. Wound pO 2 is enhanced by simultaneous application of oxygen by RO-NPT. We have demonstrated the rationale for the possible use of RO-NPT for prevention of anaerobic wound infections and as a supplemental mode of treatment of NF.
Moris Topaz, M.D., Ph.D.
Application of TopClosure® 3S, a Skin Stretching and Secure wound-closure System, to aid closure and healing of wounds.
Abstract
Background
The principle of stretching wound margins is problematic as it could cause necrosis and tear the skin margins during approximation of the opposing wound edges if excessive tension is applied. Additionally, currently applied skin stretching devices are by nature invasive, bulky, and may damage wound edges.
TopClosure® 3S System (TopClosure®) is easily applied for diverse usage and variable anchoring distance and allows complete patient ambulation. The large area of contact with the skin reduces the applied tension, leading to wider stress distribution (applied stress is 4-5 orders of magnitude lower than tension sutures). Reduced tension minimizes the chances for scar expansion or dehiscence, and results in better quality and improved aesthetics of the scar.
Objectives
To evaluate the clinical effectiveness and safety ofthe TopClosure® for gradual, controlled, temporary and non-invasive skin stretching;
Methods
The TopClosure® was applied for variable wound lengths and reinforced with adhesives, staples and/or surgical sutures depending on the clinical circumstance of the wound and the surgeon's judgment. A clinical trial was conducted using 20 patients prior to, during and post surgery.
Results and Conclusions
TopClosure® was used prior to, during or/and after surgery to reduce tension across scar edges. No significant complications or unexpected events were associated with its use. It aided closure of large wounds with significant loss of skin and soft tissue by mobilizing skin and subcutaneous tissue, avoiding the need for tension sutures, skin grafts, local flaps, and tissue expanders. TopClosure® was effectively used for preoperative skin expansion in preparation for dermal extirpation (e.g. skin lesions) to secure closure of wounds under tension, thus improving wound aesthetics.
M. Topaz, C. Oppikofer, I. Portnoy, S. Mokady, R. Zalzman, U. Cogan.
Evidence of Extreme Oxidative State of Soybean Oil-filled (Trilucent™) Breast Implants Raises Safety Concerns. Aesthetic Surgery Journal, 2002; Sept-October 2002.
About 9000 Trilucent™ soybean oil-filled breast implants (SOBIs) (about 5000 patients) were implanted in Britain and 700 in Switzerland. In the U.S. about 200 women were enrolled in an FDA- approved clinical study to evaluate the safety and effectiveness of these implants.
Reports indicating high rupture rate of SOBIs and possible long-term adverse effects resulting from chemical breakdown of the filler, prompted the UK Medical Devices Agency (MDA) to advise against the further use of SOBIs in March 1999.
In June 2000, following new data regarding high concentrations of potentially genotoxic and carcinogenic components from the breakdown of soybean oil filler, the MDA issued a hazard notice recommending that all women with SOBIs have them removed. This recommendation was adopted by EQUAM (the European Committee on Quality Assurance and Medical Devices in Plastic Surgery), the Swiss federal Office of Public Health and the Israeli Ministry of Health. No quantitative data or definition of the oxidative state of the implants that would substantiate these concerns have been provided so far.
We are currently conducting ongoing research to assess the degradation and oxidation of soybean oil filler used in the TrilucentTM breast implants, as potential biohazards associated with the oxidation process. The results will help plastic surgeons and regulatory bodies determine the need for the continuing explantation of TrilucentTM breast implants, and the need for further follow-up of this group of patients. Our preliminary data is presented here.
Peroxide value (PV) and conjugated dienes (CD) are commonly used methods for estimating lipid peroxidation. The thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) method measures the level of secondary oxidation products, mainly aldehydes. Customarily, maximally allowed PV levels of soybean oil for intravenous and dietary use are 1 and 5 μeq O2/g oil, respectively. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy was applied to detect free radicals in the SOBIs filler, applying nitrosobenzene as spin trap. The Swiss Federal Office of Public Health has funded the chemical analysis, in our laboratory, of explanted breast implants from Swiss patients for determining their oxidative state.
Preliminary data of analyses of fillers from eight explanted SOBIs revealed extremely high levels of PV, 4.6 (µeq O2/g oil), (in the range of 48.2 – 483.2), and by far±averaging 335.8 exceeded the PV level (19 μeq O2/g oil) of explanted SOBI previously reported. 0.1 (%), (in the range of 1.03 –±CD levels were similarly high, averaging 4.47 2.47 (nmol MDA/g±6.11). High levels of TBARS were measured, averaging 21.8 oil), (in the range of 1.2 – 36.1), indicating extensive decomposition of peroxides into alleged toxic aldehydes. The samples studied were indicative of the oxidative state of a series of explanted SOBIs analyzed in our laboratory. Numerous factors may influence the in-vivo oxidative state of the SOBI, among which are breast implant membrane permeability, possible microperforations, ambient temperature, interaction with body fluids, transtion metal ions and oxygen, duration of implantation, etc. The composite effects of these factors may partially explain the extremely high peroxidation and variability of oxidation even in the same patients, observed in the explanted SOBIs. Electron paramagnetic resonance spectroscopy analysis of explanted soybean oil with the spin trap, revealed high levels of free radicals in the oil, suggesting active in-vivo involvement of free radicals in the propagation of oxidation of the SOBIs polyunsaturated fatty acids.
Our findings indicate that soybean oil, consisting largely of polyunsaturated fatty acids, undergoes extremely high peroxidation in these implants. PV, CD and TBARS levels may be used as primary oxidative parameters for risk estimation of exposure to SOBIs. Varying oxidation levels of SOBIs is apparent among patients and even in the same patient, which may indicate varying permeability or micro-rupture of the silicone elastomer. Trilucent™ breast implants may therefore be regarded as sustained release systems generating toxic degradation products, affecting mainly the periprosthetic breast tissue. The biosafety of chronic exposure of breast tissue to aldehydes known to be carcinogenic and genotoxic has not yet been fully evaluated. Possible long-term toxicity of SOBIs justifies a call for their immediate explantation, and for close monitoring of these patients in order to assess future adverse effects. Determination of the oxidative state of every explanted SOBI is mandatory. A detailed chemical analysis of a sample group of implants should follow. Non-inert breast implants containing bio-reactive chemicals or biodegradable substances should be regarded in the slow-release drugs category, and not as devices, when being considered for clinical certification.
M. Topaz, M. Motiei, E. Assia, D. Meyerstein, N. Meyerstein, A. Gedanken.
Acoustic Cavitation in Phacoemulsification – Chemical Effects, Modes of Action and Cavitation Index. Ultrasound in Med. & Biol, 2002; 28(6):775-784.
Cataract is the most common cause of surgically reversible visual impairment, and is treated by removal of the opaque lens and implantation of an artificial intraocular lens. The modern surgical technique, phacoemulsification, utilizes high-intensity ultrasound energy (HIUE) for the fragmentation and emulsification of the cataractous lens.
The generation of radicals and sonoluminescence (SL) by application of continuous wave (CW) HIUE to an aqueous medium under conditions simulating cataract phacoemulsification surgery is demonstrated by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and a sensitive photon-detecting system.
The findings provide direct evidence for the generation of acoustic cavitation in the simulated intraocular environment, pointing out that generation of acoustic cavitation in clinical phacoemulsification and other surgical applications of ultrasound is possible. The findings imply that the effects of acoustic cavitation in aqueous medium may contribute to the endothelial damage observed clinically following phacoemulsification cataract surgery.
Saturation of the irrigating solution with various gases modifies the acoustic cavitation. Saturation of the irrigating solution with CO2 practically eliminates acoustic cavitation, with the concomitant elimination of radicals and SL. CO2 may be utilized clinically to suppress acoustic cavitation in phacoemulsification and other medical applications.
A cavitation index (CI) is introduced for the purpose of standardizing phacoemulsification instrumentation and other medical ultrasound devices that employ HIUE.
Letter to the Editor, Plastic and Reconstructive Surgery, 1999; 103(1): 340-341.
Sir:
With reference to the article by Drs. Maxwell and Gingrass entitled "Ultrasound- Assisted Lipoplasty: A Clinical Study of 250 Consecutive Patients" which appeared in the January 1998 issue of Plastic and Reconstructive Surgery, I would like to draw the attention of your readers to our findings.
In- depth research work is being conducted in our laboratory on the basic biological effects of simulated UAL systems. As yet unpublished findings have shown that temperature reduction from 37 to 21 degrees in the cavitation environment actually increases cavitation, manifested by the increase in sonochemical products such as free radicals and oxydizing substances, and the amount of sonoluminescence emitted.
Cavitation is a rather complex phenomenon, as are its physical and chemical expressions in biological systems. Even minor changes in the cavitation environment (i.e., modifications in wetting solution composition and/or temperature changes) may significantly alter its behavior. I would therefore caution against the practice of the infiltration of cooled wetting solution (tumescent) in the operative area. Further basic research is mandatory prior to the implementation of this technique.
Moris Topaz. M.D.
Plastic Surgery Unit
Hillel Yaffe Medical Center
Hadera, Israel
M. Topaz, M. Motiei, A. Gedanken, D. Meyerstein, N. Meyerstein.
Ultrasound in Med & Biol, 2001; 27(6):851-859.
The generation of various radicals by application of continuous wave (CW) high-intensity ultrasound energy (HIUE) to an aqueous biological medium containing spin traps, under conditions simulating ultrasound-assisted lipoplasty (UAL), was demonstrated by EPR spectroscopy. The addition of water- soluble antioxidants, ascorbic acid and glutathione to the wetting solution substantially reduces the levels of hydroxyl radicals in the sonicated medium. These findings provide direct evidence for the generation of cavitation in the simulated intercellular environment, corroborating previous data, and pointing out that generation of transient cavitation in clinical UAL and other therapeutic and surgical applications of ultrasound is possible. The findings indicate that the effect of transient cavitation in aqueous biological media may be similar to the effects of ionizing radiation, and raise the question of the long-term biosafety of the use of CW HIUE in UAL. The introduction of biocompatible water-soluble antioxidants to the sonicated medium may be utilized to suppress accumulation of radicals and reduce their possible adverse effects.
M. Topaz.
Long-Term Possible Hazardous Effects of Ultrasonically Assisted Lipoplasty.
Letter to the Editor, Plastic and Reconstructive Surgery, 1998; 102: 280.
Sir:
Ultrasound-Assisted Lipoplasty is gaining acceptance as a common procedure for extracting fat, along with conventional liposuction.
There is a prevalently held opinion that the use of ultrasound is of no substantial risk. Short-term side effects have already been noted and reported, however long-term complications are yet to be expected. I would like to draw your attention to the potential risks involved in the transformation of ultrasonic energy and its possible long-term hazardous effects on biological systems. A review of the literature on ultrasonic energy reveals reports concerning three major factors from which long-term complications may occur in association with ultrasonic liposuction: Sonoluminescence, or the conversion of sonic energy into light, sonochemistry, which byproduces free radicals, and the thermal effect on soft tissues.
Ultrasonic energy can create cavitation - the expansion and rapid collapse of a tiny bubble in solution, with energy sufficient to produce the sonoluminescence and sonochemistry phenomena and a rise in temperature. Sonoluminescence in aqueous medium has been observed to generate Ultraviolet and possible soft X-ray radiation. The ultrasonic cavitation shock wave can break chemical bonds in a variety of molecules either directly or via the sonoluminescent effect. Free radicals are a byproduct of the brief high temperature associated with the adiabatic compression of the bubbles in the cavitation process. The selective effects of sonochemistry are yet to be established. Sonochemical activity has been reported to be a cause of biological effects of in vitro and in vivo ultrasonic exposure. Free radicals are highly reactive substances and are expected to react instantly with the surrounding tissues. The hydroxyl and hydrogen radicals created in the process of the chemical reaction in the aqueous media can react with RNA and DNA and result in alteration of the nucleic sequence. Liebeskind et al have shown that ultrasound of diagnostic intensities can affect the DNA of animal cells*.
Ultrasonic liposuction is a procedure that exposes the subcutaneous tissue to high ultrasonic energy, generating high temperatures, especially when high energy machines are being used.
The thermal effect of the probe is not expected to be limited to its diameter but exceeds beyond its edges**. Initial endoscopic pictures showing what looks like intact nerve and blood vessels may represent heat degenerated nerve fibers and coagulated blood vessels. Though the thermal effect can lead to fibrosis and tightening of the skin, the long-term effect on deep soft tissues has yet to be studied. Harmful biological effects on skeletal growth associated with the use of therapeutic ultrasound exposure of between 3 to 4 W/cm2 and changes in bone morphology with exposure levels as low as 0.5 to 1 W/cm2 have been reported***.
Most of the literature concerning this phenomenon, though observed in distinct laboratory environment, can give the indication of the amount and levels of energy within the tip of the canula used in standard ultrasonic liposuction machines. This is usually in the range of 50-150 watts, at around a frequency of 20 Khz.
Prior to the last decade applications of ultrasonic technology in medicine had remained within the confines of diagnostic and therapeutic purposes, using an energy range of up to 1 - 3 W/cm2. In ultrasonic liposuction the level of ultrasonic energy used is 30 to 50 times higher, with applications of up to 150 W/ cm2 directed at the core tissues and with a much higher dose of energy absorbed in the sub-cutaneous space.
Factors which would increase the risks of the potentially damaging effects of ultrasonic liposuction are: duration of surgery, intensity of energy, type of tissue affected, and the age of the patient. Recent clinical work has been reported using ultrasonic liposuction on breast tissue, which should cause major concern regarding the later development of carcinogenic changes; ultrasonic liposuction of the head, neck and tissues in close proximity to major blood vessels and nerves should be evaluated because of the application of high energy in the vicinity of sensitive structures.Using the ultrasonic liposuction technique on young patients increases their chances for later complications
In conclusion, a high-energy machine may be efficient for fat extraction, yet it increases the risk of high-energy cavitation with subsequent exposure to sonoluminescence, high-energy sono-chemical products and high temperature effects. The possible consequences should limit its use in aesthetic plastic surgery until further experimental work establishes and assures its long-term safety.
Moris Topaz. M.D.
Plastic Surgery Unit
Hillel Yaffe Medical Center
Hadera, Israel
-
Liebeskind D, Bases R, Mendez F, Elequin F, Koenigsberg M. Sister chromatid exchanges in human lymphocytes after exposure to diagnostic ultrasound. Science. 1979; 205: 1273-1275** Martin CJ, Gregory DW, Hodgkiss M. The effects of ultrasound in vivo on mouse liver in contact with an aqueous coupling medium. Ultrasound in Med Biol 1981; 7: 253-265
*** Stewart HF, Abzug JL, Harris GR. Considerations in ultrasound therapy and equipment performance. Physical Therapy 1980; 60: 424-428
Aesthetic Surgery Journal, 1998; 18(1): 19-24.
Ultrasound-assisted lipoplasty has become a common procedure for the extraction of fat, together with conventional vacuum liposuction. There is a trend to equate ultrasound-assisted lipoplasty with vacuum liposuction, yet it is important to point out that each uses totally different physical modes and techniques to extract fat. Research comparing the efficacy of ultrasound-assisted lipoplasty with vacuum liposuction has been reported and continues to be evaluated.
Since its early use by Zocchi and Maillard et al, much experience and knowledge have been gained regarding side effects and complications. Although short-term side effects such as burns, infection, fibrosis, seroma, and the coagulation of blood vessels and nerves have already been noted and reported, long-term complications are possible.
Recent studies have reported the use of ultrasound-assisted lipoplasty on the breast and the extraction of high volumes of fat. Emphasis should be placed on the long-term effects of ultrasound-assisted lipoplasty on young patients when sensitive areas such as the head, neck, and breast are treated and when high-intensity ultrasound energy is applied in close proximity to major blood vessels and nerves.
The commonly accepted understanding of the physics of the ultrasound energy affecting the surrounding tissue involves the thermal, cavitational, and mechanical effects. A thorough review of the literature regarding the chemistry and physics of ultrasound energy, however, reveals a more detailed and comprehensive mechanism that can contribute to adverse effects of ultrasound energy in biologic systems. This mechanism comprises three major factors that may create long-term complications when associated with ultrasound-assisted lipoplasty:
-
Sonoluminescence, or the conversion of sound into light, which may produce ultraviolet and possible soft X-ray radiation
-
Sonochemistry, which results in a variety of free radical by-products
-
Thermal effect on deep soft tissues, which might have a late aftereffect such as the Marjolin ulcer-like phenomenon
The opinion that the use of ultrasound has no substantial risk is widely held. This study examines the potential risks involved in the transformation of high-intensity ultrasound energy and its possible long-term hazardous effects on soft tissue.
M. Topaz, A. Gedanken, Y. Koltypin, M Motiei.
Sonochemistry and Sonoluminescence in Simulated Ultrasound- assisted Lipoplasty Environment.
Aesthetic Surgery Journal, 1999; 19(3):205-213.
Background: The issue of safety has arisen with the advent of high-intensity ultrasound energy (HIUE) in ultrasound-assisted lipoplasty (UAL). HIUE has been used in the last 3 decades in a variety of surgical procedures but scientific data are lacking with regard to biological interactions. We hypothesize that infiltration of tissue with an aqueous solution and exposure to HIUE as practiced in UAL can induce cavitation with concomitant production of free radicals and oxidizing reactants associated with high-energy chemical reactions, and generate sonoluminescence (SL).
Objective: The objectives of the research work described in this paper serve to verify these hypotheses.
Methods: In a series of experiments continuous-wave (CW) HIUE was applied under in- vitro conditions that simulate the in- vivo extracellular environment of UAL under semi- clinical conditions. A sensitive photo detecting system was utilized to detect SL and sono- chemiluminescence (SCL ).
Results: We are reporting that CW- HIUE applied under conditions that simulate UAL operating in an intercellular environment is above threshold intensities where cavitation is generated with the subsequent creation of FR and OR in large quantities, and in which SL is generated.
Conclusions: These findings question the long-term biosafety of UAL in its clinical application.
The European Journal of Plastic Surgery. 2008 Dec;31(6):281-291.
There has been an upsurge in the technology of injectable volumetric filler materials for soft tissue augmentation of the face in the past decade. This is a dynamic field that has provided plastic surgeons and dermatologists who treat the aging face with newer tools and techniques. Injectable volumetric fillers can be applied in a variety of combinations and can be added to the various surgical options in conjunction with surgery or as maintenance following surgery. In practice, there are essentially four classes of materials that may be considered gold standard for minimally invasive rejuvenation and beautification of the face: Botulinum Toxin A, autologous fat, derivatives of Hylaronic acid, and, to a limited extent, Hydroxylapatite. These coincide with the philosophy of applying materials and devices associated with the least amount of risk. Long lasting, or permanent - non-degradable, non-extractable, and non-absorbable (Permanent – N-DEA) fillers remain an unresolved controversial issue, as the longer lasting the device, the greater also is the likelihood for long-term or even irreversible complications.
The current trend for non-surgical, minimally invasive procedures for beautifying the face will most probably continue to surge, in light of their affordability in the growing economies around the globe, the increasing demand for a youthful look, and the need for less downtime for these procedures. There will be a rising demand for more hi-tech (bio- or genetically engineered) safe fillers with higher purity and less immunogenicity, that allow a short recuperation time in order to attain a product that will serve as an ideal injectable volumetric filler for soft tissue augmentation.
Topaz M, Motiei M, Assia E, Meyerstein D, Meyerstein N, Gedanken A.
Ultrasound Med Biol. 2002 Jun;28(6):775-84.
High-intensity ultrasound (US) energy (HIUE) has been extensively used in the last 3 decades in a wide range of surgical procedures, including phacoemulsification. The generation of radicals and sonoluminescence (SL) by application of continuous-wave (CW) HIUE to an aqueous medium under conditions simulating cataract phacoemulsification surgery is demonstrated by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and a sensitive photon-detecting system. The findings provide direct evidence for the generation of acoustic cavitation in the simulated intraocular environment, pointing out that generation of acoustic cavitation in clinical phacoemulsification and other surgical applications of US is possible. The findings imply that the effects of acoustic cavitation in aqueous medium may contribute to the endothelial damage observed clinically following phacoemulsification cataract surgery. Saturation of the irrigating solution with various gases modifies the acoustic cavitation. Saturation of the irrigating solution with CO2 practically eliminates acoustic cavitation, with the concomitant elimination of radicals and SonL. CO2 may be utilized clinically to suppress acoustic cavitation in phacoemulsification and other medical applications. A cavitation index (CI) is introduced for the purpose of standardizing phacoemulsification instrumentation and other medical US devices that employ HIUE.
Topaz M, Shuster V, Assia EI, Meyerstein D, Meyerstein N, Mazor , Gedanken A.
Ultrasound Med Biol. 2005 Aug;31(8):1123-9.
Cataract surgery by phacoemulsification generates acoustic cavitation, resulting in formation of reactive oxygen species. The aim of this study was to establish the mechanism of damage by phacoemulsification in an in vitro setting simulating cataract surgery and to assess the protective effects of water-soluble antioxidants. Electron paramagnetic resonance spectroscopy was used to analyze generation of radicals in an intraocular irrigating solution by phacoemulsification instrumentation, operating at an ultrasonic frequency range of 40--60 kHz. Hydroxyl radicals were generated by phacoemulsification under conditions simulating cataract surgery. The effects of water-soluble antioxidants in the irrigating solution on the amounts of radicals were evaluated by electron paramagnetic resonance spectroscopy. The water-soluble antioxidant glutathione, applied in either oxidized or reduced form, decreased hydroxyl radicals concentration measured in the sonicated medium. The effective concentrations of oxidized and reduced glutathione in irrigating solution that significantly eliminate the hydroxyl radical signal were determined in the range of 10(-3)-10(-2) M. Antioxidants should be applied clinically to reduce damage to the corneal endothelium induced by phacoemulsification, thereby improving biosafety.
בטיחות השימוש במשתלי שד
ד"ר מוריס טופז
מנהל היחידה לכירורגיה פלסטית
המרכז הרפואי הלל יפה, חדרה
מזכ"ל EQUAM - האיגוד האירופאי לאבזור ותקינה בכירורגיה פלסטית 21-10-03 משתלי השד לשימוש בהגדלת שדיים הינם השנויים ביותר במחלוקת והמדוברים ביותר מבין המשתלים שבשימוש כיום. לשימוש במשתלי השד השפעה רבה על איכות חיי האישה והם קובעים גם במידה רבה את עיצוב דימויה העצמי.1,2 שדיים גדולים נחשבים בחברות ובתרבויות שונות סמל למיניות, פוריות ונשיות אולם גודלם וצורתם "האידאלים" נקבעים גם בהתאם לצווי האופנה המשתנים ולציפיותיה של האשה עצמה. לאורך השנים נעשו ניסיונות רבים להגדיל את השדיים ע"י סוגים מגוונים של חומרים ובטכניקות שונות. מתחילת שנות הארבעים הוזרקו או הוחדרו לריקמת השד לנשים ביפן שמנים שונים, סיליקון תעשייתי נוזלי וחומרים ספוגיים, ובדיווחים ממזרח אירופה, בשנים האחרונות, נמסר אף על הזרקה לשדיים של שומן שנלקח מגוויות.
קודי של רקמה או איבר בגוף. משתלים עשויים מחומרים טבעיים או מלאכותיים, הרכבם הכימי (מתכות
משתלים הינם חומרים או אביזרים המיועדים להשלים חסר מבני, נפחי ולעיתים גם תפ או סגסוגות שונות, חומרי טבע אורגאנים או תירכובות סינטתיות), מגוון תכונותיהם ומאפייניהם הפיזיקאלים (נוזלים, מוצקים בדרגות שונות של מוצקות, צורות גיאומטריות, קיבול ומוליכות חום), נדרשים להיות מותאמים לריקמה או לתיפקוד אותם הם אמורים להחליף או להשלים. המאפיינים העיקרים של המשתל ה"אידאלי": היותו אינרטי - חסר תגובה במגע עם רקמות בגוף, יציב מבחינת כימית, ניתן לעיקור, ניתן לעיצוב ובעל מרקם הדומה לרקמה שאותה הוא אמור להשלים, קל להחדרה לגוף, ניתן לשימוש לטווח ארוך, ניתן להוצאה בשעת הצורך או לחילופין, עשוי חומר מתכלה. השימוש הראשוני במשתלים השונים היה אקראי, לא מבוקר וגרם במקרים רבים לנזקים קשים למטופלים. הוחדרו חומרים לא סטריליים, נעשה שימוש במשתלים מחומרים שגרמו לתגובות מיידיות או מאוחרות קשות ואף חומרים מסרטנים. למרות שבמהלך השנים נקבעו כללים וקריטריונים מחמירים לשימוש באביזרים אלו, תקנים שאמורים היו להסדיר כללי השימוש בהם ולהגביר את הבטיחות בשימוש בהם, נראה שעדיין יש מקום להערכה ביקורתית וזהירה של משתלי השד השונים.
האפשרות להגדלת השדיים בניתוחים אסתטיים ומשחזרים הפכה מעשית ובטוחה יותר עם הכנסתם לשימוש של משתלי השד עם מילוי סיליקון ג'ל בתחילת שנות השישים ומשתלים עם מילוי מי מלח מספר שנים אח"כ. בשל השכיחות הגבוהה של סרטן השד בנשים (אחת מכל 9-12 נשים בעולם המערבי תחלה בסרטן השד עד גיל 76) קיימת חשיבות מיוחדת למשתלי השד בשימושם לצורך שיחזור השד לאחר כריתתו. שיחזור השד ע"י משתלים הינה טכניקה פשוטה יחסית ונפוצה ומקנה לנשים רבות אפשרות ריאלית לשיפור איכות חייהן לאחר כריתת השד. מעל לשני מליון משתלי שד הושתלו בנשים בארה"ב משנת 1963 ומספר לא מוגדר נוסף בשאר רחבי העולם. חומרי המילוי במשתלי השד הינם בעיקר סיליקון ג'ל בדרגות שונות של צמיגות ומי מלח. חלקם הקטן של המשתלים מכיל הידרוג'ל או שמן סויה. סיליקון נוזלי הינו חומר יציב מבחינה כימית, אינרטי כשלעצמו - יוצר תגובה מינימאלית עם הגוף, ניתן לסטריליזציה בחימום, בגז או בקרינה. מילוי המשתל בתמיסת מי מלח בריכוז פזיולוגי היווה נדבך נוסף במגוון חומרי המילוי למשתלי השד עם צפי לספיגה של הנוזל במקרה של קרע המעטפת או דלף. מילוי המשתלים בתמיסת מי מלח במהלך הניתוח יוצר שתי בעיות עיקריות: צורך בשסתום להחדרת הנוזל - נקודת תורפה במעטפת המשתל, ואפשרות לחדירת חומרים ביולוגיים וזיהום חלל המשתל. מעטפת המשתלים עשויה אלסטומר – פולימר ארוך שרשרת של סיליקון עם קשרים מצולבים. מעטפת המשתלים תוחמת את חומר המילוי, מונעת את דליפתו, מקבעת את המשתל למקומו (במשתלים עם מעטפת מחוספסת) ומסייעת לעיצוב צורתו החיצונית.
כל משתל המוחדר לגוף גורם למידה זו או אחרת של תגובה של הגוף כנגד הגוף הזר. המעטפת שיוצר הגוף מסביב למשתל – הקופסית, בנויה ריקמת חיבור רכה בד"כ. לעיתים, מסיבות לא ברורות, יכולה להופיע היתקשות של המעטפת שתחייב במקרים קיצוניים הוצאת המשתל. תכונותיה הפיזיקאליות של מעטפת המשתל, היותה חלקה או מחוספסת קובעות גם הן את מידת התגובה המקומית של הרקמה אל המשתל. במשתלים בעלי מעטפת חיצונית מחוספסת נמצאה צמיחה של רקמת חיבור אל תוך השקערוריות במעטפת ומידה פחותה של של התקשות הקופסית. בחלק מהמשתלים הוסף ציפוי של ספוג פוליאורטאן (Polyurethane) כדי למזער את תגובת הגוף למשתל ולהקטין את שכיחות התכווצות הקופסית (יתכן עקב צמיחת רקמת חיבור לחללים שבספוג). משתלי השד עם ציפוי פוליאורטאן הוצאו משימוש בארה"ב בשנת 1991 על ידי יצרנית המשתלים עקב דיווחים ראשוניים על זיהוי של תוצר פרוק מסרטן של פוליאורטאן - 2,4-toluenediamine ( TDA) בשתן, בניסויי חיה.2,3 משתלים אלו נמצאים עדיין בשימוש נרחב במדינות דרום אמריקה. בחודשים הקרובים יוכנסו לשימוש משתלי סיליקון עם ציפוי טיטניום, מתוך כוונה להקטין את שכיחות התכווצות הקופסית. נוכחות טיטניום על שטח פני מעטפת המשתל, ומשמעותה הביולוגיות ארוכת הטווח אינה ידועה.
הצורך בהסדרת התקינה לשימוש במשתלי השד הודגש בתחילת שנות התשעים עם הוצאתם משימוש של משתלי השד עם מילוי סיליקון ג'ל, בשימושם להגדלת שדיים, ע"י רשות התרופות האמריקאית (FDA) מחשש להיותם מסרטנים, גורמים לסיבוכים מקומיים, למחלות הקשורות למערכת החיסון וכן בשל הספק באמינות המידע שניתן לנשים שביקשו לעבור ניתוח הגדלת חזה. עיקר הדאגה היתה האפשרות לקשר בין משתלי סיליקון ג'ל וסרטן בנשים המושתלות. בסקירת סדרות של מחקרים אפידמיולוגיים שבוצעו ופורסמו לאחר החלטת ה FDA לא נמצא כל קשר נסיבתי בין משתלי סיליקון ג'ל לסרטן השד ולמחלות מערכת החיסון.4,5 איסור השימוש במשתלי סיליקון ג'ל בארצות הברית, הצורך הבסיסי במשתלים להגדלת שדיים ולשיחזורם והמערכת הכלכלית שהתפתחה סביב ניתוחים אלו הביאו להחשת הפיתוח של חומרי מילוי חלופיים למשתלי השד,6 אולם בדיעבד, ללא מחקר בסיסי וללא בקרת איכות מספקים. חומרי מילוי כמו הידרוג'ל (פולימר של דו סוכר) ושמן סויה הוכנסו לשימוש במשתלי שד בתחילת שנות התשעים עם תוצאות ראשוניות מבטיחות. שמן סויה נחשב לתחליף אידיאלי לסיליקון בשל הצפי לספיגתו לאחר דליפה והיותו חדיר לקרינת רנטגן, תכונה המאפשרת ביצוע שיגרתי של בדיקות ממוגרפיה ללא מגבלות מיסוך של ריקמת השד על ידי המשתל. במהלך השנים הוברר כי חומר המילוי במשתלי שמן הסויה לא נספג לאחר קרע של המעטפת כפי שנצפה, הופיעו תופעות של רגישות יתר מקומית והחמור מכל, דווח על ריכוזים גבוהים במיוחד של חומרי פרוק של שמן הסויה ואפשרות היווצרות חומרי פרוק מסרטנים. כחמש שנים לאחר הכנסתם לשימוש, בסוף שנות התשעים, קראו החברה המייצרת, משרדי הבריאות הבריטי, השוויצרי ומשרד הבריאות הישראלי להוציא את משתלי השד עם מילוי שמן הסויה מחזה הנשים. הדיווח היחיד בספרות על רמות תוצרי הפרוק במשתלים שהוצאו מנשים בישראל ובשוייץ הצביע על רמות חריגות של תוצרי חמצון שמן הסויה במשתלים.7 במפתיע לא הופיע עדיין דווח של משרד הבריאות הבריטי או החברה המייצרת על ממצאי בדיקות מקבילות שבוצעו על ידם במשתלים שהוצאו מנשים. המשמעות ארוכת הטווח של נוכחות משתל המכיל חומרים כימיים ריאקטיביים, בעלי פוטנציאל מסרטן, הדולפים ונספגים ביקמת השד שסביבו, רקמה שכשלעצמה הינה בעלת נטייה להשתנות ממאירה, אינה ברורה עדיין. וועדה שמונתה ע"י משרד הבריאות הישראלי המליצה ובצדק על מעקב ארוך טווח אחרי נשים אלה. משתלי שמן הסויה הינם דוגמא קלאסית לכשל מערכות הבקרה על שימוש באיבזור רפואי והפוטנציאל לנזק הטמון במערכות אלו. משתלים המכילים חומרים כימיים או ביולוגיים העשויים להגיב עם רקמות בגוף ניתנים להגדרה כחומרי תרופה עם מנגנון שיחרור איטי, ומחייבים הכללתם בקטגוריה של תרופות לצורכי רישוי, קטגוריה שתחייב ביצוע מחקר בסיסי ובקרת איכות מחמירים הרבה יותר קודם להכנסתם לשימוש קליני.7 לאחרונה הופיעו גם דיווחים על בעיות בשימוש במשתלי השד עם מילוי הידרוג'ל שהצריכו הוצאתם והחלפתם, בשכיחות גבוהה מהמצופה. עיקר הבעייתיות בסוג זה של משתלים נובעת מהצורך בשימור הלחץ האוסמוטי בתוכם לקיבוע ניפחם. ריכוז הסוכרים הגבוה במשתלים עשוי לגרום לספיחה משתנה של נוזלים לחלל המשתל במהלך איזון מפלי הלחץ האוסמוטי משני צידי מעטפת המשתל, לגרום לעליה בנפח המשתל ויצירה של מצב דמוי היתכווצות הקופסית הגורם לעיוות מבנה השד והתקשותו, אלא שבמקרה זה ללא התקשות מעטפת רקמת החיבור שסביב המשתל.
הצורך בניתוח נוסף להוצאה או החלפה עתידית של המשתל אינו יכול להחשב כסיבוך אלא איפיון מחייב של ניתוחי הגדלה ושיחזור של השדיים. הצורך בפעולה ניתוחית נוספת לאחר הניתוח הראשוני הינו שיקול חשוב שיש להביאו בחשבון בהערכת מכלול הסיכונים והסיבוכים קודם לקבלת החלטה מודעת על ביצוע הניתוח. סיבות שונות כגון: כשל של המעטפת – קרע המעטפת או דליפה מהמסתם, שינוי מבנה או הרכב חומר המילוי או זיהום מאוחר יחייבו החלפת המשתל. גם הערכה סוביקטיבית של המטופלת ורצונה להגדיל או להקטין את נפח השד או לשנות צורתו עשויים להביא לצורך בניתוח נוסף. הניתוח העתידי עשוי להיות מורכב יותר במידה ותידרש גם הרמה של רקמת השד. יש להתריע בפני המיועדת לניתוח מפני שימוש במשתלים גדולים מדי למבנה גופה. סיקור אוהד באמצעי התקשורת לניתוחים בהם הוגדלו השדיים במשתלים בעלי נפח חריג מבלי להדגיש את הסיכונים הכרוכים בכך הביאו מטופלות לבקש ואף לדרוש מהמנתח שימוש במשתלים החורגים מהמימדים המתאימים להן. הגדלת השדיים ע"י משתלים במימדים חריגים אינה בהכרח פעולה קשה יותר מבחינה כירורגית ואינה דורשת כישורים מיוחדים של המנתח, אולם עשויה להביא לאטרופיה של רקמת השד. כיסוי דק יותר של המשתל ע"י רקמת השד יביא לבלט ניכר לעין של גליות המשתל, וקפלים במשתל ימושו גם במגע קל על פני השד. הגדלת שד חריגה בגודלה עשויה להביא במהלך השנים לאותם סימפטומים אשר מצדיקים הקטנת שדיים: כאבי גב, צניחה של השדיים, גרוי בקפלי השדיים ועוד. ניתוח מאוחר יותר להחלפת המשתלים בקטנים יותר או בהוצאתם עלול לחייב ביצוע הקטנה של מעטפת השד, פעולה הכרוכה בהצטלקויות נוספות, בירידה בתחושה ופגיעה בריקמת השד.
הספק באמינות ובמלאות המידע שניתן לנשים שמבקשות לעבור ניתוח הגדלת חזה עדיין נותר בעינו. מאפיינים חשובים כמו אורך חיי המשתל, שיעור זליגת הסיליקון מתוכו, נתונים מכאניים אוביקטיביים להשואה בין משתלים שונים, שיעורים של התכווצות המעטפת, ריכוזים של מתכות קטליטיות במשתל ועוד נתונים נוספים, קיימים אולי בחזקת החברות המייצרות, אולם לא הובאו לידיעת הציבור ואינם גם בידיי הרופאים המנתחים. החברות המייצרות מבטיחות אמנם אחריות למספר שנים וחלקן אף לכל החיים, אולם משמעותה של אחריות זו אינה ברורה וחלקה לפחות, עלול לחול על הרופא המנתח. מושג לגבי אחריות החברה המייצרת ניתן לקבל בסקירת נושא התביעות כנגד יצרניות משתלי הסיליקון בארה"ב והאחריות המוגבלת של יצרנית משתלי שמן הסויה כלפי המטופלות. מצב זה של העדר מידע אמין ומדוייק ביחס למשתלים, הצורך בהשוואת המשתלים השונים וטכניקות הניתוח השונות היה הבסיס להמלצת EQUAM - האיגוד האירופאי לאבזור ותקינה בכירורגיה פלסטית, להקמת מאגר מידע לרישום בינלאומי של משתלי השד (IBIR). המלצה זו אומצה לפני שנה ע"י האיגוד העולמי לכירורגיה פלסטית ((IPRAS. מאגר נתונים זה יאפשר גם צבירת נתונים מהירה ומדוייקת ביחס לאיכות המשתלים השונים, הגדרה אוביקטיבית של אורך חיי המשתלים, נתונים ביחס לצורך בניתוחים חוזרים, השוואה בין משתלים של יצרנים שונים וקבוצות מנתחים שונות (כירורגים פלסטים ומשתילים אחרים). בשלב זה הבסיס להצטרפות למאגר נתונים זה הינה על בסיס אישי התנדבותי אולם החלטות עדכניות של וועדות מטעם הפרלמנט האירופאי 8 וה- FDA האמריקאי יביאו, ככל הנראה, לרישום מחייב של משתלי השד במאגר נתונים מסוג זה. הפעלה גורפת של רישום זה תשפר את הבטיחות בשימוש במשתלי השד, תבטיח למטופלות קבלת אינפורמציה מדוייקת יותר ביחס למשתלים שבגופן ועדכון שוטף של כל בעיה משמעותית עתידית הקשורה במשתלים השונים. רישום המשתלים הבינלאומי הינו נידבך נוסף חשוב בביצוע מקצועי וטוב יותר של ניתוחים אלו.
תחילתה של פריצת הדרך הצפויה ביצור משתלים אידאליים עתידיים טמונה אולי באפשרות ייצור של רקמה, חלקי איברים או איברים שלמים, בחיות מעבדה בשיטות של הנדסה גנטית, אשר ישמשו "חלקי חילוף" לרקמות ולאיברים חסרים או פגומים. חלופה עתידית לשחזורי השד והגדלתם עשויה להיות יצור של רקמת שומן כתחליף לרקמת השד החסרה. הניסיון הכושל להחדרה לשימוש קליני של החלופות לסיליקון ג'ל, משתלי ההידרוג'ל ובמיוחד הניסיון המר בשימוש במשתלי שמן הסויה וההמלצה העדכנית של ועדה מטעם ה FDA לאשר מחדש השימוש במשתלי סיליקון ג'ל 9 יביאו עם זאת בהכרח לעיכוב בהכנסה של כל חומר מילוי חדש למשתלי השד בשימוש קליני ויקבעו את המצב הנוכחי למשך שנים רבות.
מקורות ספרות: 1. Antoniuk PM. Breast augmentation and breast reduction. Obstet Gynecol Clin North Am. 2002; 29(1):103-115. 2. Smith M, Kent K. Breast concerns and Lifestyles of women. Clin Obstet and Gynecol. 2002; 45(4):1129-1139. 3. Luu HMD, Hutter JC, Bushar HF. A physiologically based pharmacokinetic model for 2,4-toluenediamine leached from polyurethane foam-covered breast implants. Environ Health Perspect 106:393-400 (1998). 4. Tugwell P, Wells G, Peterson J, et al. Do silicone breast implants cause rheumatologic disorders? A systematic review for a court-appointed national science panel. Comment in: Arthritis Rheum. 2002;46(9):2545. 5. Shastri PV. Toxicology of polymers for implant contraceptives for women. Contraception. 2002;65(1):9-13. 6. Goldberg P, Habal MB. Future directions in breast implant surgery. Clin Plast Surg. 2001;28(4):687-7002. 7. Topaz M, Oppikofer C, Portnoy I, Mokady S, Zaltzman R, Cogan U. Evidence of the extreme oxidative state of soybean oil-filled (Trilucent) breast implants raises safety concerns. Letter to the Editor. Aesth Surg Jour, 2002; 22(5):459-461. 8. http://europa.eu.int/comm/enterprise/medical_devices/index.htm
Moris Topaz, M.D., Ph.D.,1,2 Mark Kazatzker, M.D.,3 Avraham Shotan, M.D.,3 Yoram Oron, Ph.D.,4
Gershon Keren, M.D., M.Sc.,6 Ofra Ziv-Polat, Ph.D.,2 Yaacov Langzam, Ph.D.,5 Shlomo Margel, Ph.D.,2
Alexander Perelman, Ph.D.,5 Zvi Malik, Ph.D.5 .
1. Plastic Surgery Unit, Hillel Yaffe Medical Center, Hadera, Israel.
2. Department of Chemistry, Bar-Ilan University, Ramat-Gan, Israel.
3. Heart Institute, Hill Yaffe Medical Center, Hadera, Israel.
4. Department of Physiology and Pharmacology, Sackler Faculty of Medicine, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Israel.
5. Faculty of Life Sciences, Bar-Ilan University, Ramat-Gan, Israel.
6. Infectious Diseases Unit, Hillel Yaffe Medical Center, Hadera, Israel.
.
Background: Implantation of cardiac devices in the US nearly doubled from 1990 to 1999 reaching recently over 3.25 million. Exposure and infection of pocket and subcutaneous portion of lead from permanent pacemakers (PPM) and implantable cardioverter-defibrilators (ICD) comprise over 52% of infected devices.
Exclusive systemic antibiotic treatment of infected PPM and ICD is relatively ineffective, often resulting in complicated, costly, and sometimes hazardous removal and replacement of device.
Objectives: To demonstrate the efficiency of novel therapy method for infections of PPM and ICD limited to the pocket and proximal wiring by continuous insitu-targeted ultra-high dose antibiotic (CITUHDA) under Regulated Negative Pressure Assisted Wound Therapy (RNPT) system, thereby reducing the need for explantation of cardiac devices.
Methods: Infection of generator and/or proximal wiring was treated in 9 consecutive patients with PPM or ICD by administration of CITUHDA under RNPT closed system and, if indicated, minimal local manipulation of hardware. All procedures were performed in the operating room applying local anesthesia, when indicated. Exposure of generator or wiring could be managed by either delayed direct closure or by coverage with minor local rotation flaps. CITUHDA treatment lasted 7-14 days followed by a course of 2-4 weeks of oral antibiotics as indicated by clinical conditions.
Results: All treated PPM and ICD were salvaged. All patients remained with no clinical manifestations of infection following CITUHDA treatment. The mean follow up was 13.4±11.6 months, (range 3-25 months). Pocket concentrations of antibiotics were up to three orders of magnitude higher than normal target therapeutic plasma levels. Plasma levels of antibiotics were within the normal therapeutic range and reflected an apparent first-order pocket-to-plasma delivery.
By controlling the antibiotic concentration in the pocket, the desired therapeutic or low-therapeutic plasma levels were achieved.
Conclusions: Our clinical experience demonstrates that infection of implant pocket and/or of subcutaneous wiring can be efficiently managed by CITUHDA, diminishing the need for removal of device. Moreover, CITUHDA also provides concurrent controlled systemic antibiotic therapy, adjustable to the patient's clinical restrictions.
|